3. Mối quan hệ giữa bệnh cây với các môn học khác
3.3.2. Hình thái, kết cấu và thành phần virus gây bệnh thực vật (gọi tắt là virus thực vật)
khuẩn, virus nấm. Virus thực vật là một vật gây bệnh gây ra nhiều bệnh. Theo thống kê năm 1999 có hơn 900 loài thực vật bị bệnh virus, trong đó cây nông nghiệp, cây cảnh chiếm đa số, nhiều loài gây bệnh có tính huỷ diệt. Ví dụ năm 1940 hơn 3 triệu cây dừa bị chết do virus, hàng năm có đến 500. 000 cây bị chết. Nhiều loài cây nông nghiệp do bệnh virus mà không vào đợc thị trờng quốc tế.
3.3.2. Hình thái, kết cấu và thành phần virus gây bệnh thực vật (gọi tắt là virus thực vật) thực vật)
3. 3. 2. 1. Hình thái virus thực vật.
Hình dạng, kích thớc kết cấu thể hạt virus khác nhau rất nhiều. Thể hạt virus động vật thờng không có quy tắc; thể hạt virus thực vật loại quyết, tảo thờng dạng que và đa diện có đuôi, thể hạt virus nấm thờng là hình cầu, virus vi khuẩn và tảo lam là dạng nòng nọc.
Virus thực vật bậc cao chủ yếu là dạng que, dạng sợi và dạng cầu. Thể hạt dạng que có loại bằng đầu và tròn đầu. Thể hạt hình sợi dài 480-1250nm, rộng 10- 13nm; thể hạt dạng que dài 130-300nm, rộng 15-20nm, thể hạt dạng lò xo dài 58- 240nm, rộng 18-90nm; thể hình cầu có đờng kính 16-80nm.
Rất nhiều tổ gen virus thực vật phân bố trên 2 hoặc nhiều chuỗi ARN gọi là tổ gen nhiều phần (multipartite genome). Chúng có thể lắp vào trong cùng một thể hạt virus (nh virus héo đốm cà chua), cũng có thể lắp vào trong virus khác (còn gọi là virus nhiều phần, nh bệnh khảm lá đậu). Virus nhiều phần thờng do các hạt hình dạng, kích thớc khác nhau hoặc nh nhau, khi chúng cùng tồn tại virus mới có thể xâm nhiễm. Ví dụ bệnh virus nứt lá thuốc có 2 thể hạt dạng que kích thớc khác nhau. Virus khảm lá mục túc có 5 thể hạt kích thớc khác nhau.
3. 3. 2. 2. Kết cấu virus
Virus gây bệnh cây thờng có acid nucleic và protein bao quanh mà thành. Virus thực vật dạng que hoặc sợi giữa có chuỗi ARN dạng xoắn, bên ngoài là vỏ áo nhiều hạt protein. Thể hạt dạng que và dạng sợi giữa bị rỗng (hình 3-50)
Virus hình cầu phần lớn là thể 20 mặt, vỏ áo do 60 hoặc bội số của gốc protein tạo thành. Gốc protein cài vào trên bề mặt của thể hạt, giữa thể hạt rỗng (hình 3. 51), nhng sự sắp xếp chuỗi ARN vẫn cha rõ.
Kết cấu thể hạt dạng lò xo càng phức tạp hơn, có 1 lõi dạng ống ngắn và nhỏ hơn thể hạt, do ARN và protein hình thành thể dạng xoắn, mặt ngoài có một lớp màng bao lấy protein và lipoid.
Thông thờng trong thể hạt virus có 1 loại acid nucleic (ARN hoặc ADN). Các virus gây bệnh cây phần lớn là ARN và nhiều chuỗi dơng, ít chuỗi âm, tổ gen hầu hết là đơn chuỗi, một số song chuỗi.
Vỏ áo protein có acid nucleic bảo vệ chống chịu lại tác dụng của enzym nucleaza hoặc tia tử ngoại. Gốc protein đợc tổ thành bởi polypeptide chứa gần 20 loại acid amin. Thứ tự sắp xếp acid amin trong protein khác nhau và do ARN tổ gen quyết định.
3. 3. 2. 4. Đặc tính lý hoá của virus thực vật
(1) Điểm thuần nhiệt (Thermal Inactivation Point,TIP) Lấy dung dịch có virus để ở nhiệt độ khác nhau trong 10 phút, nhiệt độ thấp nhất làm mất khả năng xâm nhiễm, đợc gọi là điểm thuần nhiệt. Điểm thuần nhiệt của bệnh khô héo cà chua là 45oC, của virus gây bệnh khảm thuốc lá là 97oC; hầu hết các loài gây bệnh cây trong khoảng 55-70oC.
(2) Điểm hạn pha loãng (Dilution End Point, DEP). Lấy dung dịch virus pha loãng đến mức chúng mất khả năng xâm nhiễm đợc gọi là điểm hạn pha loãng. Điểm hạn pha loãng của virus gây bệnh khảm thuốc là 10-6, bệnh khảm lá da chuột là 10-4.
(3) Tuổi thọ ngoài cơ thể (Longevity in vitro),LIV) Để dịch virus ở nhiệt độ 20- 22oC, xem xét thời gian sống ngoài cơ thể đợc bao nhiêu ta gọi là tuổi thọ ngoài cơ thể. Phần lớn chúng có thể sống mấy ngày đến mấy tháng.
(4) Hệ số lắng đọng là tốc độ lắng đọng của vật chất ở trong nớc 20oC. Thông thờng ta dùng đơn vị S (Svedberg) ta viết là S 20W. Nói chung virus gây bệnh cây có hệ số lắng đọng là 50-200S (S = 10-2N).
(5) Đặc tính hấp thu quang phổ. Do protein và acid nucleic đều có thể hấp thu tia tử ngoại, protein có thể hấp thu 280nm, acid nucleic hấp thu 260nm. Cho nên tỷ lệ 260/280 có thể biểu thị hàm lợng tơng đối của acid nucleic (ARN) là bao nhiêu, đối với virus thuần hoá trị số hấp thu đó có thể biểu thị nồng độ của virus; đối với virus cha thuần hoá trị số 260/280 biểu thị trị số chuẩn, nói rõ độ thuần của chúng cao hay thấp. Ví dụ khi ta viết E0,1% biểu thị nồng độ virus là 0,1%
(6) Đặc tính hoá học của virus thực vật. Chủ yếu là các loại acid nucleic, số chuỗi acid nucleic và chất lợng phân tử acid nucleic. Trong việc phân loại virus các đặc tính lý hoá, đặc tính hình thái, môi giới và cây chủ đều xây dựng một mật mã riêng trong việc mô tả ngời ta áp dụng 4 cặp đặc tính, nhng sau năm 1977 ngời ta ít sử dụng. Tuy nhiên cũng cần nêu ra các mật mã đó:
Chất lợng phân tử u=106 / tỷ lệ acid nucleic trong nhiễm sắc thể. Các ký hiệu sau cần đợc nhận biết:
S: hình cầu, E = hình que dài, U =hình que dài tròn, X là hình dạng không đồng nhất; A= xạ khuẩn, B= vi khuẩn, I= động vật không xơng, S= cây có hạt V= động vật có xơng. Ac = nhện u hoặc rận Al: rận phấn, Ap= rệp, Au= ve lá,rận bay hoặc ve sừng Cc = rệp sáp, Cl = bọ lá, Di = ruồi hoặc muỗi, Fu = Nấm Gy= bọ xít, Ne = tuyến trùng, Ps = rận gỗ, Si= bọ nhảy Ve= các loài khác.
Ví dụ virus tiềm ẩn cây thạch trúc (CLV) có mật mã nh sau: R/1: */6: E/E: S/Ap. Những mật mã trên biểu thị: virus thuộc ARN, chất lợng phân tử ARN cha rõ, hàm lợng acid nucleic chiếm 6% trọng lợng hạt virus, thể hạt và vỏ áo hạt đều bằng đầu, ký chủ là cây có hạt, lây lan nhờ rệp.