Физико-химические свойства и биологические особенности штаммов вируса мозаики сои на Дальнем Востоке

Среди штаммов вируса мозаики сои (ВМС), выявленных на Дальнем Востоке России, описаны два — «слабый» и «средний» (по симптомам заболевания растений) (1, 2). Необходимо учитывать различия при толковании терминов вирулентность и патогенность. В нашей работе под вирулентностью понимается способность вирусов или штаммов стабильно вызывать поражение разной степени тяжести у растений большинства сортов. При этом поражение высоковирулентными штаммами сопровождается такими симптомами, как некротизация, угнетение роста, деформация или гибель растений; низковирулентными — легкая мозаика, пятнистость, крапчатость; средневирулентные штаммы обусловливают промежуточные формы заболевания. Под патогенностью понимается способность вирусов или штаммов преодолевать устойчивость растений. В некоторых случаях между патогенностью и вирулентностью существует прямая корреляция.

Мы изучали биологические и физико-химические свойства штаммов ВМС на Дальнем Востоке с целью оценки изолятов на патогенность и вирулентность.

Методика . В процессе обследований соесеющих районов Дальнего Востока России нами было выявлено более 120 образцов сои, пораженных ВМС. Для лабораторных исследований мы отобрали 10 изолятов ВМС, вызывающих заболевания с различными симптомами поражения: А15136, А15325, А15384 (Всероссийский НИИ сои, Приморский край); Хабаровский 12 (Дальневосточный НИИ сельского хозяйства, Хабаровский край); ВИР 3 (Дальневосточная опытная станция ВИР, Приморский край); Рождественка 1 (Госсортоучасток «Дальнереченский», Приморский край), Приморский 3, Приморский 4, Приморский 6 и Приморский 7 (Приморский НИИ сельского хозяйства, Приморский край). Все изоляты тестировали на тест-растениях 62 видов, преимущественно из семейства бобовых. Биологические и физикохимические свойства вирусов исследовали стандартными методами (3). Для идентификации штаммов определяли точку термической инактивации (ТТИ), период сохранения инфекционности (ПСИ) сока при комнатной температуре, наличие нитевидных частиц. Препараты для электронной микроскопии готовили методом погружения (4). Поликлональные антитела получали по разработанным нами оригинальным методикам (5). Двойную иммунодиффузию, ракетный иммуноэлектрофорез, иммунофер-ментный анализ (ИФА) проводили по модифицированным стандартным методикам (5). Очищенные препараты семи изолятов ВМС получали по модифициованной методике Hisachi с соавт. (6).

В качестве стандарта использовали дальневосточный штамм ВМС, описанный Поливановой с соавт. как «типичный», или среднепатогенный (штамм С по международной классификации) (2, 7). Для сравнения использовали также три штамма ВМС: S I , S II и S IIIN — соответственно низко-, высокопатогенный и высокопатогенный некротический*.

так и через семена (табл. 1) (8). В препаратах изолятов Приморский 3 и А15325 вирионы были выявлены только после выделения и очистки.

• 1.    Физико-химические свойства и биологические особенности изолятов вируса мозаики сои, выявленных на Дальнем Востоке

• 2.    Реакция растений сортов-дифференциаторов сои на заражение изолятами вируса мозаики сои

  Группа штаммов по вирулентности	Сорт-дифференциатор	Вид поражения (симптом)
  		А15136	А15325	Хабаровский 12
  A	Takachinagaha	L (NR); S (Dis)	S (Roll, M, Sp)	S (M)
  B	Harasoy	S (NV, Ntop)	O	S (M, Rug)
  B	Norin 4	S (М)	O	S (M, Vcl)
  C	Ou-13	O	S (Vb)	O
  C	OB	L (N)	L (N)	O
  С	Nemaschirasu	O	L (N)	L (N)

  D

  
  

  Dewamesumo

  
  

  O

  
  

  O

  
  

  O

  
  

Изолят	Происхождение изолята	Симптом поражения растений сои	Частота передачи вируса, %		ТТИ, оС	ПСИ, сут
			тлями	через семена

Н и з к о в и р у л е н т н ы е и з о л я т ы

Примор-	Приморский    НИИСХ	Светло-зеленая мозаика           100	14           –        –
ский 3 Примор-	(Приморский край) То же	Хлоротичная мозаика             100	20           –        –
ский 4 Примор-	″	Линейный узор и крапча-тость     66	0            65       >3
ский 6 ВИР 3	Дальневосточная опытная	С р е д н е в и р у л е н т н ы е и з о л я т ы Сильная деформация ли-стьев      33	67           –        –
Рождест-	станция ВИР (Приморский край) Госсортучасток	Карликовость, яркий хло-роз       33	27           –        –
венка 1 Примор-	«Дальнереченский» (Приморский край) Приморский НИИСХ	Пузыревидность листьев, яркая     66	10           –        –
ский 7 А15325	ВНИИ сои (Амурская	хлоротичная мозаика Хлоротичная пятнистость,        100	86          <55       –
Хабаров-	обл.) ДальНИИСХ (Хаба-	хлороз жилок Окаймление жилок, дефор-        80	Отсутствие        –        –
ский 12 А15136	ровский край) ВНИИ сои (Амур- ская	мация В ы с о к о в и р у л е н т н ы е и з о л я т ы Некротическое    окаймление    100	семян Отсутствие        –        –
А15384	обл.) ВНИИ сои (Амурская	жилок Темно-зеленая мозаика,            100	семян Отсутствие         75       3-5
	обл.)	переходящая в некроти-ческую	семян

П р и м е ч а н и е. ТТИ — точка термической инактивации; ПСИ — период сохранения инфекционности. Прочерк означает отсутствие или статистическую недостоверность данных.

На Дальнем Востоке России ранее не проводили работу по созданию сортов сои, устойчивых к штаммам ВМС, характеризующимся различной вирулентностью. Поэтому для дифференциации штаммов по международной классификации мы воспользовались набором японских сортов сои, специально применяемых для этой цели. К группе высокопатогенных штаммов по предварительным данным нами были отнесены изоляты А15136 и А15325 (высоковирулентные) и Хабаровский 12 (средневирулентный) (табл. 2). По международной классификации изолят А15136 можно отнести к группе С, а изоляты Хабаровкий 12 и А15325 — к группе В, то есть к среднепатогенным штаммам.

Изолятами А15325 и Хабаровский 12 инокулировали китайские сорта-дифференциаторы сои Тефон-18 и Су, устойчивые к низко- и сред-непатогенным штаммам; для контроля использовали отечественные сорта Венера и Мечта. Китайские сорта сои оказались невосприимчивыми к этим штаммам; симптомы поражения отечественных сортов различались.

Капсидные белки очищенных препаратов изолятов ВИР 3, А15325, А15384, Рождественка 1, Приморский 4, Приморский 6 и Приморский 7 сравнивали с таковыми изолята S II , полученного из Китая. Спектры оптического поглощения препаратов были характерны для нуклеопротеидов с минимумом поглощения при λ = 240-245 нм и максимумом при λ = 260

П р и м е ч а н и е: О, L и S — соответственно отсутствие поражения, локальное и системное поражение; M — мозаика, Dis — деформация листьев, Roll — скручивание листьев, N — некроз, Sp — пятнистость, Vb — окаймление жилок, Rug — морщинистость, NR — некротические кольца, Vcl — посветление жилок, NV — некроз жилок, NTop — некроз верхушки растения.

265 нм. Выход вируса в полученных препаратах составлял у изолятов А15325, А15384, ВИР 3, Рождественка 1, Приморский 4, Приморский 6, Приморский 7 и китайского штамма S II соответственно 1,24; 1,25; 2,31; 2,40; 1,10; 2,28; 1,02 и 0,50 мг/100 г листьев, то есть был наиболее высоким у растений, зараженных изолятами ВИР 3, Приморский 6 и Рождественка 1.

При электрофорезе капсидных белков восьми изолятов и «типичного» штамма ВМС различий не наблюдалось (2, 9). Выявлен основной белковый компонент с молекулярной массой 32 кД, а также один и два мажорных компонента с молекулярной массой соответственно 3,0 и 2,5 кД (как результат протеолиза основного белка под воздействием растительных протеаз).

Для оценки антигенных свойств изолятов очищенные препараты были протестированы «сэндвич»-методом ИФА при сравнении с «типичным» штаммом ВМС, описанным в 1980 году Поливановой и отнесенным к группе С (рис.) (10). По характеру расположения кривых мож-

Оценка антигенного родства вируса мозаики сои «сэндвич»-методом ИФА: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 — очищенные препараты соот-ветственно типичного штамма ВМС, изолятов Рождественка 1, ВИР 3, А15384, Приморский 6, А15325, Приморский 4, Приморский 7 и ВТМ (гетерологичный антиген); разведение конъюгата 1:600.

к группе среднепатогенных штаммов

но предположить, что наряду с идентичными вирусспецифическими эпитопами, каждый изолят имел ин-дивидуальные антигенные детерми-нанты.                  Наиболее близкородственными по антигенным свойствам оказались изоляты Рождественка 1, ВИР 3, А15384 и типичный штамм ВМС, у остальных отмечено очень низкое антигенное родство с последним.

По биологическим и антиген-ным свойствам вирусные изоляты А15325, А15384, ВИР 3, Рождественка 1, Приморский 3, Приморский 4, При-морский 6 и Приморский 7 предвари-тельно были отнесены нами к различ-ным группам штаммов ВМС. На основании симптомов заболевания, резуль-татов электронной микроскопии и сте-пени накопления вируса в растениях сои, изоляты Приморский    3,    Приморский    4,

Приморский 6 и Приморский 7 (низко- и средне-вирулентные) были отнесены к груп-пе низкопатогенных, ВИР 3, Рождественка 1 (cредневирулентные) и А15325, А15384 (высоковиру-лентные) — ВМС. Следует отметить, что среди всех исследованных изолятов ВМС наиболее стабильным оказался высоковирулентный штамм А15384 (ТТИ составляла 75 оС против 55 оС у типичного штамма ВМС).

По реакции сеянцев сортов-дифференциаторов сои, инокулированных дальневосточными штаммами ВМС, изоляты А15136 и Хабаровский 12 оказались ближе к среднепатогенным штаммам группы B, а изолят А15325 — к таковым группы С. Следовательно, по предварительным данным, высоко-вирулентные изоляты, вызывающие некротическую реакцию или мозаику с деформацией листьев, можно отнести к группе среднепатогенных штаммов (по классификации, принятой в Японии и Китае).

Выявлена восприимчивость всех сортов сои, районированных в Приморском крае (Венера, Мечта, Приморская 529, Приморская 412, Ходсон), к штаммам S I , S II и S IIIN ВМС: наибольшая и наименьшая чувствительность отмечена соответственно у растений сортов

Венера и Приморская 529; штамм S IIIN вызывал у растений сорта Приморская 412 ярко выраженную мозаику со значительной деформацией листьев.

Таким образом, среди изученных нами изолятов вируса мозаики сои, выявленных в коллекционных питомниках учреждений Дальнего Востока России, обнаружены только низко- и среднепатогенные штаммы (по общепринятой классификации) (7). Однако нами идентифицированы высоковирулентные штаммы (А15325 и А15584), обусловливающие высокую степень поражения районированных сортообразцов сои (некротизация и деформация листьев, а также гибель растений).

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    Р е й ф м а н В.Г., П о л и в а н о в а Т.А. Вирусные болезни сои на Дальнем Востоке СССР. В сб.: Вирусные болезни сельскохозяйственных культур Дальнего Востока. Владивосток, 1969: 83-104.

• 2.    П о л и в а н о в а Т.А., З а й ц е в а Н.М., С л е п у х и н а Л.П. и др. Вирус мозаи-ки сои и его штаммы. В сб.: Штаммы вирусов растений. Владивосток, 1977: 204-211.

• 3.   Г и б б с А., Х а р р и с о н Б. Основы вирусологии растений. М., 1978.

• 4.   Р а з в я з к и н а Г.М., П о л я к о в а Г.П., Ш т е й н - М а р г о л и н а В.А. Упрощенный метод

  обнаружения в электронном микроскопе частиц из сока больных растений. Вопр. вирусол., 1968, 5: 633-634.

• 5.    К а к а р е к а Н.Н. Сравнительная антигенная характеристика капсидных белков потивирусов (дальневосточные изоляты) и их иммунодиагностика. Автореф. канд. дис. Владивосток, 1995.

• 6.    H i s a c h i J., W a k i m o t o S. An improved method for purification of soybean mosaic virus. Ann. Phytopath. Soc. Japan, 1985, 39, 5: 314-315.

• 7.    C h e n a P., B u s s G.R., T o l i n c S.A. e.a. A valuable gene in Suweon 97 soybean for resistance to soybean mosaic virus. Crop Science, 2002, 42: 333-337.

• 8.    Д ь я к о н о в К.П., Г о л а ю д а Е.П. Вирусные болезни сои и их переносчики в условиях Приморского края. В сб.: Вирусные болезни сельскохозяйственных растений Дальнего Востока. Владивосток, 1971, 4: 171-178.

• 9.    L a e m m l y U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T 4. Nature, 1970, 227, 29: 680-685.

• 10.    П о л и в а н о в а Т.А. Возбудители вирусных болезней сои. В сб.: Возбудители болезней сельскохозяйственных растений Дальнего Востока. М., 1980: 51-70.

Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения    Поступила в редакцию 11

РАН , 690022, Владивосток, просп. 100 лет Владивостоку, 159; e-mail:             ноября 2003 года

PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES AND BIOLOGICAL PEQULIARITIES OF SOYA MOSAIC VIRUS STRAINS IN THE FAR EAST

Yu.G. Volkov, N.N. Kakareka, V.F. Tolkach

S u m m a r y

The authors studied the strains diversity of soya mosaic virus in the Russian Far East. The biological and physico-chemical properties of 10 virus isolates, revealed on plants with different disease symptoms, were determined. It was shown, that all of investigated isolates belong to the light pathogenic (group A) and the middle pathogenic (groups B and C) strains.