Ugrás a tartalomhoz

Növényvírusok és virológiai vizsgálati módszerek

dr. Horváth József - dr. Gáborjányi Richard

Mezőgazda Kiadó

8. fejezet - A biotesztek virológiai alkalmazása

8. fejezet - A biotesztek virológiai alkalmazása

A vírusok vizsgálatának tesztnövényes módszere egyidejűleg fejlődött a növényvirológiával. Mayer (1886) volt az első, aki a dohány mozaik betegségét vizsgálta, és megállapította, hogy a betegség kórokozója növényi nedvvel átvihető az egészséges növényre. Ez a felfedezés, valamint Johnson (1925), Holmes (1929) és Smith (1931) tesztnövényekkel végzett kísérletei, majd Price (1940) és Holmes (1946) a gazdanövénykörökről szóló tanulmányai megnyitották az utat a felbecsülhetetlen fontosságú elméleti és gyakorlati tudományos eredmények felé. Azok a vizsgálatok, amelyeket a kutatók a XX. században a vírusok tesztnövényeivel végeztek, napjainkban sem veszítették el jelentőségüket annak ellenére, hogy a tesztnövények használata a vírusdiagnosztikában drága; sok kézi munkát, helyet és időt igényel. A biotesztek jelentősége főleg abban van, hogy a vírusok patológiai tulajdonságai csak tesztnövényeken vizsgálhatók, és eredményei bizonyos esetekben megbízhatóbbak, mint a szerológiai és egyéb vizsgálatoké. A növényi nedvből a tesztnövények segítségével kis víruskoncentráció esetén is kimutathatók a vírusok. Az utóbbi években kifejlesztett gyors és megbízható víruskimutatási módszerek (ELISA-módszer, elektronmikroszkópos vizsgálatok, PCR-technika) sem zárják ki a tesztnövények használatának szükségességét, hiszen a növényi vírusok tanulmányozása növények nélkül nem lehetséges. A CMI/AAB Descriptions of Plant Viruses c. kiadvány 446 növényfajt (43 család és 163 nemzetség fajait) említ mint a biotesztek során használható tesztnövényt (Murant és Harrison, 1970–1988; Horváth, 1993 a, c).

A növény–vírus kapcsolat típusai

A növények és vírusok közötti alternatív kapcsolat a kompatibilitásban és az inkompatibilitásban jut kifejezésre (Horváth, 1976). A növény–vírus kapcsolat egy különleges esete a túlérzékenység, ill. hiperszenzitivitás (hypersensitive reaction, HR-reaction) (45. ábra).

45. ábra - A: Vicia faba hiperszenzitív reakciója a bab sárga mozaik vírussal (bean yellow mosaic potyvirus) és B: Melandrium sárgafoltosság vírussal (Melandrium yellow fleck bromovirus) szemben [Horváth József szívessége folytán]

A: Vicia faba hiperszenzitív reakciója a bab sárga mozaik vírussal (bean yellow mosaic potyvirus) és B: Melandrium sárgafoltosság vírussal (Melandrium yellow fleck bromovirus) szemben [Horváth József szívessége folytán]


Kompatibilitás

Kompatibilis gazda–parazita kapcsolatban a növény gazdája a vírusnak. Az ilyen növényben a kórokozó replikációjának és elterjedésének nincs akadálya. A kompatibilis növény gyakran látható tünetekkel reagál az inokulációra. Az inokulált növények reakciója (szimptómák) attól függően, hogy a növény inokulált levelein vagy a nem inokulált (az inokuláció után képződött) új levelein mutatkozik-e, lokális vagy szisztemikus lehet. Egyes gazda–vírus kombinációban lokális és szisztemikus kapcsolat együtt is kialakulhat. A kompatibilis növény–vírus kapcsolat egyes esetekben nem jut kifejezésre látható tünetekben, hanem tünetmentes marad. A látens fogékonyság mind lokális, mind szisztemikus, mind pedig lokális és szisztemikus lehet. Horváth (1983) egyik összefoglaló tanulmányában 1312 új gazda–vírus kapcsolatot állapított meg, amelyből 13% látensnek bizonyult. A kompatibilis gazda–vírus kapcsolatban a tünetek megjelenése után bekövetkezhet az ún. kigyógyulás (recovery), amely az újabb vélemények szerint a rezisztencia egyik formájának tekinthető (Pennazio et al., 1999).

Inkompatibilitás

Inkompatibilitás esetében a növény–vírus kapcsolatban a kórokozó ugyan eredményesen fertőzi a növényt, de nem betegíti meg. Az inkompatibilitás létrejöhet a vírus elégtelen támadóképessége vagy a növény ellenálló tulajdonsága miatt. Az inkompatibilis kapcsolatban a vírus replikációja zavart szenved, majd leáll, és a kórokozó nem terjed el a gazdanövényben (nem szisztemizálódik).

Hiperszenzitivitás

Az inkompatibilitás gyakran hiperszenzitivitás formájában jelentkezik. A túlérzékenységi vagy hiperszenzitív reakció esetén a gazdanövénybe juttatott vírus helyileg replikálódik ugyan, de a folyamat a gazdaszervezet aktív leküzdési reakciója következtében gátolt. Hiperszenzitív reakció (nekrózis, esetleg amputáció) esetén a növény igyekszik a kórokozót lokalizálni. A hiperszenzitív reakció attól függően, hogy a növény melyik részén lép fel, kétféle lehet: lokális és szisztemikus. A hiperszenzitív reakciónak nagy jelentősége van a növénynemesítésben.

A növény–vírus kapcsolatokat befolyásoló tényezők

A tesztnövények fejlettségi állapota befolyásolja fogékonyságukat a vírusfertőzéssel szemben. A Chenopodium amaranticolor, a Chenopodium quinoa és a Nicotiana clevelandii 10 leveles, a Nicotiana glutinosa 7 leveles, a Nicotiana tabacum és a Gomphrena globosa 4 leveles állapotban ideális diagnosztizálási célra. Az uborkának (Cucumis sativus) és a töknek (Cucurbita pepo) a sziklevelét, a babnak (Phaseolus vulgaris) és a tehénborsónak (Vigna sinensis) a primer leveleit kell inokulálni, mert a növény idősebb levelei nem alkalmasak a fertőzésre. Az uborkát pl. a vetést követően a 10. és a 15. nap között kell fertőzni, mert a 10 napnál fiatalabb és a 15 napnál idősebb sziklevelek rezisztensek a vírusfertőzéssel szemben (Yarword, 1971).

A növény vírusfogékonyságát a levél helyzete (a levélemelet szekvenciája) is befolyásolja; a fertőzés idejében kritikus a levél mérete is (Horváth, 1969 a, b).

Fontos ismernünk a tesztnövények fotoperiódusát is. A Chenopodium quinoa és a Nicotiana clevelandii hosszúnappalosak, a Chenopodium album és a Glycine max rövidnappalosak, míg a Vicia faba, a Cucumis sativus és a Phaseolus vulgaris közömbös a napszakok hosszának változására. Harrison és Jones (1971) a hőmérséklet és a fény hatását tanulmányozták a burgonya szártörpülés vírussal (potato mop-top pomovirus) fertőzött dohányleveleken. Megállapították, hogy a vírusakkumuláció növekedett, ha a növényeket 22 °C-os megvilágított helyről 14 °C-os sötétbe helyezték. Horváth és Pocsai (1972) különböző fotoperiódusos kezelések során azt tapasztalták, hogy alacsony hőmérsékleten a lokális léziók megjelenését elősegítette a hosszabb megvilágítás, míg magas hőmérsékleten a rövidebb megvilágítás volt hatásos.