ویروسهای گیاهان

اطلاعات اولیه

ویروسها از جلبکها ، قارچها و گلسنگها ، خزه‌ها ، سرخسها و گیاهان عالی جدا شده‌اند، ولی در گیاهان عالی بیش از گیاهان پست مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. ویروسها به گیاهان زراعی خسارت عمده‌ای وارد می‌سازند. در گیاهان بر خلاف گروههای دیگر ، ویروسهای رشته‌ای دراز زیاد دیده می‌شود. ماده ژنتیکی اکثر ویروسهای گیاهی rna است، ولی در گروه ویروس موزائیک گل کلم از dna تشکیل شده است. ژنوم در چند ویروس گیاهی به صورت قطعاتی در پیکرهای مجزا وجود دارد، به این گروه اصطلاحا ویروسهای چند جزئی نام نهاده‌اند.

تاریخچه

ویروسهای گیاهی از بسیاری جهات به ویروسهای جانوری و باکتریایی شباهت دارند. مطالعه درباره این نوع وجه اشتراک خصوصا بعد از سال ۱۹۲۵ که بلاک و براکه ثابت کردند که ویروس غده زخمی شبدر نه تنها در گیاه ، بلکه در زنجره ناقل خود نیز تکثیر می‌یابد، با سرعت بیشتری دنبال شد. بنابراین میزبانهای بعضی ویروسها را می‌توان هم در جهان جانوران و هم در جهان گیاهان یافت.

شناسایی علایم ناشی از ویروسهای گیاهی در میزبان

آلوده شدن گیاهان به بیماریهای ویروسی معمولا بوسیله ساییدن مستقیم مایع آلوده بر سطح برگ انجام می‌شود. در این حالت باید دیواره یاخته‌ای یاخته‌های گیاهی به طریقی پاره شود تا ورود ویروس آسان گردد. پس از ورود ویروسها در اکثر موارد ، در محل ورود به برگ تغییر شکل حاصل می‌شود. علایم ظاهر شده بر روی برگ بیشتر به صورت لکه‌های سبز کم رنگ و پر رنگ به شکل موزائیک یا زخمهای موضعی است. گل گیاهان نیز ممکن است آلودگی ویروسی را به صورت تغییر رنگ ظاهر کند. مثلا در لاله یا شب بوی آلوده بخشی از گلبرگها سفید می‌شود.

ظهور علایم بیماریهای ویروسی نه تنها به ویروس و میزبان ، بلکه به عوامل محیطی و غذای گیاه نیز بستگی دارد. بعضی از بیماریهای ویروسی بطور مکانیکی از طریق مالش بر روی برگ منتقل نمی‌شوند و برای این منظور به موجودات زنده متکی هستند. چون اکثر ویروسهای گیاهی علائمی تقریبا همانند در گیاه ظاهر می‌سازند، بنابراین تشخیص آنها از روی علائم کار دشواری است. در این گونه موارد به خواص ذاتی آنها مانند خواص ریخت شناسی ، نوع اسید نوکلئیک و … توجه می‌شود.

گروههای اصلی ویروسهای گیاهی

چون پاره‌ای از ویروسهای گیاهی چندان شباهتی به ویروسهای دیگر ندارند، بنابراین گروه مستقلی را تشکیل می‌دهند، ولی بعضی دیگر دارای خصوصیات مشترک بوده و می‌توان آنها را در یک گروه جای داد. این گروهها به شرح زیر هستند:

ویروسهای میله‌ای یا رشته‌ای

ویروسهای ایزومتریک

ویروسهای باسیلی شکل

ویروئیدها که بیماری‌زاهایی شبیه ویروسها هستند که در میزبان خود نوکلئو پروتئین تولید نمی‌کنند. ویروئید غده دوکی سیب زمینی بیش از سایر عوامل بیماری‌زای این گروه مطالعه شده است.

کشت ویروسهای گیاهی

برای کشت و ازدیاد ویروسهای گیاهی معمولا از میزبانهایی استفاده می‌شود که اولا ویروس در آنها به صورت فرا گیر در آید، ثانیا قدرت تکثیر ویروس در گیاه زیاد باشد. یاخته گیاهی به علت دارا بودن دیواره سخت سلولزی نسبت به اکثر ویروسها غیر قابل نفوذ است. برای این منظور باید دیواره یاخته را خراش داد، این عمل با استفاده از مواد خراش دهنده‌ای مانند پودر کربوراندم صورت می‌گیرد.

گیاهان جوان را پس از دریافت ویروس در محلی با شرایط محیطی مناسب یعنی در دمای ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتیگراد و رطوبت و نور کافی ، نگهداری می‌کنند. برای کشت ویروسها ، از قطعات جدا شده گیاهی و یا از مجموعه یاخته‌هایی که بطور نامنظم رشد یافته‌اند (بافت پینه‌ای یا کالوس) استفاده می‌شود. چون ویروس قادر به زیستن در بافت مریستمی گیاه نیست، با جدا کردن قطعه‌ای از مریستم گیاهی که مشکوک به آلودگی است و کشت آن در محیط غذایی می‌توان گیاه جدید عاری از ویروس تهیه کرد.

صفات اختصاصی آلودگی ویروسهای گیاهی

از صفات آلودگی ویروسهای گیاهی این است که گیاه در سراسر عمر خود آلوده باقی خواهد ماند. گیاهان برعکس مهره داران ، پادتن تولید نمی‌کنند و در نتیجه قادر به بی اثر کردن ویروسها در بدن خود نیستند. بدین جهت ویروسها تا مدت نامحدودی در گیاه باقی می‌مانند و خسارتهای زیادی خصوصا به گیاهانی که از طریق رویشی تکثیر می‌یابند، وارد می‌کنند. اساسا ویروسها تمام بافتهای گیاهی غیر از بافت مریستمی را مورد حمله قرار می‌دهند.

اثر ویروس بر شکل ظاهری گیاه

شکل ظاهری گیاهان بر اثر حمله ویروس تغییر می‌کند و البته این تغییرات دنباله تحولاتی است که در اندرون گیاه به وقوع می‌پیوندد. علایمی که ظهور می‌کنند، برحسب نوع میزبان ، مدت پس از آلودگی ، نژاد ویروس و شرایط محیطی فرق می‌کند.

نکروزه شدن

شدیدترین اثر ویروسهای گیاهان ، کشتن یاخته‌هاست. قطر زخمهای موضعی که در نتیجه نکروزه شدن بافت در برگ بوجود می‌آیند، به نوع ویروس و نوع گیاه و شرایط محیط بستگی دارد. مرگ بعضی از اندام گیاه و یا مرگ گیاه بطور کلی در برخی از بیماریهای ویروسی ، متداول است.

اثر بر شکل گیاه و نحوه رشد آن

بیشتر ویروسها رشد میزبان را کم می‌کنند، ولی در بعضی حالات باعث رشد غیر عادی آن می‌شوند. برگها بر اثر حمله ویروس تغییر شکل می‌دهند. تولید گل و دانه نیز در گیاهان آلوده کاهش می‌یابد. اثر ویروس بر کاهش میزان محصول کاملا نمایان است.

اثر بر رنگ گیاه

از علایم اولیه آلودگی فراگیر ویروسی در اکثر گیاهان بی‌رنگ شدن رگبرگها در جوان‌ترین برگهاست و برگها پس از رشد ، حالت موزائیکی یا ابلقی پیدا کرده و یا زرد می‌شوند. بسیاری از ویروسهای مولد موزائیک بر رنگ گلها اثر می‌گذارند.

اثر ویروس بر فیزیولوژی گیاه میزبان

بیشتر فرایندهای فیزیولوژیک تحت تاثیر ویروس قرار می گیرند. مقدار ازت به صورت آمونیوم و همچنین فسفر به صورت ترکیبات اسید نوکلئیک در گیاه توتون آلوده افزایش می‌یابد.

در برگ گیاهان آلوده به ویروسهای مولد زردی ، مقدار زیادی گلوکز ، فروکتوز و ساکارز جمع می‌شوند. ظاهرا علت اساسی تجمع مواد قندی ایجاد مقاومت در دمبرگ هنگام انتقال مواد است.

شدت تنفس در گیاه آلوده معمولا افزایش می‌یابد و گاهی تا ۵۰ درصد بیش از گیاه سالم می‌شود. شدت تنفس گیاه بر اثر ویروسهایی که علایم شدیدی از خود نشان می‌دهند، زیادتر است و هر گاه علایم خفیف باشند، افزایش در تنفس احساس نمی‌شود.

ویروس موزائیک تنباکو

ویروس موزاییک تنباکو استفاده شود، ویروسی لوله‌ای شکل که تقریبا ۵۰ نانومتر پهنا و یک میکرومتر درازا دارد. در حالی که هنوز تردیدهایی وجود دارد که آیا چنین ویروس‌هایی را می‌توان به عنوان یک موجود زنده در نظر گرفت، به گفته محققین این آزمایش را می‌توان به موجودان زنده کوچک نیز تعمیم داد. جانوران کندروی میکروسکوپی می‌توانند در یک محفظه خلا برای مدت چندین روز دوام بیاورند و شاید برای یک آزمایش شرودینگر مشابه نیز مناسب باشند.

تلقیح فیزیکی

اطلاعات اولیه

به مطالعه روابط بین موجود زنده و محیط اطراف آن اکولوژی گفته می‌شود. ویروسهای مختلف دارای مکانیزمهای دقیق و پیچیده‌ای برای ادامه حیات و انتقال از یک میزبان به میزبان دیگر هستند. روش انتقال یک ویروس از میزبان به میزبان دیگر به ماهیت واکنش متقابل بین ویروس و میزبان بستگی دارد.

ویروسها به روشهای زیر انتقال می‌یابند:

انتقال از فردی به فرد دیگر در اثر تماس مستقیم: بیشترین راههای انتقال ویروسها توسط قطرات تنفسی ، ذرات عفونی معلق در هوا ، راه مقعدی _ دهانی ، تماس جنسی و انتقال از دست به دهان است.

انتقال از حیوانی به حیوان دیگر: در این مورد انسان میزبان اتفاقی ویروس است. انتشار بیماری می‌تواند در اثر گاز گرفتن توسط حیوان یا قطرات تنفسی صورت گیرد.

انتقال توسط آرتروپودها یا بندپایان

یکی از مسائل مهم در علم میکروبیولوژی و ویروس شناسی مطالعه در مورد نحوه و راه ورود عوامل بیماری‌زا به بدن موجود سالم است. ویروسها ممکن است بطور مستقیم از شخص بیمار به انسان سالم سرایت کنند. مثلا ویروس سرماخوردگی مستقیما بوسیله ترشحات حفره‌های بینی منتقل می‌شود. برخی ویروسها از دستگاه گوارش و بوسیله غذای آلوده منتقل می‌شوند و سپس از طریق دستگاه گردش خون خود را به یاخته‌های حساس می‌رسانند. مثلا پولیو ویروس از این طریق وارد می‌شود و پس از تقسیم در بافتهای لنفاوی و دستگاه گوارشی خود را به دستگاه عصبی می‌رساند.

با ایجاد خراش بر روی برگ های گیاه مورد نظر، عصاره تهیه شده از یک گیاه آلوده به ویروس را بر روی خراش ها مالش می دهند و موفقیت این روش به عوامل زیر بستگی دارد:

۱ – دامنه میزبان های ویروس

۲ – منشأ ماده تلقیحی

۳ – اثر مواد افزوده شده به ماده تلقیحی

۴ – روش تلقیح (مالش توسط انگشت یا پارچه با وسایل دیگر)

ویروس موزائیک خیار( Cucumber mosaic Virus (CMV

این ویروس دارای دامنه میزبان وسیعی است و در تمام دنیا گسترش دارد . صدها گونه گیاهی و تقریباً ۵۰ خانواده بعنوان میزبان آن گزارش شده اند . تمام کدوئیان به این ویروس حساس می‌باشند . مانند کدو ، هنئوانه ، طالبی ، خربزه ، انواع گیاهان زینتی نیز مورد حمله این ویروس واقع می‌شوند.

این ویروس در فارس ، یاسوج و ممسنی در خیار بسیار مهم و خسارت زا است . در کل ایران نقشی درجه دوم در محصولات جالیزی دارا می‌باشد .

مشخصات ویروس:

ویروسی است ایزومتریک به قطر nm 28 در محیط خارج کم ثبات است ، زیرا اجزاء Protein پوششی ویروس به هم نچسبیده و به راحتی آنزیمهای ریبونوکلوئاز ‌قادرند نوکلئیک اسید را تجزیه کنند . ژنوم آن RNA تک رشته‌ای و سه قسمتی است . انتقال مکانیکی آن به راحتی امکان پذیر است . انتقال طبیعی آن با شته مانند :شته سبز هلو و شته سبز پنبه صورت می‌گیرد. رابطه ویروس با شته به صورت ناپایاست . این ویروس در کدوئیان بذر زاد نمی‌شود .

پایداری : پایداری این ویروس در علفهای هرز بسیار مهم است. در بدن شته ناقل نمی‌تواند پایداری کند زیرا رابطه آن با ویروس ناپایاست. گیاهانی مانند چغندرقند که در فصل زمستان در مزرعه هستند می‌توانند ویروس را انتقال دهند.

انتقال ویروس های گیاهی

پیشگفتار : با مطالعاتی که روی گیاهان آلوده به موزائیک تنباکو صورت گرفت معلوم شد که عامل بیماری موزائیک تنباکو یک باکتری نیست بلکه عامل بیماری یک ویروس است که مطالعه آن نقش پیشرو در تحقیقات ویروس شناسی به عهده داشته بسیاری از ویژگی های اساسی ویروس ها و عوامل عفونت زای دیگر با مطالعه روی گیاهان کشف شده اند.

گروه بندی ویروس های گیاهی و نامگذاری آنها :

نام ویروس گیاهی معمولاً از نام گیاهی که بیماری ویروسی در آن تولید می شود و علائم مربوط به بیماری گیاه به دست می آید ویروس های گیاهی ممکن است دارای DNA یک یا دو رشته ای RNA دو رشته ای یا یک رشته ای با پلاریته مثبت یا منفی باشند.

روش های زیاد کردن ویروس های گیاهی :

از ویژگی های ویروس های گیاهی توانایی آنها در انتقال بین گیاهان میزبان است و برای مطالعه علائم ایجاد شده در گیاهان آلوده لازم است ویروس های گیاهی را در گیاهان تکثیر نمود. برای انتقال یک ویروس چند ویروس به شرح زیر وجود دارد:

۱ – انتقال ویروس های گیاهی از راه پیوند : به منظور ایجاد ارتباط کامل بین دو گیاه سطوح بریده شده بافت های دو گیاه را در مجاورت هم قرار می دهند (با ایجاد جراحات غیرکشنده در سطح گیاه) تا ویروس را تلقیح کنند و به یاخته های گیاه دسترسی داشته باشد دو روش پیوند زدن .

الف) پیوند نزدیک : قراردادن بافت های پیوندی دو گیاه ریشه دار در مجاورت هم

ب) پیوند بافت جدا شده از یک گیاه در داخل گیاه کامل ریشه دار

۲ – انتقال به وسیله گیاهان رشته ای : برای ایجاد ارتباط بین دو گیاه از یک گیاه انگل که بتواند بین دو گیاه ارتباط مویرگی ایجاد کند استفاده می شود به شرطی که ویروس بتواند توانایی تکثیر در گیاه انگل را داشته باشد.

۳ – انتقال به روش تلقیح مکانیکی: با ایجاد خراش بر روی برگ های گیاه مورد نظر، عصاره تهیه شده از یک گیاه آلوده به ویروس را بر روی خراش ها مالش می دهند و موفقیت این روش به عوامل زیر بستگی دارد:

۱ – دامنه میزبان های ویروس

۲ – منشأ ماده تلقیحی

۳ – اثر مواد افزوده شده به ماده تلقیحی

۴ – روش تلقیح (مالش توسط انگشت یا پارچه با وسایل دیگر)

۴ – انتقال از راه تخم و گرده :

در کیپتو ویروس ها تنها راه انتقال، انتقال از راه تخم است با توجه به این که نشان داده شده که ویروس هایی که به راحتی از راه تلقیح عصاره منتقل نمی شوند معمولاً از راه تخم نیز انتقال نمی یابند اما در مورد کریپتو ویروس ها این استثناء وجود دارد. انتقال از راه گردی نیز ممکن است به طور عمودی ( انتقال ویروس به نسل بعد)یا به صورت افقی (گرده افشانی و آلودگی گیاهان دیگر) باشد.

۵ – انتقال به وسیله بندپایان ناقل :

۱ . انتقال از راه ضمائم دهانی آلوده

حفظ ویروس ها در پیش معده حشراتی مانند سوسک ها و شته ها و انتقال ویروس هنگام تغذیه

انتقال سیستمیک (وارد شدن ویروس به سیستم بدن حشره)

۶ – انتقال توسط نماتودها و قارچ ها :

نماتدها در خاک با تغذیه از ریشه گیاهان آلوده خود به ویروس آلوده شده و هنگام تغذیه از گیاه سالم آن را نیز آلوده می کنند. انتقال توسط قارچ ها نیز توسط زوئوسپرهای قارچ صورت می گیرد و به نوع قارچ و نوع ویروس بستگی دارد.

انتشار ویروس ها در گیاهان :

انتشار ممکن است به آرامی باشد ( روش تلقیح مکانیکی) یا ممکن است سریع باشد (روش انتقال از راه یک حشره ناقل یا از راه تکثیر در پارانشیم) چنانچه یاخته آلوده خیلی سریع بمیرند توانایی انتقال و نتشار به بافت های مجاور را ندارند. یا اگر ویروس خدمت کمی داشته باشد علائم خفیقی در گیاه بروز می کند و آسیب جدی به گیاه وارد نمی شود. برخی ویروس ها نیز باعث تکثیر گسترده یاخته های آلوده و تغییر شکل (تومور) آنها می شوند. با استفاده از آزمایش های ایمنی اکتسابی نشان داده شده که گیاه آلوده ای که علائم ویروسی در آن کم شده است یک بهبودی در آن ایجاد و گیاه زنده می ماند و بخش های تازه رشد کرده گیاه عاری از آن ویروس هستند.

حفاظت متقاطع : اگر گیاه به ویروسی آلوده شود دارای ایمنی اکتسابی نسبی در برابر ویروس دیگری که در بعضی ویژگی ها با ویروس اول مشابه است خواهد شد.

انتقال افقی

انتقال افقی ژن با HGT   به معنای انتقال ژن از یک گونه موجود زنده به گونه دیگر میباشد که با یکدیگر تطابق جنسی و یا امکان تولید مثل جنسی ندارند . امروزه با آشکار شدن سریع سکانس های ژنتیکی توسط روش های نوین اینطور به نظر می آید که انتقال ژن به طور افقی عامل اصلی تغییر در ژنوم باکتریها میباشد . انتقال افقی ژن از یوکاریوت ها به موجودات دیگر یک پدیده غیر معمول است . مطالعاتی که بر روی انتقال DNA   آزاد حاصل از انحلال گیاهان نوترکیب یا ترانس ژن به میکرب های خاک شده نشان میدهد که اگرچه احتمال این انتقال وجود دارد ، اما هر یک از مراحل این انتقال DNA از گیاه نوترکیب به ژنوم میکروب چنان غیر متحمل است که وقوع این پدیده را بسیار بسیار نادر میکند.

انتقال افقی پایدار ژن از گیاه به باکتری یک فرایند بسیار طولانی مدت است که ممکن است در طی میلیون ها سال صورت پذیرد و در دوره کشت گیاه نوترکیب نمیتوان آنرا مشاهده کرد جدیدترین انتقال افقی که از یک گیاه به باکتری احتمال داده میشود که در طی ۱۰ میلیون سال گذشته اتفاق افتاده باشد و در نتیجه میتوان گفت که موقعیت یک فرایند HGT  از گیاه به باکتری خاکزی نزدیک به محال است .

جهت جستجو سریع موضوع مقاله ، پرسشنامه ، پاورپوینت و گزارش کارآموزی می توانید از قسمت بالا سمت راست جستجو پیشرفته اقدام نمایید.

همچنین جهت سفارش تایپ ، تبدیل فایل پی دی اف (Pdf) به ورد (Word) ، ساخت پاورپوینت ، ویرایش پایان نامه و مقاله با ما در تماس باشید.