История биологии с начала XX века до наших дней - [255]

Весьма существенную роль в развитии фитовирусологии сыграла работа Ж.Г. Атертона (1968). Атертон утверждал, что ему удалось получить репродукцию ВТМ в культуре животных клеток. Его работа базировалась на многочисленных серологических и электронномикроскопических исследованиях и многократных испытаниях на специальных растениях-индикаторах, с помощью которых устанавливается концентрация вируса в исследуемом объеме и многие другие тесты. Это сенсационное сообщение по вопросу, имеющему принципиальное значение, требует дальнейшего подтверждения, тем более, что при помощи электронного микроскопа Атертону не удавалось пока обнаружить вирусные частицы ВТМ внутри животных клеток. Репродукция вируса устанавливалась биологическим путем на тест-растениях, а электронномикроскопически — только в экстрактах клеток.

В ходе глубоких теоретических исследований, проводимых в СССР и за рубежом, было обращено внимание на тот факт, что в различных тканях растений вирусы распределены весьма неравномерно. В эпидермисе, например, много вирусов мозаики табака или мозаики картофеля, а в клетках меристемы, в точках роста, их может не быть вовсе. Предпринимались попытки, пользуясь хорошо разработанной техникой культуры ткани растений, вырезать в стерильных условиях кусочек такой меристемной ткани и вырастить из него целое и притом здоровое растение. Такая операция может стать незаменимой, когда какой-либо ценный сорт растения оказывается целиком зараженным вирусом. В настоящее время таким способом в широких масштабах получают безвирусные растения картофеля, гвоздики, яблони, крыжовника, табака.

Большие работы по выращиванию из верхушечной меристемы свободных от вирусов нарциссов, тюльпанов, гиацинтов и лилий проводятся в Исследовательском институте оранжерейных культур в Литтл-Хемптоне (Великобритания). Они особенно важны ввиду того, что луковичные культуры очень сильно поражаются вирусными заболеваниями, и до сих пор не было найдено радикального способа борьбы с ними.

Различные вирусы растений характеризуются различной температурой инактивации. Наиболее устойчивые, например ВТМ, выдерживают нагревание до 92° в течение 10 мин. Многие вирусы теряют инфекционность после 10-минутного нагревания при температуре 60° и ниже. За счет более длительного воздействия удается вылечить черенки растений от ряда вирусных заболеваний и при более низких температурах прогревания.

Вирус хлороза и полосатости сахарного тростника инактивируется при погружении черенков на 30 мин. в воду, нагретую до 50°. Р. Антойн (1965) обработал таким образом более 16 000 т. черенков, пораженных этим вирусом. Затем, предварительно прорастив их в теплицах, он вырастил свободный от вируса сахарный тростник на 1821 га. промышленных плантаций. Термотерапия применяется в борьбе с желтухой персика, при некоторых вирусных заболеваниях земляники, картофеля и других культур в тех случаях, когда удается инактивировать вирус и сохранить живыми клетки растения-хозяина. В недавнее время появились работы М. Холингса (1962), Л. Шислера, Я.В. Зиндена и Е.М. Зигеля (1967) и других по вирусным заболеваниям, снижающим урожай шампиньонов. Прогревание субстрата при 33° сразу после внесения колонии гриба приводило к полному оздоровлению культуры шампиньонов.

Вред, причиняемый вирусами растений, очень значителен. ВТМ распространен по всему земному шару. Кроме табака он поражает томаты, петунию, дельфиниум, яблоню и множество других растений. Вирус этот очень устойчив (в сухих растительных остатках он может, например, сохраняться более 50 лет) и исключительно контагиозен. В Англии только в 1949 г. от вирусного заболевания — желтухи свеклы — было недополучено 1 млн. т. сахара. Во многих странах вырождается от 10 до 50 % картофеля, пораженного вирусами. Чтобы в какой-то мере избежать распространения болезни, семенной картофель выращивают в высокогорных районах на высоте 1500–1800 м. над уровнем моря или на специальных закрытых участках, защищенных от заноса туда инфекции с ветром или крылатыми формами тлей.

Разработка наиболее эффективных противовирусных мероприятий требует знания характерных особенностей различных вирусов растений. Важно также учитывать сходство и различие между вирусами человека и животных, с одной стороны, и вирусами растений — с другой. Ввиду принципиальных различий в химическом составе, плотности, проницаемости и пластичности оболочек клеток растений и животных закономерности проникновения вирусов в организм и их перехода из клетки в клетку у вирусов человека и животных иные, чем у вирусов растений.

Частицы вирусов растений очень малы. Длина палочки вируса мозаики равна 270 ммк, а поперечное сечение — 15 ммк. Чтобы заразить кусочек чувствительной животной ткани, достаточно погрузить ее в жидкость, содержащую вирус животных или человека. Ткани растений инфицировать таким способом не удается, если предварительно не повредить эпидермис. При решении вопроса, каким путем вирус в природных условиях переходит из клетки в клетку, внимание фитовирусологов привлекли плазмодесмы — канальцы диаметром в 20–50 ммк, находящиеся в межклеточных мембранах. По ним из зараженной клетки в соседнюю, очевидно, и проникают вирусные частицы одна за другой или даже парами. Согласно электронномикроскопическим исследованиям, диаметр сферических частиц вируса бронзовости листьев томатов от 80 до 120 ммк, а просвет плазмодесмы в клетках томатов всего 20-100 ммк. Но и для более мелких вирусных частиц, таких, как ВТМ или X-вирус картофеля, прохождение через плазмодесмы затруднительно. Как показывают наблюдения на ультратонких срезах тканей растений, вирусные частицы склонны к агрегации; тогда наступает закупорка канальцев скоплениями вирусных частиц. Возможно, вирус переходит из одной клетки в другую без белковой оболочки. В прямых электронномикроскопических исследованиях М.И. Гольдиным и В.Л. Федотиной (1956) было показано, что даже в пределах однородной ткани распределение частиц ВТМ весьма неравномерно. Очевидно, эта неравномерность связана с трудностями передвижения. Закономерности проникновения вирусных частиц в ткани растения извне, их перемещения из клетки в клетку, из ядра в цитоплазму, из цитоплазмы в ядро, хлоропласты, митохондрии и рибосомы относятся к числу наиболее актуальных вопросов современной фитовирусологии.