Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В связи с организационными изменениями в сельском хозяйстве России (возникновением арендаторства, фермерства) наблюдается падение объема защитных мероприятий в сельском хозяйстве, что ведет к увеличению поражаемое возделываемых культур вредителями и болезнями. Детальное изучение патогенов является необходимым условием в разработке методов профилактики заболеваний и уменьшения их вредоносности. Потиви-русы наиболее многочисленны среди фитовирусов. Экономический ущерб от этой группы патогенов определяется значительным снижением урожайности сельскохозяйственных (соя, картофель, сахарный тростник) и декоративных культур. Знание свойств вирусов и их структурных компонентов позволяет разрабатывать и применять высокочувствительные методы диагностики. Это необходимо для предупреждения инфекций, защиты сельскохозяйственных растений от вирусных болезней и, в конечном итоге, повышения урожайности.
При изучении проблемы защиты растений от болезней до сих пор уделялось недостаточно внимания физико-химическим характеристикам патогенов. К единичным положительным примерам можно отнести термо- и химиотерапию, причем наиболее эффективной является тепловая обработка (Мэтыоз, 1973; Гиббс, Харрисон, 1978).
Наиболее успешным примером использования знаний о физико-химических свойствах вирусов в целях защиты растений является экспресс-метод определения зараженности сои, базирующийся на возбужденной люминесценции белков при 340-350 нм, на основе которого было разработано первое устройство для отбора безвирусных семян (Трубицин и др., 1974). Созданная в дальнейшем промышленная установка позволяет отбирать 300 кг здоровых семян в час, что увеличивает урожай на 20% (Ермак, 1997).
Современные исследования направлены на изучение структурной организации патогенов. При протеолизе капсидных белков, как при ферментативной обработке, так и в процессе хранения препаратов потивирусов, происходит отщепление N- и С-концевых фрагментов, которые содержат наиболее иммуно-доминантные эпитопы, в основном индивидуальные (Shukla, Ward, 1988). Они располагаются на поверхности глобул и наиболее подвержены деградации. Исследования протеолиза белков оболочки потивирусов являются актуальными, так как углубляют знания о молекулярной организации возбудителей, открывают новые возможности получения надежных диагностикумов.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью работы явилось изучение физико-химических особенностей трех дальневосточных потивирусов: мозаики турнепса (ВМТ), мозаики клевера горного (ВМКГ) и вируса, идентифицированного на традесканции белоцветковой (ВТБ). Упомянутые возбудители наносят урон сельскохозяйственнным и декоративным растениям семейств Brassicaceae, Fabaccae и Commelinaceae в связи с чем проведенные исследования являются актуальными с позиций защиты растений. В связи с этим необходимо было решить следующие задачи:
-подобрать методы выделения для каждого возбудителя;
-охарактеризовать препараты вирионов, используя электронномикроскопи-ческую, спектрофотометрическую, электрофоретическую технику исследований;
-изучить свойства структурных компонентов (белок оболочки, РНК);
-изучить процесс деградации белков оболочки при хранении препаратов;
-разработать иммунодиагностикумы для практического выявления заболеваний, вызываемых ВМТ и ВМКГ.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Нами изучены три дальневосточных потивируса: ВМТ, ВТБ и ВМКГ. ВТБ и ВМКГ впервые идентифицированы на территории России. Предполагается, что они являются новыми.представителями группы потивирусов. Изучены их физико-химические свойства, а у ВМКГ также и биологические. ВМТ распространен повсеместно, в природе ( на Дальнем Востоке России и в Японии) чаще всего встречается в смеси с вирусом мозаики редиса (BMP), вызывая заболевание деформирующей мозаики редиса. Нами получены дополнительные данные, подтверждающие факт комплексного характера заболевания при двойном заражении ВМТ и BMP. Эти исследования необходимы для выработки стратегии и тактики защиты растений от вирусных заболеваний.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. ВМТ и ВМКГ поражают многие сельскохозяйственные растения из семейств Brassicaceae и Fabaceae, являющиеся ценными овощными, масличными и кормовыми культурами. Изготовленные к ним диагностикумы рекомендуется использовать для проведения защитных мероприятий. ВТБ наносит урон декоративным культурам из семейства Соттеїіпасеае, в последнее время широко использующимся для озеленения и фитодизайна.
Изученный процесс протеолиза капсидных белков в препаратах потивирусов ведет к отщеплению наиболее иммунодомикантных областей вирионов, так как вирусспецифические эпитеты* локализованы в N- и С-концевых участках бел- ковой глобулы (Shukla et al., 1988). Предполагается, что N- и С-концевые фрагменты белков содержат и штаммоспецифичные эпитопы (Sukla, Ward, 1988; Гнутова и др., 1991), поэтому идущий в процессе хранения протеолиз не может не влиять на вирусспецифичность получаемых диагностикумов.
Полученные данные о физико-химических свойствах дальневосточных патогенов вносят вклад в наши знания о свойствах потивирусов, что позволит успешнее разрабатывать и применять комплекс мер по защите растений.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Результаты были представлены на конференции, посвященной 100-летию со дня открытия вирусов Д.И.Ивановским (Ростов-на-Дону, 1992), Всероссийском съезде по зашите растений (Санкт-Петербург, 1995), заседаниях Ученого совета ГТС ДВО РАН. По теме диссертации опубликовано 4 статьи и 2 тезисов.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена наЮ&траницах, содержит 6 таблиц, иллюстрированаг8 рисунками, состоит из введения, обзора
литературы (глава 1), описания материала и методов (глава 2),,, экспериментальной части (глава 3, 4), обсуждения результатов (глава 4), выводов и списка литературы, включающего-/W источников, в том числе 80 иностранных.
