О ВОЗМОЖНОЙ ВИРУСНОЙ ПРИРОДЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ DACTYLORHIZA INCARNATA И EPIPACTIS PALUSTRIS ПРИРОДНОЙ ФЛОРЫ УКРАИНЫ

Перегудова Александра Сергеевна

аспирант, Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, г. Киев

E-mail: xandra_pereg@ua.fm

Коротеева Анна Владимировна

канд. биол. наук, доцент, Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко,г. Киев

Компанец Тарас Анатолиевич

канд. биол. наук, доцент, Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, г. Киев

Семейство Orchidaceae Juss. является одним из крупнейших семейств покрытосеменных растений, и включает около 35 тыс. видов. Орхидные встречаются на всех континентах земного шара, кроме полярных областей и пустынь [2]. Вирусные заболевания орхидей известны еще с середины ХХ столетия [4], и на сегодня уже описано около 30 вирусов орхидных [7, 9]. Большинство вирусов орхидных детектированы как патогены тропических и субтропических видов этих растений, которые выращиваются в условиях защищенного грунта. С другой стороны, вирусы террестриальных орхидных умеренной климатической зоны изучены значительно хуже. Для представителей семейства Orchidaceae Juss. умеренной зоны в условиях природных ландшафтов были описаны случаи поражения растений вирусами погремковости табака (TRV) и мозаики турнепса (TuMV) [5]. Кроме того, при обследовании орхидных природной флоры Карпат и Крыма были идентифицированы антигены вирусов аспермии томатов (TAV), мозаики резухи (ArMV), табачной мозаики (TMV), желтой мозаики фасоли (BYMV) и TuMV [1].

Материалы и методы. Изучались растения Dactylorhiza incarnata и Epipactis palustris природной флоры Украины с симптомами некротического поражения, отобранные в окрестностях с. Новые Петровцы (Киевская область, Украина).

Вирусы идентифицировали с помощью непрямого твердофазного иммуноферментного анализа и DAS-ELISA. Для диагностики вирусных инфекций использовали сыворотки к TMV (сыворотка получена на кафедре, чувствительность и специфичность подтверждены экспериментально), TuMV (любезно предоставленная Lesemann D.E., Julius Kühn Institute, Federal Research Center for Cultivated Plants, Institute for Epidemiology and Pathogen Diagnostics, Germany), TAV и TRV (DSMZ), вирусу огуречной мозаики (CMV) и вирусу бронзовости томатов (TSWV) (Loewe), У-вирусу картофеля (PVY) (Prime Diagnostics).

Биологические свойства вирусов изучали на спектре растений-индикаторов, типичных для полигостальных вирусов [3, 6]: Amaranthus caudatus, Celosia argentea, Gomphrena globosa, Zinnia elegans, Brassica oleracea, Chenopodium amaranticolor, Cucumis sativus, Phaseolus vulgaris; Datura stramonium, Nicotiana alata, N. benthamiana, N. rustica, N. tabacum, Petunia hybrida, Tetragonia expansa. Заражение растений-индикаторов проводили методом механической инокуляции.

Морфологию вирионов изучали методом трансмиссионной электронной микроскопии (ЭМ) с помощью электронного микроскопа марки JEOL-1400, при инструментальном увеличении 20000 и 60000. Препараты готовили методом негативного контрастирования в 2 % водном растворе уранилацетата [1].

Результаты и их обсуждение. Визуальное обследование растений проводили в 2011—2012 гг. На растении D. incarnata встречалась преимущественно некротическая пятнистость (рис. 1. A, B), изредка слабовыраженная мозаика. Растения E. palustris, большей частью, были без визуальных симптомов поражения, лишь на единичных растениях детектировались отдельные некрозы (рис. 1. С).

Рис. 1. Симптомы некротического поражения на листьях Dactylorhiza incarnata (А, В) и Epipactis palustris (С).

Поскольку сведения о вирусных болезнях орхидных умеренной зоны на сегодняшний день являются достаточно скудными, при проведении ИФА мы руководствовались полученными ранее данными [1] и результатами исследований Lesemann и Vetten [5]. Но, к сожалению, положительных реакций ни с одной сывороткой получено не было.

Для подтверждения инфекционной природы заболевания D. incarnata и E. palustris проводили биологическое тестирование на растениях, типичных для полигостальных вирусов [3, 6]. При заражении растений-индикаторов соком орхидных наблюдали развитие системной реакции на следующих видах растений: D. stramonium, N. benthamiana, N. tabacum, P. vulgaris, T. expansa (табл. 1). Следует отметить, что большинство видов растений-индикаторов при инокуляции соком D. incarnata или E. palustris реагировали сходным образом, различаясь лишь степенью проявления симптомов.

Таблица 1.

Реакция растений-индикаторов при инокуляции соком растений D. incarnata или E. palustris

* S — системная реакция; Cl — хлорозы, хлоротические повреждения; Dis — деформация; Мо — крапчатость; N — некрозы; VC — просветление жилок; W — увядание; Y — пожелтение.

Параллельно с биотестированием проводили электронно-микроскопическое исследование сока D. incarnata и E. palustris. В образцах выявляли сферические вирусоподобные частицы двух типов, диаметром 48—52 нм и 30—33 нм (рис. 2).

По литературным данным сферические вирионы, диаметром около 50 нм, характерны только для одного семейства вирусов растений — Caulimoviridae [8]. Морфология частиц второго типа, диаметром около 30 нм, характерна для широкого спектра вирусов растений, в том числе и для некоторых вирусов орхидных: ArMV, CMV, TAV, вируса кольцевой пятнистости томатов (ToRSV), вируса крапчатости гвоздики (CarMV), вируса кольцевой пятнистости цимбидиума (CymRSV).

Рис. 2. Электронномикроскопическое изображение вирусоподобных частиц в соке инфицированных растений:
А, В — Dactylorhiza incarnata, С, D — Epipactis palustris.

Из данного перечня можно исключить CMV и TAV, антигены которых в ИФА нами выявлены не были. При этом ArMV, CarMV, CymMV и ToRSV по данным [3, 6] имеют широкий спектр растений-индикаторов, а выявленные нами — узкий (см. табл. 1). Основываясь на данных ИФА, биотестирования и ЭМ, можно предположить, что D. incarnata и E. palustris инфицированы или нетипичным штаммом ArMV, CarMV, CymMV или ToRSV, либо вирусом со сходной морфологией, но который ранее на орхидных не выявлялся.

Таким образом, проведено обследование дикорастущих растений D. incarnata и E. palustris, отобранных в Киевской области. Доказана инфекционность сока данных растений, а также возможность механической передачи патогенов. Методом трансмиссионной электронной микроскопии в исследуемых образцах были обнаружены два типа сферических частиц, диаметром около 30 нм и 50 нм. Выявленные патогенны окончательно не идентифицированы, их исследование продолжается.

Список литературы:

1. Коротєєва Г.В., Поліщук В.П. Віруси зозулинцевих природної флори України // Мікробіол. Журн. — 2004. — Т. 66 — № 2. — С. 74—80.
2. Черевченко Т.М. Тропические и субтропические орхидеи/ К.: Наукова думка. — 1993.— 253 с.
3. Brunt A.A., Crabtree, K., Dallwitz, M.J., Gibbs, A.J., Watson, L. and Zurcher, E.J. (eds.) (1996 onwards). `Plant Viruses Online: Descriptions and Lists from the VIDE Database. Version: 20th August 1996.
4. Jensen D.D. Mosaic of Cymbidium orchid // Phytopathology. — 1950. — Vol. 40. — P. 966—967.
5. Lesemann D.E., Vetten, H.J. The occurrence of tobacco rattle and turnip mosaic virus in Orchis ssp., and of an unidentified potyvirus of Cypripedium calceolus // Acta Hortic. —1985. — Vol. 64. — P. 45—54.
6. Navalinskienė M., Samuitienė M. Dekoratyvinių augalų virusinės ligos ir jų sukėlėjai Lietuvoje. Monografia. — Kaunas:Lutute, 2006, — 256 p.
7. Orchid biotechnology II // eds. Chen H.-W. and Chen H.-H. — World Scientific Publishing Co Pte Ltd, Singapore. — 2011. — 380 p.
8. Virus Taxonomy: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses / King A.M.Q., Adams M.J., Carstens E.B., Lefkowitzl E.J. — NewYork: Elselver Academic Press., 2012.
9. Zettler F.W., Wistler G.C., Elliot M.S., Ko N.-J. Viruses of orchids and their control // Plant. Disease. — 1990. — Vol. 74. — P. 621—626.