Новое исследование взаимодействия смешанных вирусных инфекций у растений

Новое исследование, проведенное учеными из Penn State, изучило, что происходит, когда два распространенных вируса — томатный вирус пятнистого увядания (TSWV) и вирус некротической пятнистости недотроги (INSV) — заражают одно растение.

Исследование, опубликованное в журнале Viruses, показало:

  • При совместном заражении обоими вирусами уровень TSWV в растениях был значительно ниже, чем при заражении только TSWV.
  • Уровень TSWV в смешанной инфекции также был ниже, чем уровень INSV.
  • Это указывает на антагонистические отношения между двумя вирусами.

Ключевые детали:

  • Оба вируса (TSWV и INSV) имеют сходства на геномном и экологическом уровне: широкий круг растений-хозяев, симптомы в виде некрозов, переносчик — трипсы.
  • Смешанные инфекции теоретически распространены, так как ареалы вирусов перекрываются.
  • Такие коинфекции повышают риск обмена генетическими сегментами и появления новых реассортантных вирусов, однако рекомбинации TSWV и INSV в природе не обнаружены.

Возможные причины отсутствия рекомбинаций:

  1. Вектор (трипсы): Хотя молодые личинки трипсов могут приобретать оба вируса, взрослые особи передают в основном только один.
  2. Взаимодействие в растении: Исследование подтвердило антагонизм, при котором INSV получает преимущество в растении-хозяине.

Эксперимент и результаты:

Исследователи заразили растения Nicotiana benthamiana (близкий родственник табака) вирусами по отдельности и вместе (синхронно и последовательно). Анализ с помощью секвенирования малых РНК показал:

  • Количество коинфицированных растений было меньше, чем растений с одним вирусом.
  • Уровни малых РНК INSV были сходными при одиночной и смешанной инфекции.
  • Уровни малых РНК TSWV были намного ниже при смешанной инфекции по сравнению с одиночной.
  • Профили микроРНК также различались: у INSV они были схожи в обоих типах инфекций, а у TSWV — разными.

Значение и перспективы:

По словам профессора Кристины Розы, это первое исследование подобных смешанных инфекций. Полученные знания могут в перспективе помочь в управлении вирусными болезнями растений, если выявленные в исследовании клеточные пути растений удастся использовать для контроля заболевания, что теоретически может принести экономическую выгоду производителям.

Для понимания механизмов, лежащих в основе этих взаимодействий, необходимы дополнительные исследования.