Сергей Чирков - Я познаю мир. Вирусы и болезни

Вирусы шампиньонов распространяются главным образом двумя путями. В почве промышленных плантаций сохраняются живые инфицированные остатки мицелия, которые при последующем культивировании срастаются со здоровым мицелием и заражают его. Помимо этого, зараженные споры гриба с циркулирующим воздухом или при помощи насекомых попадают в здоровые культуры, прорастают и заражают здоровый мицелий при срастании с ним. Эти пути распространения вирусов можно довольно легко перекрыть. А самое лучшее, что можно сделать, – это исключить возможность проникновения вирусной инфекции в шампиньонницу с посадочным материалом – грибницей.

Многие, наверное, слышали про интерферон, который используют для профилактики вирусных инфекций. Оказалось, что интерферон помогает не только человеку. Если в жидкую среду, в которой выращивают зараженную грибницу, добавить интерферон, то вирусных частиц в мицелии станет меньше, а появившиеся плодовые тела будут выглядеть здоровее.

Конечно, совершенно понятно, что вирусы культурных растений изучены лучше, чем вирусы дикорастущих растений. Грибы вряд ли представляют исключение. Нетрудно догадаться, что у любимых нами белых и подосиновиков тоже можно обнаружить немало вирусов. И действительно, у гриба боровика в Нидерландах обнаружили сразу три типа сферических вирусов и один нитевидный, напоминающий вирус X картофеля. Шляпка у зараженных грибов меньше, а ножка толще; такие грибы чаще бывают червивые и быстрее плесневеют.

Но грибы – это, как известно, не только то, что мы любим собирать в лесу. Грибов насчитывают около ста тысяч видов, и можно не сомневаться – не все еще открыты.

Плесени, например, тоже грибы. Плесени бывают очень полезные – скажем, те, что производят антибиотики. У плесневых грибов тоже обнаружено немало вирусов, которые обычно никак не заявляют о своем присутствии, но довольно легко передаются другим грибам при слиянии гиф.

Порой вирусы грибов могут приносить человеку пользу. Известно огромное количество грибов, которые паразитируют на культурных растениях. Кто не слышал про ржавчину и головню, фитофтору и мучнистую росу? Так вот, в погибающих культурах нескольких видов ржавчинных грибов были обнаружены сферические вирусные частицы. Из некоторых мучнисторосяных грибов выделен вирус табачной мозаики. Найдены вирусы, которые вызывают отмирание мицелия у'гриба ризоктонии. В результате зараженные грибы оказываются менее вредоносны для культурных растений. Возможно, использование вирусов для заражения грибов–паразитов (той же мучнистой росы или фитофторы) окажется новым методом защиты растений.

Дрожжи, как известно, тоже грибы. С незапамятных времен их используют в виноделии, пивоварении и хлебопечении. И вот оказалось, что почти все штаммы дрожжей заражены различными вирусами – кто знает, с каких пор. Видимо, широкое распространение вирусов у дрожжей объясняется тем, что размножаются они почкованием. Образующиеся на клетке выросты превращаются путем дальнейшего разрастания в клетки, подобные произведшей их, после чего они отчленяются перетяжкой. Совершенно понятно, что при таком способе размножения вирусы будут равномерно распределяться среди потомства, не имея никакой надобности покидать клетку. И вот среди честных работяг – штаммов, умеющих делать пиво или, к примеру, херес, возникли штаммы–убийцы, которые синтезируют и выделяют в среду яд, убивающий другие штаммы дрожжей, просто–напросто продырявливая их клетки. Выяснилось, что этот яд дрожжи–убийцы стали производить после того, как заразились вирусом. Сферические частицы вируса диаметром около 30 нанометров содержат два вида двунитевой РНК: в одни частицы расфасована длинная РНК, представляющая собой генетический материал вируса, а другие частицы, внешне точно такие же, содержат ее короткий фрагмент, в котором, собственно, и находится ген токсина. Одного вирусного гена, однако, недостаточно, нужны еще определенные гены самих дрожжей. Таким образом, в результате сговора вируса и зараженной им клетки дрожжей образуется токсин, убивающий клетки дрожжей, которые этим вирусом не заражены.

Это свойство дрожжей–убийц люди используют в пивоварении. Когда варят пиво, нужно, чтобы размножалась только та культура дрожжей, которую добавляет пивовар, а дрожжи, что случайно оказались в сырье, размножаться не должны. Дрожжи, выделяющие токсин, помогают справиться с этой задачей.

Коль скоро стало очевидным, что вирусные болезни наносят ощутимый ущерб растениеводству, возник естественный вопрос: нельзя ли как–то вылечить заболевшие растения? Если само растение неспособно избавиться от угнетающих его вирусов, так нельзя ли ему в этом помочь?

Выяснилось, что можно, и существует два основных приема, позволяющих добиться этой целй,.

Приемов–то, конечно, больше. Есть, например, такие способы, как негативный и позитивный отбор. В первом случае выбраковывают явно зараженные растения, оставляя на развод только внешне здоровые. Во втором отбирают только здоровые и их используют для размножения. Приемы хорошие, да вот беда – вирусное заболевание часто протекает настолько скрытно, что невооруженным глазом его не углядишь. Кроме того, многие ценные сорта заражены настолько, что любой отбор становится бессмысленным.

Но выход есть. Давно замечено, что вирус распределяется по зараженному растению неравномерно, и, что важно, не проникает в самую верхушку побега, которая называется точкой роста, или верхушечной (апикальной) меристемой. Кусочек побега, свободный от вируса, обычно очень мал, меньше миллиметра, но, тем не менее, его можно разглядеть и вырезать. Эту операцию производят под бинокулярной лупой в стерильных условиях, как и положено при операции. Можно, конечно, отсечь кусочек покрупнее, но тогда значительно возрастает риск захвата клеток, содержащих вирус, и вся работа пойдет насмарку. Нетрудно отрезать и совсем маленький кусочек, который почти наверняка окажется безвирусным, но очень маленькие меристемы плохо приживаются, так что всегда приходится искать какую–то золотую середину.

1 – безвирусное растение, выращиваемое в пробирке; 2 – верхушечная почка. Линия показывает место разреза

Отрезанный кусочек побега помещают в стеклянную пробирку на поверхность стерильной питательной среды, состоящей из сахаров, солей и гормонов роста. Из него довольно быстро, скажем, за месяц, вырастет полноценное растение с корнями и листьями. Его можно пересадить в почву, где оно будет нормально развиваться. Часто проводят дополнительную операцию. Выросшее пробирочное растение черенкуют, то есть разрезают стебель,на несколько частей, прихватывая пазушную почку. Так из одной меристемы, если она благополучно прижилась, можно получить несколько тысяч растений. Например, от одного исходного растения винограда за год можно получить до 160 тысяч оздоровленных растений. Поскольку вырастили его из куска побега, а не из семян, растение сохранит все сортовые свойства, а вируса в нем не будет.