Новое открытие ученых из Вашингтонского государственного университета может помочь виноградарям справиться с разрушительным вирусом, который увядает виноградные лозы и сокращает урожай.
Названная так из-за того, что она скручивает листья зараженных растений, болезнь скручивания листьев виноградной лозы обходится производителям в миллионы долларов из-за потери виноградных лоз и продуктивности. До сих пор никому не удавалось воспроизвести одного из главных виновников болезни, вирус, называемый вирусом 3 листочков виноградной лозы - сокращенно 3 листопада..
Впервые исследователи из отдела патологии растений Университета штата Вашингтон нашли способ клонировать листовку 3, открывая двери для экспериментов и методов лечения для защиты ценных виноградников Вашингтона.
Научный сотрудник WSU Шридхар Джаругула и профессор Найду Раяпати подробно рассказали об инновациях в последнем выпуске журнала Virology. В рамках трехлетнего проекта, частично финансируемого Винной комиссией штата Вашингтон, они работали с коллегами из Центра исследований и обучения цитрусовых Университета Флориды, чтобы успешно воспроизвести вирус, и теперь раскрывают его секреты.
Дорогая зараза
«Болезнь скручивания листьев - самое сложное и разрушительное вирусное заболевание винного винограда как здесь, в Вашингтоне, так и во всем мире», - сказал Джаругула, ведущий автор статьи о вирусологии.
Болезнь скручивания листьев виноградной лозы распространяется мучнистыми червецами и щитовками, которые передают вирус, питаясь лозами. Оказавшись на винограднике, его почти невозможно контролировать, кроме как обманом или выкорчевыванием и уничтожением зараженных лоз.
«Если у вас заболело растение, оно останется больным на всю оставшуюся жизнь», - объясняет Раяпати.
Зараженные растения плохо растут, дают мелкие, неровные, некачественные плоды. В конце концов, они вообще не дадут винограда.
"Это серьезная проблема", добавил Раяпати. «И у нас нет никакого способа это контролировать».
Исследователи WSU хотят знать, почему это так разрушительно эффективно.
«Нам нужен способ манипулировать этим вирусом, выявлять его гены и понимать, как он работает», - сказал Раяпати. «Проблема в том, что листовертка 3 является одним из самых сложных вирусов для работы», отчасти из-за его большого генома, одного из самых больших среди растительных вирусов.
«Мы не можем вручную привить этот вирус от больного растения к здоровому», - добавил он. «Поскольку у нас нет такой роскоши, нам пришлось искать другой вариант».
Его команда решила воспроизвести весь геном leafroll 3 в лаборатории. Они сотрудничали с группой исследователей из Флориды во главе с фитопатологами Уильямом О. Доусон и Сиддараме Гауда, которые уже успешно воспроизвели вирус тристезы цитрусовых, двоюродный брат вируса скручивания листьев, который имеет самый большой геном, когда-либо обнаруженный у растительного вируса.
Клон может привести к лечению
Яругула провел больше года во Флориде, совершенствуя технику скручивания листьев. Команда успешно сделала ДНК-копию РНК-генома вируса, а затем внедрила его в табачное растение с помощью агробактерии, почвенной бактерии, которая может переносить чужеродную ДНК в растения. Они обнаружили, что копия вирусной ДНК, реплицируемая внутри растительной клетки, формирует новые вирусные частицы.
«Это копия вируса из пробирки», - сказал Раяпати. «Теперь мы можем использовать обратную генетику - работая в обратном направлении, наблюдая, как она физически выражает свои гены, - чтобы выяснить, как она работает».
В настоящее время команда Проссера работает над тем, чтобы выяснить, смогут ли они заразить виноградную лозу вирусом. Как только команда поймет, как вирус и его гены вызывают симптомы болезни, они смогут создать защиту от них, например, инокулянт, или создать дизайнерский вирус, который доставляет гены, помогающие растениям противостоять болезням.
"Наши исследования приведут к новым стратегиям борьбы с скручиванием листьев виноградной лозы способами, которые действительно принесут пользу нашей виноградной отрасли", - сказал Яругула.
«Весь этот процесс сам по себе является прорывом», - добавил Раяпати. «Этот ресурс поможет нам лучше понять Листопад 3 и лучше защититься от него. Мы можем превратить врага в союзника».