مقاله ویروس های بیماری زای گیاهی

مقاله ویروس های بیماری زای گیاهی

مقدمه

     ویروس نوكلئوپروتئینی  است كه از حد رویت میكروسكوپ نوری كوچك تر است. تنها در سلول زنده تكثیر یافته و قادر به تولید بیماری است؛ ویروس ها در داخل سلول ها پارازیت بوده و در تمام موجودات زنده،‌ از میكرو ارگانیسم های تك سلولی تا درختان و حیوانات بزرگ، بیماری هایی به وجود می آورند؛ برخی از ویروس ها به انسان و یا حیوانات و یا هر دو حمله كرده و بیماری هایی از قبیل آنفولانزا، هاری، ‌فلج اطفال،‌آبله و انواع زگیل ایجاد می كنند؛ برخی به گیاهان حمله می كنند و برخی دیگر به میكروارگانیسم هایی مانند قارچ ها، ‌باكتری ها و میكوپلاسماها. تعداد كل ویروس های شناخته شده تا این زمان حدود دو هزار است و هر ماهه ویروس های جدیدی توصیف می شوند؛ حدود یك چهارم ویروس های شناخته شده به گیاهان حمله می كنند؛ یك ویروس ممكن است به یك یا دهها گیاه حمله كند و هر گونه گیاهی معمولا مورد حمله تعداد زیادی ویروس قرار می گیرد؛ یك گیاه در یك زمان ممكن است با بیش از یك نوع ویروس آلوده شود.

     اگر چه ویروس ها از عوامل بیماری بوده و با موجودات زنده دیگر از نقطه نظر عملیات ژنتیكی و توانایی تولید مثل وجه اشتراك دارند، به صورت ملكول های شیمیایی نیز عمل می كنند؛ در ساده ترین فرم ویروس ها از اسید نوكلئیك و پروتئین تشكیل شده اند و پروتئین تشكیل یك پوشش حفاظتی به نام كپسید(Capsid)  به دور اسید نوكلئیك را می دهد؛ گرچه ویروس های شكل های متفاوتی دارند، اما معمولا میله ای و یا چند وجهی و یا فرم هایی از این دوشكل اصلی هستند؛ در هر ویروس همیشه فقط RNA و یا فقط DNA  وجود دارد و در بیشتر ویروس های گیاهی تنها یك نوع پروتئین وجود دارد. برخی از ویروس های بزرگ تر، چندین پروتئین با وظایف مختلف دارند؛ ویروس ها تقسیم نمی شوند و تولید هیچ نوعی از اندام های تولید مثل اختصاصی از قبیل اسپور نمی نمایند؛ اما با تحریك سلول های میزبان به تولید ویروس تكثیر می یابند؛ ویروس ها تولید بیماری می كنند، اما نه با مصرف سلول ها یا كشتن آن ها با توكسین ها، بلكه با مصرف مواد سلولی، با اشغال فضا در سلول ها و با به هم زدن تو اختلال در فرآیندها و اجزا سلول كه به نوبه خود متابولیسم سلول ها را به هم زده و تشكیل مواد غیر عادی به وسیله سلول ها و شرایط آسیب رسانند به فعالیت ها و زندگی سلول یا موجود زنده منجر می گردد.

• o     خصوصیات ویروس های گیاهی

     ویروس های گیاهی نه تنها از نظر شكل و اندازه، بلكه هم چنین از نظر سادگی ساختمان شیمایی و فیزیكی شان، نحوه آلوده سازی، تكثیر، انتشار در دخل میزبان، انتشار در طبیعت و علایمی كه در میزبان تولید می كنند،‌ با تمام دیگر پاتوژن های گیاهی اختلاف دارند به علت كوچكی اندازه و شفافیت اندامشان، ویروس ها را حتی با روش هایی كه برای دیگر پاتوژن ها به كار می روند نمی توان دید و به وجودشان پی برد. ویروس ها سلول نیستند و از سلول هم تشكیل نشده اند.

• ·       آشكار سازی

     هنگامی كه یك بیماری گیاهی به وسیله یك ویروس ایجاد می شود، تك تك پیكره های ویروس را نمی توان با میكروسكوپ نوری دید، گرچه برخی از اندامك های درون سلولی و یا كریستال های حاوی ویروس را می توان در سلول های آلوده به ویروس مشاهده نمود. بررسی برش هایی از سلول ها یا شیره خام گیاهان آلوده به ویروس در زیر میكروسكوپ الكترونی  ممكن است ذرات ویروس را آشكار كند یا نكند. ذرات ویروس را هیمشه نمی توان به آسانی در زیر میكروسكوپ الكترونی دید و حتی در موارد نادری كه این ذرات آشكار می شوند، اثبات این كه ذرات مزبور ویروس هستند و این كه بیمار خاص توسط همان ویروس ایجاد شده باشد نیاز به وقت و كار اضافی دارد.

     تعدادی از علایم گیاه، از قبیل نقش بلوطی روی برگ ها و لكه های حلقوی نكروتیك و یا كلوتیك را با درجه اطمینان نزدیك به یقین می توان به ویروس نسبت داد. بیشتر كمبود یا مسمومیت غذایی، ترشحات حشرات، ‌سایر پاتوژن ها و عوامل دیگر ایجاد شده باشند. تعیین این كه علایم به خصوصی به وسیله ویروس ها ایجاد شده اند، ‌مستلزم حذف هر علت احتمالی دیگر و انتقال ویروس از گیاهان مریض به گیاهان سالم است كه باید به نحوی انجام گیرد كه از انتقال هر عامل بیماری زای دیگر جلوگیری شود.

     روش های كنونی تشخیص ویروس های گیاهی عمدتا شامل انتقال ویروس از گیاه بیمار به گیاه سالم به وسیله پیوند،‌ مالیدن با شیره گیاه است. برخی دیگر از روش های انتقال از قبیل استفاده از سس یا حشرات ناقل نیز به كار می رود تا وجود ویروس را نشان دهد. مع هذا بیشتر این روش ها نمی توانند مشخص كنند كه آیا بیمارگر یك ویروس است یا یك میكوپلاسم یا یك باكتری سخت كشت آوندی. تنها انتقال به وسیله شیره گیاهی است كه در حال حاضر مدرك اثبات ماهیت ویروسی بیمارگر محسوب می شود. قطعی ترین دلیل وجود یك ویروس در گیاه باخالص سازی، الكترون میكروسكوپی و معمول تر از همه سرولوژی است.

• ·       مرفولوژی

     ویروس های گیاهی در اشكال و اندازه های مختلف وجود دارند، اما با عناوینی از قبیل دراز (میله های خمض ناپذیریا رشته خمش پذیر)، را به دو ویروس (باسیل مانند) و كروی (پلی هدرال یا ایزومتریك) توصیف شوند (شكل های1-1و 2-1 و 3-1 ) .

     برخی از ویروس های دراز مانند ویروس موزائیك توتون و ویروس موزائیك نواری جو به شكل میله های خمش ناپذیر بوده و به ترتیب اندازه شان 15×300 نانومتر و 20 × 130 نانومتر است بیشتر ویروس های دراز به صورت رشته های بلند و نازك خمش پذیر هستند كه معمولا 10 – 13 ناننو متر (ویروس های تریستیزای مركبات) درازا دارند. به نظرمی رسد كه بسیاری ویروس های دراز دارای پیكره هایی با طول های متفاوت بوده و عددی كه برای طول آن ها داده می شود معمولا مربوط به طولی است كه بیش از بقیه معمول است.

     رابدو ویروس ها (Rhabdoviruses) میله هایی كوتاه و باسیل مانند هستند كه طول آن ها سه تا چند برابر عرض آن ها است و این اندازه ها در مورد ویروس كوتولگی زرد سیب زمینی 75 × 380 نانومتر،‌در ویروس موزائیك خطی گندم 65 ×270 نانومتر و در ویروس زردی نكروتیك كاهو 52 × 300 صادق است.

• ·       تركیب و ساختمان پروتئین ویروس ها

      ویروس ها مانند كلیه  ها از اسید آمینه ساخته شده است. موقعیت اسیدهای آمینه در داخل یك پروتئین به وسیله ماده ژنتیكی دیكته می شود كه در ویروس ها این ماده دی اكسی ریبونوكلئیك اسید ((DNA یا ریبو نوكلئیك اسید (RNA) بوده و در طبیعت پروتئین را مشخص می كند.

      بخش های پروتئین ویروس های گیاهی از زیر واحد های (Subunits) تكراری تشكیل شده است. میزان و ترتیب اسید های آمینه برای زیر واحد های پروتئینی كاملا مشابه یك ویروس ثابت است. اما ممكن است در ویروس های مختلف یا سویه های مختلف یك ویروس و حتی برای پروتئین های مختلف یك پیكره ویروس متفاوت باشد. میزان و ترتیب اسیدهای آمینه چندین ویروس مشخص شده است. مثلا زیر واحدهای پروتئینی ویروس موزاییك توتون (TMV) از 158 اسید آمینه با نظم و ترتیب ثابت تشكیل یافته است. به همین ترتیب هر زیر واحد پروتئینی ویروس موزائیك زرد شلغم (TYMV) 189 اسید آمینه دارد.

در TMV زیر واحد های پروتئینی در مارپیچی تنظیم شده اند كه در هر دور   زیر واحد (یا 49 زیر واحد در هر سه دور) دارد. حفره مركزی پیكره ویروس در طول محور آن 4 نانومتر قطر دارد، در حالی كه فط ماكزیمم قطر پیكره 18 نانومتر است. هر پیكره TMV حدودا از 130 دور زیر واحد های پروتئینی تشكیل یافته است. نوكلئیك اسید به صورت منظم و محكمی بین چرخه های زیر واحدهای نوكلئیك اسیدی جاسازی شده است. در رابدو ویروس ها نوكلئوپروتئین در داخل یك غلاف قرار گرفته است.

     در ویروس های گیاهی چند وجهی زیر واحد های پروتئینی و به صورت بسته هایی چنان بسته بند شده اند كه تولید 20 وجه یا مضربی از 20 وجه را نموده و تشكیل یك پوسته می دهند. در داخل این پوسته نوكلئیك اسید تا شده و یا به صورت دیگری قرار گرفته است.

• ·       تركیب و ساختمان نوكلئیك اسید ویروس ها

     نوكلئیك اسید بیشتر ویروس های گیاهی عبارت از RNA است، اما حداقل 25 ویروس شاخته شده كه حاوی DNA هستند هم RNA و هم DNA مولكول های بلند زنجیر مانندی دارند كه از صد ها و یا غالبا هزاران واحد به نام نوكلئوتید تشكیل شده اند. هر نوكلئوتید از یك تریكب حلقوی به نام (base) به وجود آمده كه به یك قند 5 كربنی (ریبوز (I) در DNA) به اسید فسفریك متصل است. قند یك نوكلئوتید با فسفات یك نوكلئوتید دیگر تركیب می شود و این بارها تكرار می شوند و تا رشته RNA یا DNA ساخته شود در RNA ویروسی یك از تنها 4 باز می تواند به هر مولكول ریبوز متصل شود. این بازها عبارتند از آدنین، گوانین، سیتوزین و یوراسیل. دو باز اول، آدنین و گوانین از پورین ها بوده و سیتوزین و یوراسیل پیریمیدین هستند. فرمول شمیایی بازها و یكی از وضعیت های نسبی ممكنه شان در زنجیر RNA ازنظر ساختمانی (III) نشان داده شده است. مولكول های DNA شباهت به RNA دارند با دو اختلاف كوچك، اما اساسی.  

اكسیژن هیدوركسیل در قند حذف شده و باز یوراسیل به وسیله باز متیل یوراسیل كه بهتر به نام تایمین (17) شناخته می شود، جایگزین شده است.

     ترتیب قرارگیری و تعداد بازها از كی RNA به RNA دیگر فرق می كند، اما در RNA مشخص ثابت بوده و خصوصیات آن را معین می نمایند. سلول های سالم همیشه حاوی DNA دولار و RNA یك لا هستند. بیشتر ویروس های گیاهی (حدود 400  ویروس) RNA یك لا دارند. اما 10 ویروس دارای RNA دولا،‌ 12 ویروس حاوی DNA دولا و حدود 15 ویروس دارای DNA یك لا هستند.

• ·       ویروس های وابسته،‌ ویرویید ها، ویروسوییدها و RNA های ماهواره

     علاوه بر ویروس های تیپیك، كه عبارت از یك یا چند رشته نسبتا بلند نوكلئیك اسید احاطه شده كپسید كه شامل یك یا چند مولكول پروتئینی بوده و قادر به تكثیر و بیمار زایی هستند، حداقل 4  نوع بیمارگر شبه ویروس دیگر با بیمار گیاهی ارتباط دارند. اول، ویروس های وابسته (Satellite) كه ویروس هایی كه مرتبط با برخی ویروس های معمولی، اما برای تكثیر و آلوده سازی گیاه به ویروس عادی وابستگی داشته و ضمنا از توان تكثیر و قدرت بیماری زایی ویروس عادی می كاهند. لذا، ویروس های وابسته برای ویروس های عادی مرتبط با خود به مانند یك پارازیت عمل می كنند. دوم ویروییدها (Viroids) یك نوع RNA های كوچك (250- 400 نوكلئید)، لخت ، تك لا و حلقوی هستند كه خود می توانند در گیاهان بیماری ایجاد نمایند (به قسمت مربوطه رجوع كنید). سوم ویروسوئیدها (Virosoids)، شبیه ویرویدها بوده،‌از رشته های حلقوی RNA تك لا و كوچكی ساخته شده و در داخل كپسید برخی ویروس های RNA وجود دارند. ویروسوئید ها بخشی از ماده ژنتیكی این ویروس ها هستند. لذا ارتباطی اجبرایبا این ویروس ها دارند. به نحوی كه نه ویروس نه ویروسوئید در غیاب شریك دیگر قادر به تكثیر و آلوده سازی گیاه نیستند. چهارم RNA های وابسته (Sattelite RNAs) كه RNA های خطی موجود در پیكره برخی ویروس های چند جزیی هستند. RNA های وابسته ممكن است با RNA وروس یا با RNA میزبان مرتبط باشند، RNA های وابسته عموما اثرات آلودگی ویروسی را ضعیف می كنند و ممكن است احتمالا،‌نماینده واكنش حفاظتی میزبان نسبت به بیمارگر باشند.

• ·       عمل بیولوژیكی اجزا ویروس – كد كردن

     اگر چه ظاهرا هر ویروس یا حتی هر نژاد ویروس پوشش پروتئینی مخصوص به خود را تولید می كند، تنها عمل شناخته شده پروتئین تامین یك غلاف یا روپوش پروتئینی برای نوكلئیك اسید ویروس است. پروتئین، خود خاصیت بیماری زایی ندارد، مع هذا وجود آن عموما خاصیت عفونت زایی نوكلئیك اسید را افزایش می دهد. در تلقیح ها با ذرات ویروس كامل (ویریون ها) پروتئین ظاهرا به نوكلئیك اسید كمكی نمی كند و تاثیری هم در عمل و یا ساختمان شیمیایی آن ندارد. چون تلقیح هایی با نوكلئیك اسید به تنهایی قادر به آلوده سازی بوده و منجر به سنتز نوكلئیك اسید و هم چنین پروتئین جدیدی می شود كه هر دو از هر نظر با آن چه متعلق به ویروس اصلی بوده، یكی هستند و فرقی ندارند سنتز ساختمان شیمایی و ساختمان فیزیكی پروتئین از طرفی دیگر كلا به بخش نوكلئیك اسید ارتباط پیدا می كند كه به تنهایی مسئول سنتز و مونتاژ هم RNA و هم پروتئین است.

• ·       خاصیت آلوده سازی ویروس ها

      در بسیاری موارد منحصرا همان خاصیت نوكلئیك اسید آن ها است كه در بیشتر ویروس های گیاهی RNA است. برخی ویروس ها با خود یك آنزیم RNA تراس كریپتاز (transcriptase) دارند كه برای تكثیر و آلوده سازیشان ضروری است. این كه RNA ویروس توان تكثیر و آلوده سازیشان ضروری است. این كه RNA ویروس توان تكثیر خود و پروتئین ویژه اش را دارد، نشان می دهد كه RNA حامل مواد موروثی تعیین كننده خصوصیات ویروس است. تظاهر هر یك از خصوصیات به ارث رسیده به ترتیب قرار گرفتن نوكلوئید ها در یك ناحیه معین (Cistorn) از RNA ویروس بستگی پیدا می كند، كه ترتیب و موقعیت اسید های آمینه را در یك پروتئین، از نوع ساختمانی و یا آنزیمی مشخص و تعیین می كنند. این خاصیت یا عمل كد كردن (Coding) نامیده شده و به نظر می رسدكه در تمامی موجودات زنده و ویروس ها به یك نحو باشد.

     كد از واحد هایی به نام كدن (Codon) تشكیل یافته است. هر كدن از سه نوكلئوتید مجاور هم تشیكل یافته و محل یك اسید آمینه به خصوص را معین می كند.

     بنابراین، میزان RNA موجود در هر ویروس، طول تقریبی آن ویروس و تعداد نوكلئوتید های RNA را مشخص می كنند. این به نوبه خود تعداد كدن های موجود در هر RNA و هم چنین تعداد اسید های آمینه ای را كه برایشان می توان كد كرد، مشخص می كند. از آن جا كه زیر واحد های پروتئینی حاوی تعداد نسبتا كمی اسید آمینه است(158 در TMV)، تعداد كدن های به كار گرفته شده برای سنتز آن،‌بخش بسیار كوچكی از كل تعداد كدن های موجود است (158 كدن ا 2130 كدن TMV). كدن های باقی مانده احتمالا با سنتز پروتئین های دیگری ارتباط پیدا می كنند كه ممكن است از نوع ساختمانی و یا آنزیمی باشند (شكل4-1). یكی از این آنزیم ها RNA – پولی مراز (RNA-polymerase) است كه به نام (RNA-replicase) یا (RNA-synthetase) نامیده می شود و برای كپی سازی RNA ویروس ضروری است. برای بیشتر پروتئین های دیگری كه نوكلئیك اسید ویروس بایشان كد می ند هیچ نقش ویژه ای شناخته شده است. در حال حاضر چنین به نظر می رسد كه حالت بیماری ایجاد شده در گیاهان به وسیله ویروسی ها ناشی از اختلال و به هم زدن فرآیند های عادی متابولیكی باشد كه در سلول های و یا پارانشیم آلوده، صرفا در اثر موجودیت و تكثیر ویروس به وجود می آید و احتمالا نیز در اثر خواص  غیر عادی و یا مسموم كننده پروتئین های اضافه و یا مواد حاصل از آن ها كه تحت تحریكات ویروس تولید شده اند،‌ممكن است باشد. مع هذا تاكنون یك چنین موادی یافت نشده اند. 

شكل 4-1  

• ·       آلودگی ویروس و سنتز ویروس

     ویروس های گیاهی تنها از طریق زخم هایی كه به صورت مكانیكی ایجاد می شود و یا به وسیله ناقلان یا به وسیله یك دانه گرده آلوده ای كه وارد یك تخمدان شود،‌ به گیاهان رخنه می كنند.

     نوكلئیك اسید (RNA) ویروس ابتدا از پوشش پروتئینی آزاد می شود. سپس نوكلئیك اسید سلول را تحریك به تولید RNA-polymerase می كند. این آنزیم در جوار RNA ویروس كه به عنوان مدل یا قالب عمل می كند و نوكلئوتیدهایی كه RNA را تشكیل می دهند، تولید مولكول های جدید RNA می نماید. اولین RNA تولید شده، RNA ویروسی نیست، بلكه رشته های از قرینه ویروس است و در همان حال كه در حال تشكیل است به طور موقت به رشته ویروسی می چسبد (شكل 5-1). علی هذا این دو با هم یك RNA دولا ایجاد می كنند ولی زود از هم جدا می شوند تا RNA ویروس اصلی (+) و رشته قرینه (-) را تولید كنند كه این رشته اخیر به عنوان قالب برای ساخت RNA ویروس بیشتر (رشته+) به كار می رود.

     كپی سازی برخی ویروس های حاوی RNA یك لا كه بخش هایی كه از RNA شان در دو یا چند پیكره ویروسی است و هم چنین كپی سازی رابدو ویروس ها و برخی ویروس هایی كه RNA دولا دارند به میزان قابل ملاحظه ای از آن چه در بالا شرح داده شده تفاوت دارد. در ویروس های دو یا چند جزیی كه قطعات RNA بین پیكره های ویروس تقسیم شده، تمامی ذرات باید در همان سلول تواما وجود داشته باشند تا كپی سازی عملی شده و آلودگی توسعه یابد. در رابدو ویروس ها  كه RNA تك لا دارند، RNA بیماری زا نیست چون كه این رشته (-) است. این RNA می باید به وسیله آنزیمی كه ویروس به همراه دارد، به نام ترانس كریپتاز (transcriptase)، در میزبان نسخه نویسی (transcribe) و به صورت رشته (+) در آید و سپس این رشته مطابق شرح فوق الذكر

شكل 5-1  

تكثیر می یابد و در ویروس های كروی (ایزومتریك) با RNA دولا، مولكول RNA در داخل ویروس اما در چند جزء است، ‌بیماری زا نیست و برای تكثیرش در میزبان به آنزیم ترانس كریپتاز وابسته است كه آن نیز در داخل ویروس موجود است.

     در ابتدا تصور می شد كه روش تكثیر DNA دولا (ds) در ویروس های گیاهی DNA دار كاملا شبیه تكثیر DNA هسته میزبان باشد، اما حالا معلوم شده است كه تكثیر ویروس های حاویds DNA  بسیار پیچیده تر است. به طور خلاصه، بعد از آلودگی ds DNA   ویروس وارد هسته سلول می شود و در آن جا چنین به نظر می رسد كه در هم پیچیده و به حالت مارپیچی در آمده و تشكیل كروموزوم كوچكی (minichromosome) می دهد و این مینی كروموزوم مقداری تكثیر می یابد و ضمنا از روی آن دو RNA یك لا نسخه برداری می گردد. RNA كوچكتر به سیتوپلاسم انتقال می یابد و از روی آن پروتئین های ویروس ترجمه می شود. RNA بزرگتر نیز به همان نقطه از سیتوپلاسم انتقال داده می شود،‌اما در آن جا به عنوان یك قالب به كار رفته و با نسخه نویسی معكوس (reverse transcription) یك ds DNA  مربوط به ویرویون كامل كه فورا به وسیله زیر واحدهای پروتئینی پوشیده شده و به صورت ویریون كامل می آید. روش تكثیر DNA یك لا (ss) ویروس های ss DNA با تشكیل یك دایره غلتان كه رشته های (-) چند طولی (multi meric) تولید می نماید تكثیر می یابد. این رشته های منفی به صورت قالب برای تولید رشته های چند طولی (+) عمل می كنند كه سپس بریده می شوند تا تولید رشته های (+) یك طولی كنند.

      بلافاصله بعد از آن كه نوكلئیك اسید ویروسی تولید شود، قسمتی از آن ترجمه می شود یا به عبارت دیگر،‌سلول میزبان را تحریك به تولید مولكول های پروتئینی می كند كه زیر واحدهای پروتئینی بوده و پوشش پروتئینی ویروس راتشكیل خواهند داد. علی ظاهر، فقط بخش كوچكی از رشته های RNA یا DNA ss برای شرك در تشیكل پروتئین ویروس ضروروی است. از آن جا كه هر اسید آمینه در مولكول زیر واحد پروتئین به وسیله سه نوكلئوتید از RNA ویروسی كد می شود، برای TMV كه RNA آن از 6400 نوكلئوتید تشكیل یافته (شكل 4-1) و پروتئین آن 158 اسید آمینه دارد فقط 474 نوكلئوتید لازم است تا موقعیت اسیدهای آمینه را در زیر واحد پروتئینی كد یا مشخص نماید.

سنتز پروتئین در سلول های سالم منوط به وجود اسید آمینه و همكاری ریبوزوم ها، RNA پیك (mRNA) و RNA انتقال (tRNA) است. هر tRNAمختص به یك اسید آمینه است كه آن را به طرف و در امتداد mRNAانتقال می هد. mRNA كه در هسته تولید شده انعكاس قسمتی از كد DNA است نوع پروتئینی كه باید تولید شود، ‌با كد نمودن ترتیب و تنظیم اسیدهای آمینه تعیین می كند. به نظر می رسد ریبوزوم ها در امتداد mRNAحركت نموده و انرژی لازم برای متصل كردن اسیدهای آمینه ازقبل تنظیم شده برای تشكیل پروتئین را فراهم می نماید (شكل 6-1).

     در سنتز پروتئین ویروسی، آن قسمت از RNA ویروس كه برای پروتئین ویروس كد می كند، نقش mRNA را به عهده دارد. ویروس اسیدهای آمینه، ریبوزوم ها و tRNA میزبان را به كار می گیرد، اما خودش تبدیل به نقشه (blueprint) یا mRNAن  می شود و پروتئین تشكیل شده صرفا برای مصرف ویروس به عنوان پوشش (شكل 7-1) یا عمل دیگر به كار می رود.

     در طول سنتز ویروس، ‌بخشی از نوكلئیك اسید آن هم درگیر سنتز پروتئین های دیگری به غیر از پروتئین پوششی ویروس می شود (شكل 4-1). برخی از این پروتئین ها آنزیم هستند، ‌مثل رپلیكازها كه برای تكثیر نوكلئیك اسید ویروس به كار می رود، اما نقش بیشتر این پروتئین ها هنوز نامعلوم است.

شكل 4-1

     وقتی كه نوكلئیك اسید ویروس و زیرواحدهای پروتئینی تولید شده اند،‌ نوكلئیك اسید زیرواحدهای پروتئینی را به دور خود تنظیم كرده و این دو با هم جمع یا مونتاژ شده و ذره كامل ویروس،‌ یعنی ویریون را به وجود می آورند.

    محل یا محل هایی از سلول كه در آن (ها) نوكلئیك اسید و پروتئین سنتز شده و محلی برای بیشتر ویروس های حاوی RNA و RNA ویروس بعد از آزاد شدن از پوشش پروتئینی،‌خود را در سیتوپلاسم تكثیر كرده و در همان جا به صورت mRNA عمل می نماید و با همكاری ریبوزوم ها و RNA های انتقال، ‌زیرواحدهای پروتئینی ویروس تولید می كند.

   تشكیل ویریون ها هم به دنبال آن در سیتوپلاسم رخ می دهد. در ویروس های دیگر،‌ به عنوان مثال، در آن ها كه DNA یك لا دارند، ‌سنتز نوكلئیك اسید ویروسی و پروتئینی آن و هم چنین مونتاژ آن ها به صورت ویروین در داخل هسته انجام می گیرد و از آن جا ذرات ویروسی به داخل سیتوپلاسم آزاد می شوند.

      اولین ویریونهای كامل حدودا 10 ساعت بعد از تلقیح گیاه در سلول ها پدید می آیند. پیكره های ویروس ممكن است به صورت انفرادی و یا گروهی باشند و ممكن است تشكیل اندامك های ویژه درون یاخته ای (Inclusion bodies) كریستالی و یا بی شكل در نقطه ای از سلول ( سیتوپلاسم، هسته) بدهند كه در آن وجود دارند.

شكل 7-1

• o     جابه جایی و انتشار ویروس ها در گیاهان

برای این كه آلوده سازی و بیماری زایی یك ویروس در گیاه انجام شود،‌ ویروس باید از یك سلول به سلول دیگر حركت كرده و در بیشتر سلول هایی كه وارد می شود،‌ اگر چه نه درهمه، ‌تكثیر یابد. در حركاتشان از سلولی به سلول دیگر، ویروس ها ظاهرا باید از پلاسمودرزماها كه سلول های مجاور را به هم وصل می كنندعبور كنند (شكل 8-1 ). مع هذا به نظر نمی رسد كه ویروس ها از داخل سلول های پارانشیمی حركت كنند، ‌مگر این كه سلول ها را آلوده كرده و در آن ها تكثیر یابند، لذا به تهاجم ممتد و مستقیم سلول به سلول منجر شوند. در سلول های پارانشیم برگی، ویروس حدودا یك میلی متر یا 8 – 10 سلول در روز حركت می كند. اگر چه به نظر می رسد كه حركت برخی ویروس ها محدود به حركت سلول به سلول و از داخل سلول های پارانشمی باشد، ‌تعداد زیادی از ویروس ها شناخته شده اند كه انتقالشان در مسافت طولانی و به سرعت و از طریق

شكل 8-1

آوندهای آبكشی صورت می گیرد. حركت ویروس ها  در آوند آبكشی ظاهرا در آوندهای غربالی است و می تواند با سرعت نسبتا زیادی انجام گیرد. به هر صورت،‌بیشتر ویروس ها به 2-5 روز وقت نیازمندند تا باز یك برگ تلقیح شده خارج شوند. بعد از آن كه ویروس وارد آوند آبكشی شد، در آن جا به سرعت حركت كرده و به طرف نواحی در حال رشد (مریستم های انتهایی) یا به سوی نواحی مصرف مواد غذایی در گیاه از قبیل غده و ریزوم ها پیش می رود (شكل 9-1). به عنوان مثال، هنگامی كه ویروس سیب زمینی به داخل برگ های پایینی گیاهان سیب زمینی جوان تلقیح می شود، ‌به سرعت در طول ساقه به طرف بالا حركت می كند، ‌اما اگر گیاهانی كه غده داده اند،‌به همین نحو تلقیح شوند، ‌ویروس برای مدتی بیش از 30 روز به طرف بالا حركت نخواهد كرد در حالی كه به طرف پایین به داخل غده ها حركت می كند. بعد از آن كه ویروس در آوندهای آبكشی قرار بگیرد، به طور سیستماتیك در تمامی گیاه پخش شده و مجددا از طریق پلاسمودزماها وارد سلول های پارانشیم مجاور به آوند ای آبكشی می شود.

شكل 9-1

     انتشار ویروس ها در داخل گیاهان به نوع ویروس و نوع گیاه متغیر است. تصور می شود كه ایجاد علایم لكه های موضعی در گیاهان نشانه متمركز شدن ویروس در داخل ناحیه لكه موضعی باشد (شكل10-1). اگر چه این موضوع در برخی موارد صحت داشته باشد، در برخی بیماری ها لكه ها وسعت یافته و گاه ایجاد علایم سیستمیك بیماری را به دنبال دارد كه این نشان می دهد ویروس به انتشار خود به خارج از حاشیه لكه ها ادامه داده است.

شكل 10-1

     در آلودگی های سیستمیك، برخی از ویروس هایی كه در آوندهای آبكشی حركت می كنند، به نظر می رسد كه به این آوندهای آبكشی و تعدادی سلول پارانشیمی مجاور محدود هستند. این ها شامل بیماری هایی از قبیل پیچیدگی برگ سیب زمینی و كوتولگی زرد غلات می شود. ویروس های مولد موزاییك عموما محدودیت بافتی ندارند. با وجود این شیوه های تمركزشان ممكن است تفاوت داشته باشد. سلول های گیاهی آلوده به موزاییك به طوری كه تخمین زده شده است بین صد هزار تا  ده میلیون پیكره ویروس در هر سلول دارند. انتشار سیستمیك برخی از ویروس ها كاملا فراگیر است و ممكن اصت تمامی سلول های زنده گیاه را در برگیرد. مع هذا به نظر می رسد كه ویروس های دیگر، ‌بخش هایی از بافت ها را جای گذارند و فاصله هایی را ایجاد كنند كه عاری از ویروس باشد. برخی ویروس ها تقریبا به فوریت به بافت های مریستمی انتهایی كه به تازگی تشكیل شده باشند حمله می كنند، در حالی كه درموارد دیگر نقاط رشد ساقه ها و ریشه های گیاهان آلوده ظاهرا عاری از ویروس باقی می ماند.

• o     علایم ناشی از ویروس های گیاهی

     معمول ترین و گاه تنها علامت آلودگی ویروسی، كاهش میزان رشد گیاه است كه به درجات مختلفی از كوتولگی و كمبود رشد در تمام گیاه منجر می شود. تقریبا تمامی بیماری های ویروسی به نظر می رسد ه به درجات مختلف باعث كاهش محصول شده و طول عمر گیاهان آلوده به ویروس معمولا كاهش می یابد. این اثرات ممكن است شدید و قابل توجه بوده و یا این كه بسیار جزیی باشند و به آسانی از نظر بگذرند.

     واضح ترین علایم گیاهان آلوده به ویروس معمولا علایمی هستند كه روی برگ ها ظاهر می شوند. اما برخی ویروس ها علایم چشمگیر و مشخصه ای روی ساقه، میوه و ریشه ها تولید می كنند. در حالی كه برگ ها ممكن است دارای علایم باشند یا نباشند (شكلA  و B 11-1 ).تقریبا در تمام بیماری های ویروسی در شرایط مزرعه،‌ ویروس در سراسر گیاه موجود است (آلودگی سیستمیك) و علایمی كه به وجود می آید، علایم سیستمیك خوانده می شود. در بسیاری از گیاهان كه به صورت مصنوعی با برخی ویروس ها تلقیح شده باشند و اختمالا در برخی آلودگی طبیعی،‌ ویروس باعث تشكیل لكه های كوچك مرده (معمولا نكروتیك) فقط در نقاط ورود نموده (آلودگی های موضعی) و علایم "لكه های موضعی" خوانده می شوند. بسیاری ویروس ها ممكن است برخی میزبان ها را آلوده كنند،‌ بدون آن كه هرگز تولید علایم قابل دید روی آن ها بنمایند. چنین ویروس هایی معمولا ویروس های پنهان (latent) و میزبان های آن ها " حاملان بی علایم" خوانده می شوند. در مواردی دیگر،  گیاهانی كه معمولا بعد از ابتلا به یك بیماری ویروسی معین تولید علایم می كنند، ممكن است موقتا تحت برخی شرایط محیطی (مثلا گرما یا سرما) بدون علایم باقی بمانند كه در آن صورت علایم مستتر (masked) می نامند. بالاخره گیاهان ممكن است بعد از تلقیح علایم حاد یا شدید از خود بروز دهند به طوری ه منجر به مرگ آن ها شود. مع هذا اگر گیاه مرحله شوك اولیه را تحمل نماید، ‌علایم در آن هسمت های گیاه كه بعدا رشد می كنند،‌ شروع به كم شدن نموده (علایم مزمن) و نهایتا به ببهودی نسبی یا كامل گیاه منجر می گردد. از طرف دیگر علایم ممكن است به تدریج افزیاش یافته و شدید تر شوند كه در آن صورت ممكن است به زوال (decline) سریع یا تدریجی منجر گردد.

      معمول ترین انواع علایم در گیاهان كه در اثر آلودگی های سیستمیك ویروسی تولید می شود موزائیكا (mosaics) و لكه حلقوی ها (ringspots) هستند.

     موزائیك ها به وسیله نواحی سبز روشن زرد یا سفید مخلوط شده با سبزی عادی برگ ها و میوه و یا نواحی مایل به سفید مخلوط شده با ر نگ نرمال گل ها و میوه شناسایی می شوند؛ بسته به شدت یا طرح تغییرات رنگ ها، علایم نوع موزائیك ممكن است تحت نام هایی از قبیل پیسه ای (mottle)، رگه ای (streak)، طرح حلقوی ،طرح خطی، رگبرگ روشنی(veinclearing) ، رگ برگ نواری (veinbanding) یا لكه كلروتیك (chorotic spotting) توصیف شوند.

     لكه حلقوی ها با وجود حلقه های زرد كلروتیك(chlootic)  یا مرده (necrotic) روی برگ ها و گاهی نیز روی میوه و ساقه مشخص می شوند. در بسیاری از بیماری هایلكه حلقوی، علایم ولی نه ویروس،‌بعد از ظاهر شدن به تدریج ناپدید می شوند،‌تا این كه تحت شرایطجوی مقتضی دوباره ظاهر شوند.

     تعداد زیاد دیگری از علایم ویروسی كمتر معمول نیز توصیف شده اند (شكل 11-1)، كه بعضا عبارتند از stunt به معنی كوتاه و چاق (tomato bushy stunt)  dwarf یا كوتولگی leaf roll (barley yellow dwarf) یا برگ قاشقیyellows (potato leaf roll) یا زردی، streak (beet yellows) مخطط یا رگه ای pox,(tobacco streak) یا آبله enation ,(pium pox) یا توته ای، (pea enation mosaic) اضافه رشد یافت، tumor یا غده pitting ,(wound tumor) یا فرو رفتگی ساقه (stony pit, (apple stem pitting) یا فرورفتگی سفت(pear stony pit) و پهن یا كتابی شدن (apple flat limb). این علایم ممكن است توام با علام دیگری ر دیگر قسمت های گیاه باشند.

• o     فیزیولوژی گیاهان آلوده به ویروس

      ویروس های گیاهی هیچ گونه آنزیم، مواد سمی یا دیگر موادی را كه تصور می رود در بیماری زایی دیگرپاتوژن ها دخیل باشد، ندارند و با وجود این انواع علایم بیماری را در

 شكل11-1

گیاهان ایجاد می كنند؛ به نظر می رسد كه نوكلئیك اسید ویروس (RNA یا DNA) تنها ترتیب دهنده بیماری است؛ اما وجود محض نوكلئیك اسید ویروسی یا ویروس كامل در گیاه، حتی در مقادیر بسیار زیاد، به نظر نمی رسد كه دلیل كافی برای ایجاد مجموعه علایم ( سیندرم) بیماری باشد؛ چون كه برخی از گیاهان حتی با داشتن غلت ویروس خیلی بیشماری از گیاهان دیگر، ممكن است علایم ظاهری خفیف تری داشته و یا حتی علامت نداشته باشند؛ این نشان می دهد كه بیماری های ویروسی گیاهان در درجه اول به دلیل تحلیل یا كاسته شدن مواد غذایی كه برای سنتز خود ویروس به كار رفته نبوده، بلكه به علت دیگر اثرات غیر مستقیم ویروس در متابولیسم میزبان هستند. این اثرات احتمالا به وسیله پروتئین های جدیدی به وجود می آید كه در اثر تحریكات ویروس به وسیله میزبان ساخته شده و بعضا جزو مواد فعال بیولوژیكی (آنزیم ها، توكسین ها، هورمون ها و امثال آن ها) بوده و قادر هستند در متابولیسم  عادی میزبان دخالت كنند.

     ویروس ها به طور كلی با كاهش میزان كلوفیل، تقلیل راندمان كلروفیل و كاهش سطح برگ باعث كاهش عملیات فتوسنتز می شوند؛ ویروس معمولا میزان مواد تنظیم رشد (هورمون ها) در گیاه را تقلیل می دهند، كه این عمل غالبا با تحریك گیاه به تولید مواد كند كننده رشد صورت می گیرد؛ كاهش ازت محلول در بیماری های ویروسی گیاهان در دوره سنتز سریع ویروس تا حدودی امری عادی است و در بیماری های موزائیكی كاهش یا كمبود مزمن میزان كربوهیدرات ها در بافت های گیاهی به چشم می خورد.

     تنفس گیاهان بعد از ابتلا به مرض ویروسی بلافاصله بالا می رود؛ اما بعد از افزایش اولیه تنفس گیاهان آلوده با برخی ویروس ها بالا باقی می ماند، در حالی كه با برخی دیگر از ویروس ها كاهش یافته و از سطح نرمال پایین تر می رود و با برخی از ویروس ها هم به حد نرمال بر می گردد.

     به نظر می رسد مقدار تركیبات ازته غیر ویروسی در گیاهان بیمار كه عموما كمتر از میزان تركیبات مزبور در گیاهان سالم باشد كه احتمالا به دلیل این است كه ازت زیادی به مصرف ساخت ویروس می رسد كه در برخی بیماری های ویروسی یا در برخی سیستم های ویروس - میزبات 33 تا 65% كل ازت را در بر می گیرد؛ در صورتی كه ازت زیادی برای تغذیه گیاه فراهم شود، میزان كل ازت گیاه بیمار، خصوصا بعد از تكمیل فاز سنتز سریع ویروس، بیشتر از كل ازت گیاه سالم خواهد بود.

     بنابراین به نظر می رسد كه بسیاری از سیستم های عملیاتی گیاه مستقیما یا به طور غیر مستقیم تحت تاثیر ویروس قرار می گیرند، برخی از تغییرات متابولیكی كلا و یا تا حد معینی ممكن است برای گیاهان قابل تحمل بوده و هیچ گونه علایمی از خود بروز ندهند؛ در حالی كه برخی دیگر از تغییرات متابولیك ممكن است اثرات مخربی در گیاه ایجاد كرده و در به وجود آمدن علایم بیماری كمك كنند. اثرات ویروس روی تركیبات ازته، روی مواد تنظمی كننده رشد و روی مواد فنلی همیشه به عنوان علل فوری انواع علایم مورد توجه بوده اند، چون مواد ازته و هورمون ها با هر چیزی كه مربوط به رشد و تفكیك در گیاه باشد به میزان فوق العاده ای در ارتباط بوده و مواد فنلی اكسید شده هم به دلیل سمی بودنشان مسئول ایجاد برخی از علایم نكروتیك هستند.

• o     انتقال ویروس های گیاهی

     خارج شدن ویروس های گیاهی از گیاه به خودی خود صورت نمی گیرد و یا به ندرت چنین عملی انجام می پذیرد؛ به همین دلیل ویروس ها به صورتی كه هستند با باد و آب منتشر نمی شوند؛ حتی هنگامی كه همراه با شیره و یا با بقایای گیاهی جا به جا شوند، عموما تولید آلودگی نمی كنند؛ مگر این كه با محتویات سلول زنده زخمی شده تماس حاصل كنند؛ انتقال ویروس ها در هر حال، از گیاهی به گیاه دیگر به روش های چندی انجام می گیرد كه از آن جمله اند: تكثیر غیر جنسی یا رویشی، انتقال مكانیكی از طریق شیره گیاه و به وسیله بذر، دانه گرده، حشرات، كنه ها،‌ نماتدها، سس و قارچ ها. برخی از روش های انتقال ویروس ( مثلا از طریق تكثیر غیر جنسی و از طریق بذر) عمدتا در انتقال ویروس ها از یك نسل گیاه به نسل دیگر اهمیت دارند ولی هیچ نقشی در انتشار ویروس از گیاهان مریض به گیاهان سالم همان نسل ندارند. این روش های انتقال به خودی خود یا به تنهای فقط باعث ایجاد آلودگی اولیه گیاهان،‌ لذا تولید بیماری های یك چرخه ای می شوند، از طرف دیگر سایر روش های انتقال ویروس، به خصوص روش هایی كه با ناقلینی از قبیل حشرات ارتباط دارند، نه تنها ویروس را وارد یك گیاه یا محصولی می كنند (آلودگی اولیه)، بلكه باعث انتقال ویروس از گیاهان آلوده به سالم همان نسل گیاه و طی  همان فصل زراعی نیز می شوند ( آلودگی ثانویه)؛ سرعت انتشار ثانوی ویروس ها متغیر است و با افزایش جمعیت ناقل افزایش می یابد و ضمنا تحت شرایطی قرار می گیرد كه بر حركت ناقلان تاثیر دارد؛ بیماری های ویروسی كه به وسیله ناقلان منتشر می شوند چند چرخه ای هستند و تعداد چرخه های بیماری در هر فصل ممكن است اندك (2 تا 5 چرجه ای در ویروس های منتقل شونده به وسیله نماتدها) و یا زیاد (10 تا 20 چرخه و یا بیشتر برای ویروس هایی كه با شته ها منتشر می شوند )باشند؛ البته هنگامی كه ویروس ها هم با تكثیر غیر حنسی یا به وسیله بذر منتشر می شوند و هم به وسیله ناقلان انتشار می یابند، موجودیت هر دو ( مایه تلقیح اولیه زیاد در گیاهان و انتشار بسیار موثر ثانویه به وسیله ناقلین) اغلب بروز آلودگی اولیه و کامل گیاهان و خسارات شدید بعدی به وقوع می پیوندد.