Вірусні захворювання рослин та заходи їх профілактики

Міністерство освіти і  науки, молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

Інститут екологічної  безпеки

Кафедра екології

 

 

 

 

 

Курсова робота

з дисципліни

«Основи біохімічних та мікробіологічних технологій»

на тему:

«Вірусні захворювання рослин та заходи їх профілактики»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконала:

студент 301 групи ІЕБ Шиян О.П.

Перевірила:

доцент кафедри екології Матвєєва І.В.

 

 

Київ 2011

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра екології

 

ЗАВДАННЯ

для виконання  курсової роботи з дисципліни

«Основи біохімічних  та мікробіологічних технологій» 

 

студентки Шиян Олесі Павлівни

 

Тема курсової роботи: «Вірусні захворювання рослин та заходи їх профілактики»

Термін виконання роботи: з 13жовтня до 7грудня

1. Вихідні дані роботи.

2. Етапи роботи.

-вивчення теоретичної літератури з обраної теми;

-вибір методів та вибірки дослідження;

-оформлення курсової роботи;

3. Перелік обов’язкового  графічного матеріалу:

-додатки (фотоілюстрація ).

4. Завдання видала_______ / Матвєєва І.В./

5. Завдання прийняла_____ /Шиян О.П./

 

 

 

 

 

 

Курсова робота захищена з оцінкою

 

Голова комісії

Члени комісії

 

Тема: «Вірусні захворювання рослин та заходи їх профілактики», 27 сторінок, 5 додатків,6 літературних джерел.

 

Об’єкт дослідження: Вірусні захворювання рослин.

 

Мета роботи: визначити шляхи проникнення вірусних інфекцій в рослинні організми

 

Метод дослідження: аналітичне опрацювання інформаційних джерел.

 

Зміст: Розглянуто загальні відомості про віруси, шляхи розповсюдження вірусів. Вивчено симптоми вірусних хвороб рослин.

 

Актуальність  теми:  Рослини відіграють багато важливих функцій  у нашому житті. Рослини є важливою складовою харчування багатьох видів організмів. Рослини також відіграють важливу роль у процесі фотосинтезу. Тож, ми бачимо, що проблеми, які пов’язані з рослинним світом, а особливо з вірусними захворюваннями є актуальною проблемою сьогодення.

 

Ключові слова: віруси, клітина, мозаїка, жовтяниці, нематоди.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

         ВСТУП

         Розділ 1

        1.1 Загальні відомості про віруси

1.2 Віруси поза клітиною

1.3 Розмноження вірусів в клітині

1.4 Переміщення вірусів по рослині

1.5 Розповсюдження вірусів

Розділ 2

2.1 Симптоми  вірусних хвороб рослин

^{2.2 Боротьба із  вірусними хворобами  рослин}

^{2.3 Віруси, які  уражують широке  коло рослин господарів}

         ВИСНОВКИ 

       СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

        Додатки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Швидкий ріст населення Земної кулі спонукає до збільшення виробництва продуктів  харчування. Рослинні продукти становлять 93 % їжі людини, інші 7 % — тваринного походження, що також утворюються  в результаті споживання тваринами  рослинної їжі.

Підраховано, що приблизно 10 % світової врожайності  щорічно втрачається із-за патогенної дії вірусних, бактеріальних і  грибкових шкідників, серед яких рослинні віруси посідають друге  місце за ступенем шкідливості після  грибів. Таким чином, можна наголосити, що вірусні хвороби завдають значних  збитків сільському господарству, що знижує вихід продукції, погіршує її якість та призводить до виродження сортів.

Тому  перший крок для сучасної агрономії  має бути вирішення питань пошуку шляхів діагностики, ідентифікації, захисту  рослин і, нарешті, людини від фітопатогенів.

Можна говорити про пріоритет трьох стратегій («трьох китів»), які доцільно використовувати  для подолання вірусних хвороб:

• попередження виникнення та знищення вірусних резервуарів фітовірусів та їх резерваторів (інфіковане насіння, живці, прищепи, підщепи, боротьба з бур'янами, діагностика ґрунту тощо);
• запобігання розповсюдження вірусів серед рослин, за рахунок знищення вірусних переносників — комах і грибів;
• селекція, виведення, створення та масове вирощування насіневого матеріалу .
• Насамперед необхідно зрозуміти, що саме використання вільного від вірусів насіння, садивного матеріалу та знищення інфікованих рослин-резервантів унеможливлює використання інфікованого матеріалу ще до формування промислових плантацій, полів, садків, хмільників тощо. Слід уяснити, що мати справу з вірусною рослиною з першого дня культивування не можна гарантувати отримання високоякісної продукції рослинництва і високих врожаїв у цілому.
• Більшість фітопатологічних методів діагностики досить дорого коштують, проте від них не треба відмовлятися з урахуванням можливих збитків від вірусних та інших патогенів. Традиційні хімічні засоби контролю наявності вірусів, які застосовують переважно під час вегетації рослин, переважають по затратам у сотні тисяч разів, при цьому останні можуть негативно впливати на оточуюче середовище, якість зібраного врожаю і, як наслідок, на здоров'я людства у цілому.

Тому  попит на культивування вірус  резистентних культур було підвищено  за останні роки, особливо під публічним  тиском щодо зменшення використання пестицидів у сільському господарстві. Законодавчо-регулююча і правова  база України має чітко відповідати  та вчасно реагувати на вимоги щодо поліпшення життя в Україні, на процеси  екологізації виробництва та відновлення первісності довкілля у зв'язку із прагненням вступу України до СОТ та Європейського союзу.

вірус збудник хвороба рослина  зерновий

 

         Розділ 1

         1.1Загальні відомості про віруси

Існування вірусів було відкрите фізіологом Д І Івановським, який,

вивчаючи  мозаїчну хворобу листя тютюну, встановив, що сік хворих рослин зберігає інфекційність навіть після пропускання його через бактеріальний фільтр. Таким чином, Д. І. Івановській показав, що в соку хворого листя міститься і здатний размножуватися якийсь збудник захворювання, який по розмірам менше за всіх відомих бактерії. Учений припустив, що захворювання викликає дуже дрібна бактерія. Незабаром після цього подібні хвороби були знайдені у картоплі, томатів, огірків, квасолі, злаків, плодових і ягідних культур. Проте ні про будову, ні про хімічні властивості і способи розмноження порушителя цих хвороб майже нічого не було відомо. Дуже малі розміри збудника робили його невидимим. І лише у 1935 г американський біохімік У. Стенлі зробив відкриття, змінивши уявлення про збудників мозаїчних хвороб як про найдрібніших бактерій. Застосувавши методи хімічного очищення ферментів, Стенлі з великого кількості соку хворого листя тютюну одержав чистий препарат вірусу тютюнової мозаїки, який виявився кристалічним білком, що випадав в осад при підкисленні. Якщо розчином цих кристалів натерти здорові листя тютюну, вони захворіють мозаїчною хворобою. Цим експериментом було доведено, що білкові кристали представляють собою чистий вірус. Через рік після цього відкриття англійські учені Боуден і Пірі встановили, що, окрім білка в кристали вірусу входить нуклеїнова кислота, котра разом з білком є у всіх живих клітинах і грає важливу роль в передачі спадкових властивостей організму. Після відкриття Стенлі в науці почалися суперечки, чи живі організми віруси або це хімічні речовини, здатні синтезуватися в клітках певних видів рослин, тварин і бактерій і викликати в них патологічні розлади - захворювання. Ці суперечки продовжуються дотепер.

Якщо  для вивчення хімічного складу вірусів  благотворний вплив зробили методи, запропоновані Стенлі, будова вірусних частинок стала відома завдяки електронному мікроскопу, який дозволив побачити вірусні  частинки.

1.2 Віруси поза клітиною

 

Поза  клітиною вірусні частинки інертні. Вони не дихають, не поглинають воду і живильні речовини з навколишнього середовища і можуть навіть утворити кристали подібно багатьом хімічним речовинам. Знаходження вірусів поза клітинами сприйнятливих рослин не є їх природним станом, тому в таких умовах віруси більш менш швидко гинуть (інактивуются). Швидкість інактивацій залежить від багатьох чинників зовнішнього середовища. По відношенню до цих чинників всі віруси можна розділити на дві групи, що не мають між собою різкої межі, - стійкі і нестійкі.

Стійкі  віруси зберігають цілісність частинок при досить грубих діях (нагріванні, підкисленні, висолюванні) і тому можуть бути виділені в кристалічному вигляді. Вони накопичуються в рослинах в  досить високих концентраціях (до 2 г на 1 л соку). Деякі з них не гинуть при 10-хвилинному прогріванні до 80-90 °C.

Нестійкі  віруси містяться в рослинах, як правило, в низьких концентраціях (до 0,002 г на 1 л соку) і інакитвуються при температурах 37-50 °С. Цю властивість використовують для оздоровлення рослин від вірусів шляхом прогрівання. Нестійкі віруси руйнуються при різних хімічних діях. Тому їх важко виділити з рослинного соку в чистому вигляді. Деякі нестійкі віруси не вдається не тільки очистити, але навіть побачити в електронний мікроскоп.

 

1.3 Розмноження вірусів в клітині

 

Діяльність  вірусу в клітині відрізняється від діяльності паразитних бактерій або грибів. Всі організми розмножуються діленням клітин (при безстатевому розмноженні) або злиттям клітин подальшим розподілом (при статевому). При розподілі ядро ділиться навпіл, дочірні ядра розходяться до протилежних країв клітини, в центр протоплазми вростає оболонка і утворюються дві абсолютно однакові клітини. Всі ці процеси відбуваються в результаті діяльності ферментів, синтезом яких управляє нуклеїнова кислота. Вірусні частинки не мають клітинної будови, більшість з них позбавлена ферментів. Тому і спосіб розмноження їх абсолютно інший. Потрапляючи в клітину рослини, вірусна частинка розділяється на складові частини-білок і нуклеїнову кислоту. Білок, що захищав вірус від всіляких пошкоджень, більше йому не потрібен. А нуклеїнова кислота вірусу паралізує діяльність клітинної нуклеїнової кислоти і починає сама управляти обміном речовин в клітині. Клітина виробляє тепер тільки ті ферменти, які потрібні вірусу. Ці ферменти готують з матеріалу, що є в клітині, нові молекули вірусного білка і нуклеїнової кислоти і збирають з них нові вірусні частинки. Окремі молекули нуклеїнової кислоти переходять через плазмодесми в сусідні клітини, в яких також починається синтез вірусних частинок. Кількість частинок в клітині досягає декількох мільйонів. До цього часу клітина сильно виснажується, розмноження вірусів в ній припиняється і починається фаза спокою.

Для багатьох рослинних вірусів фаза спокою характеризується наявністю вірусних включень в заражених клітинах. Ці включення мають вид аморфних тіл (Х-тіла) або кристалів різної форми (кристали Івановського) та є скупченням вірусних частинок в чистому вигляді або з цитоплазмою рослини.

 

1.4 Переміщення вірусів по рослині

 

Після закріплення інфекції в клітині починається її розповсюдження в незаражені клітини і пересування по організму господаря. При цьому перехід вірусу з клітини в клітину по плазмодесмам здійснюється дуже поволі, (декілька мікрометрів в годину). Швидше переміщаються віруси по судинній системі із струмом живильних речовин. Потрапляючи в провідні судини, віруси швидко переносяться на значну відстань від осередку інфекції. Переважна більшість вірусів пересувається по флоемі, тобто зверху вниз. Перенесення вірусів від верху до низу збільшується також в період цвітіння - дозрівання, коли збільшується притока живильних речовин до генеративних органів.

1.5 Розповсюдження вірусів

 

Шляхи розповсюдження вірусів в природі багатоманітні. Якщо для багатьох вірусів тварин основним способом є розповсюдження з інфекційними краплями по повітрю (наприклад, вірус грипу), то для рослинних  вірусів такий шлях розповсюдження невідомий. Існують три основні  способи передачі рослинних вірусів  від однієї рослини до іншого: щеплення, контактне зараження і передача за допомогою переносників.

Щеплення. З щепленням передаються від  однієї рослини до іншого всі відомі віруси. У природних умовах цей  шлях розповсюдження має значення тільки для вірусів плодових рослин, розмножувальних  щепленням на тих, що підвіють. Для  деяких вірусів плодових, наприклад  для вірусу псоріозу цитрусових, розеточності персика, щеплення є, мабуть, єдиним способом розповсюдження.

Контактне зараження. Передача вірусів від  однієї рослини до іншої в результаті контакту листя можлива тільки для  невеликого числа досить стійких  вірусів, тривалий час у вичавленому  соку. До цієї групи відносяться  найпоширеніші віруси, такі, як вірус  тютюнової мозаїки, вірус X картоплі. Контагіозність цих вірусів дуже велика. Для їх передачі досить невеликого поранення листя; у вигляді поломки волосків, які виникають при терті листя хворих рослин об здорові в рядах, що стулилися. Для вірусу X картоплі, наприклад, показано, що він може передаватися від хворих рослин до здорових через знаряддя обробки, одяг працюючих і т.п.

Передача  переносниками. Віруси можуть бути передані від однієї рослини до іншої грибами, нематодами, членистоногими (комахами і кліщами) і навіть вищими квітковими рослинами (повілікой). Найважливішими переносниками є членистоногі, серед яких більшість відноситься до загонів рівнокрилих, напівжорсткокрилих, тріпсов і кліщів. Представники цих загонів мають ротовий апарат, що колюче  смокче, будову якого необхідно розглянути у зв'язку з особливостями передачі вірусів. Всі ці комахи або кліщі харчуються рідким рослинним соком. Тому перша функція ротового апарату - висмоктування рідкої їжі. Щоб дістатися до їжі, необхідно проколоти покривні тканини рослини. Тому друга функція ротового апарату - проколювання тканин. Представники розглянутих загонів не можуть переварювати нерозчинні складні з'єднання, що знаходяться в сирому рослинному соку. Тому при живленні вони виділяють в клітині слину, яка гідролізує білки до пептидів і амінокислот і крохмаль до ди- і моносахорів. Такий тип живлення називають позакишечним травленням. Тому третьою функцією ротового апарату є нагнітання слини. Таким чином, при живленні комахами, що смокчуть, створюються ідеальні умови для перенесення вірусів. Всмоктуючи сік хворої рослини, комаха всмоктує вірус, стає вірофорною. Нагнітаючи слину в здорову рослину, вірофорна комаха вносить в неї вірус. У природних умовах деякі віруси передаються тільки комахами, наприклад віруси скручування листя картоплі, заляльковування злаків. Інші, наприклад вірус Y картоплі, вірус мозаїки квасолі, можуть передаватися контактно, проте роль такої передачі в природному розповсюдженні нікчемна в порівнянні з роллю комах.