Вирус коричневой морщинитости томатов (ToBRFV) был впервые зарегистрирован в долине реки Иордан и в Израиле в период с осени 2014 года по весну 2015 года. Вирус не произошел от существующего тобамовируса, присутствующего в регионе, поэтому, вероятно, он был завезен в этот район. интенсивного производства томатов из других регионов мира. ToBRFV легко распространяется контактным путем и в настоящее время проникает в другие районы выращивания томатов в мире. Этот новый вирус можно рассматривать как инвазивный вид, хотя круг хозяев ограничен несколькими видами семейства пасленовых. Пока известно только о том, что он наносит вред конкретным сельскохозяйственным культурам (помидоры, перец).
История внедрения и распространения
В 2015 году из помидоров с симптомами, выращенных в тепличных условиях в Иордании, был выделен неизвестный вирус, получивший официальное обозначение ToBRFV (Salem et al., 2016). Изолят вируса, собранный во время вспышки болезни, поражающей томаты (Solanum lycopersicum) в 2014 году на юге Израиля, впоследствии был идентифицирован как ToBRFV на основании высокой идентичности последовательностей с иорданским изолятом ToBRFV (Luria et al., 2017). ToBRFV далее распространился в Израиле по всей стране в течение одного года, что было связано с распространением, поддерживаемым человеком, и местной торговлей зараженными семенами или саженцами.
Впоследствии ToBRFV был обнаружен в 2018 году у растений томата (Solanum lycopersicum) и перца (Capsicum annuum), растущих в питомниках в муниципалитетах Юрекуаро и Танхуато в Мичоакане, Мексика. В 2018 году ToBRFV наблюдался на привитых растениях томата в теплице в южной Калифорнии, США, и в теплице в Нижней Калифорнии, Мексика. Однако вирус был уничтожен в тепличном урожае томатов в Калифорнии путем уничтожения всех зараженных растений. В ноябре 2019 года в отчете указывалось на присутствие ToBRFV в теплице в Аризоне, США, который был уничтожен (Университет штата Мичиган, Расширение MSU, 2019). В другом отчете за январь 2020 года упоминалось, что «вирус был обнаружен прошлой осенью при выращивании томатов в теплицах в Нью-Джерси», без какой-либо дополнительной информации (Университет Рутгерса, Сельскохозяйственная экспериментальная станция Нью-Джерси, 2020). ToBRFV распространился в Германию, Китай, северную Палестину, Турцию и Италию (Сицилию). Совсем недавно он был обнаружен в других европейских странах, включая Великобританию.
Риск внедрения
ToBRFV вызывает основную озабоченность в культурах томатов и перца, выращиваемых в защищенных условиях в Европе, США, странах Средиземноморья, а также в Азии. В настоящее время материалы для размножения (включая саженцы для посадки, семена, прививки и черенки) и свежие плоды считаются путями заражения ToBRFV с высоким риском. Если вирус попадает на территорию в результате международной торговли, меры контроля очень ограничены и в основном основаны на уничтожении зараженных растений и последующих строгих гигиенических мерах, таких как регулярное мытье рук работниками и чистка обуви перед входом в теплицы. Высокие потенциальные риски, связанные с интродукцией ToBRFV на новую территорию, можно объяснить главным образом его стабильностью и высокой инфекционностью, а также механической передачей вируса рабочими, инструментами и оборудованием во время работы с зараженными растениями. Еще одним аспектом является передача инфекции через зараженные семена, другие материалы для размножения и растительную продукцию. Наконец, высокий риск интродукции связан со способностью вируса преодолевать устойчивость у растений томата, несущих ген устойчивости Tm-22, и, при определенных условиях, растений перца, несущих гены устойчивости L1,3,4.
Средства передвижения и рассредоточения
ToBRFV, как и другие представители рода Tobamovirus, очень стабилен и может передаваться просто механически при контакте, например, через руки работника, одежду, зараженные инструменты, прямой контакт от растения к растению и материалы для размножения. Вирус легко распространяется в теплицах посредством обычных культурных приемов (прореживание, пересадка, обрезка, подвязка), и это объясняет, почему до сих пор сообщалось о вспышках ToBRFV на томатах (Solanum lycopersicum) и перце (Capsicum annuum), выращенных в тепличных условиях, где работают практики способствуют быстрому распространению вируса. ToBRFV системно инфицирует растения-хозяева, поэтому все ткани растения содержат вирус и могут быть источниками инокулята для дальнейших культур. Вирус может сохраняться в загрязненной почве, пожнивных остатках и на орудиях в течение многих лет. Загрязненные почвы, поливная вода и питательные растворы также являются потенциальными источниками вируса. Специалисты обнаружили, что ToBRFV инфицирует растения перца при выращивании в зараженной почве ранее выращенных зараженных растений томата, особенно при высоких температурах выше 30°C.
Другие специалисты показали, что ToBRFV может переноситься шмелями (Bombus terrestris) и механически передаваться здоровым растениям томата во время опыления и, следовательно, может способствовать распространению болезней томатов в теплицах. Шмели обычно используются для опыления томатов и могут быть важным способом распространения.
Симптомы
ToBRFV вызывает ряд симптомов на растениях томата (Solanum lycopersicum), которые зависят от времени заражения, конкретного сорта, стадии развития хозяина и условий окружающей среды. На листьях наиболее распространенными симптомами являются мозаика с темно-зелеными волдырями на старых, полностью развитых листьях. На молодых листьях вблизи верхушки могут наблюдаться желтые пятна и деформация листьев. Нередко некоторые листья имеют более сильную деформацию с уменьшенными межжилковыми поверхностями. Некоторые авторы сообщают о локализованном некрозе стебля. Иногда наблюдаются также некрозы цветоноса и чашечки. Иногда цветы также могут поражаться увяданием. Наиболее частым симптомом плодов является изменение цвета (желтого или зеленого) в определенных областях, распространяющихся внутрь. Тяжесть симптомов коричневой морщинистости с изменением цвета и деформацией зависит от конкретного сорта, времени заражения и, возможно, условий окружающей среды.
Естественные инфекции перца (Capsicum annuum) изучены хуже, но сообщается о появлении волдырей и гофрированной поверхности плодов. В ходе испытаний в домашних условиях механическое заражение растений привело к появлению желтой мозаики и деформации плодов с зелено-красными крапинками.
Сходства с другими видами/состояниями
ToBRFV обладает наибольшей идентичностью с изолятами вируса табачной мозаики (TMV) штамма Ohio V (82,4% идентичности на уровне всего генома). Филогенетический анализ показывает, что ToBRFV находится в кладе, отдельной от вируса пятнистой мозаики томата (ToMMV) и вируса мозаики томата (ToMV), но базальной по отношению к кладе, включающей изоляты ВТМ (Salem et al., 2016). Вирус нельзя отличить от TMV и ToMV структурно, как видно с помощью электронного ммикроскопия. Более того, поликлональные антисыворотки, выработанные против белка оболочки, также не дают убедительных диагностических данных из-за перекрестной реактивности с ToMV и TMV.
Естественная среда
Будучи облигатным симбионтом, не имеющим внеклеточного цикла, средой обитания ToBRFV являются его основные хозяева — перец (Capsicum annuum) и томат (Solanum lycopersicum).
Обработка семян
Доступны различные обработки семян, которые можно эффективно использовать для борьбы с некоторыми тобамовирусами в семенах томатов (Solanum lycopersicum); тем не менее, не существует исследований, в которых сравнивалось бы взаимодействие ToBRFV с семенами и другими тобамовирусами, инфицирующими пасленовые.
Тесты на здоровье семян
Глобальное распространение ToBRFV с момента его первого выявления в 2015 году можно объяснить международной торговлей посредством перемещения семян. Что касается других тобамовирусов, существуют серьезные подозрения на передачу ToBRFV через семена, но это не подтверждено. Заражение семян тобамовирусами в основном происходит снаружи (на почвенных семенах), и передача от семян к рассаде небольшого размера, но дальнейшее распространение контактным путем (например, во время пересадки рассады или обработки урожая) приводит к быстрому распространению вируса в теплице. Быстрое распространение ToBRFV вызывает тревогу среди производителей семян и томатов во всем мире. Это ускорило реализацию программ нормативных фитосанитарных требований в Европе, Австралии и США. Для обнаружения ToBRFV в семенах доступны различные методы тестирования (ИФА, ОТ-ПЦР). На данный момент различные коммерческие наборы ИФА последовательно подходят для обнаружения ToBRFV в семенах, такие как наборы Agdia и Loewe, но они не обнаруживают вирусные мозаики томата (ToMV) и ToBRFV; поэтому в случае положительного результата требуется дальнейшее подтверждение. Международная инициатива по здоровью семян (Федерация семян (ISF), 2019 г.) разработала метод измерения инфекционного ToBRFV в семенах томата (Solanum lycopersicum) и перца (Capsicum annuum), где ToBRFV можно обрабатывать с помощью qPCR-анализа семян. (SE-qPCR). Если в частях семян вируса не обнаружено, он считается свободным от ToBRFV, тогда как если ПЦР обнаруживает вирус, требуется последующий биоанализ для подтверждения или выявления инфекционности вируса. Рекомендуемый размер выбора составляет 3000 семян с размером подвыборки в 250 семян.
Экономическое исследование
Хотя данных об ущербе, вызванном ToBRFV, нет, его экономический эффект (прямой и дополнительный) может быть очень низким, поскольку можно применять только профилактические меры и не существует других лечебных подходов, кроме мошенничества после обнаружения вируса в конкретном месте. поле/теплица. Кроме того, в настоящее время не существует генов устойчивости гибридов и сортов томата (Solanum lycopersicum). Одним из примеров является экономическое воздействие вируса, основанное на заявлениях о конкретных интродукциях ToBRFV, которое было задержано за счет успешных мероприятий, и стоимость теплового урожая томатов составила 100 тыс. человек. евро/га.
Профилактика и контроль
Из-за различий в правилах регистрации (де)регистрации пестицидов при рассмотрении вопроса о химическом контроле следует проконсультироваться с вашим национальным списком зарегистрированных пестицидов или соответствующим органом власти, чтобы определить, какие продукты разрешены к использованию по закону в вашей стране. Пестициды всегда следует использовать законным образом, в соответствии с этикеткой продукта.
Что касается всех вирусов растений, не существует конкретного, прямого противовирусного соединения, которое можно было бы использовать для «лечения» инфекции «in planta», и, учитывая отсутствие настоящего биологического вектора для этого вируса, все меры, которые могут быть реализованы, носят профилактический характер и могут быть направлены против первичной инфекции или вторичного распространения.
Первичное заражение в основном происходит через заражение семян или почвы, поэтому следующие меры могут помочь разорвать цикл заражения:
- Предотвращение заражения семян: по возможности используйте сертифицированные семена, а тестирование на ToBRFV в зоне производства семян должно быть обязательным (исключите производство семян в зонах, эндемичных по вирусу).
- Специальные инструкции по производству саженцев из питомников, которые проверяют наличие ToBRFV и подтверждают его отсутствие.
- Ограничьте доступ к теплицам для производства томатов (Solanum lycopersicum) только тем работникам, которые соблюдают надлежащие гигиенические процедуры во избежание заражения вирусом.
- Избегайте обработки и упаковки плодов томатов в местах, близких к производству томатов.
- Можно попытаться тщательно осмотреть симптомы и вылечить зараженные растения в начале цикла сбора урожая, но полагаясь на визуальный осмотр.
Сами по себе действия могут привести к неспособности сдержать передачу, особенно в гидропонных культурах и одновременном использовании опылителей (использование новых опылителей, выращенных в лаборатории, должно стать обычной практикой) (Levitzky et al., 2019).
- Хотя ряд химических веществ может препятствовать заражению тобамовирусом (в основном эксперименты с вирусом табачной мозаики (ВТМ)) (Shen et al., 2008; Wang et al., 2012), не существует специального лечения почвенных остатков этими химическими веществами. .
- Ряд профилактических мер по ограничению коммерциализации зараженных томатов (плодов) действует в странах, где инфекция считается установленной, например, в США, где Министерство сельского хозяйства США/APHIS издало Федеральный приказ, налагающий ограничения на импорт томатов и перца (Capsicum annuum) партии семян, саженцы и плоды из всех стран, где был обнаружен ToBRFV.
Искоренение
При раннем обнаружении во вновь завезенной зоне следует предпринять попытку ликвидации: сообщалось об успешных попытках искоренения интродукции в Германии (EPPO, 2019d; EPPO, 2019e) и интродукции в северной Италии (EPPO, 2019f; EPPO, 2019g). Искоренение тепличных культур возможно и должно включать уничтожение огнем всех пожнивных остатков, органического субстрата, веревок, мульчи (если это возможно); затем тщательная дезинфекция всех поверхностей водой под высоким давлением с использованием агента, инактивирующего вирусы, например, описанного для инактивации вируса мозаики Пепино или вируса мозаики томата (ToMV) (2% Virkon S, 10% Clorox, 20% обычный отбеливатель, не жирное сухое молоко и, с меньшей эффективностью, 10% тринатрийфосфат); обеззараживание гидропонной системы с помощью ряда физических и химических мероприятий; возможна ротация с нехозяином, чтобы разорвать цикл повторного заражения остатками, например, любыми тыквенными (Cucurbitaceae), которые не являются хозяевами ToBRFV.
Сопротивление растения хозяина
Обнаружение ToBRFV в Solanum lycopersicum cv. Кандела, который несет ген устойчивости к Tm-22, предположил, что такая устойчивость не активна против ToBRFV. Более комплексное исследование показало, что все различные источники устойчивости, доступные для томатов, неэффективны против ToBRFV. Многочисленные скрининги доступной зародышевой плазмы томата до сих пор не привели к созданию эффективного источника устойчивости, но в патенте утверждается некоторая толерантность, связанная со специфическим QTL (Ashkenazi et al., 2018), а в двух других патентах утверждается устойчивость к ToBRFV.
Что касается перца (Capsicum annuum), кажется, что гены L3 и L4 являются возможным источником устойчивости к ToBRFV при механической инокуляции в контролируемых средах (М. Турина, Институт устойчивой защиты растений-CNR, Турин, Италия, неопубликованные результаты), но корень инокуляция устойчивого перца ToBRFV приводила к некротической гиперчувствительной реакции, которая нарушала развитие растения при температуре выше 30°C.
ИПМ
Комплексная борьба с вредителями является единственным вариантом борьбы с ToBRFV. Что касается всех вирусов растений, специфического биологического контроля не существует, за исключением использования перекрестной защиты (использование легкого/бессимптомного штамма для защиты от заражения тяжелым штаммом); тем не менее, эта опция пока недоступна для ToBRFV.
Пробелы в знаниях/потребностях в исследованиях
Основными пробелами в знаниях являются аспекты эпидемиологии, которые до сих пор были сделаны только на основе сходства с эпидемиологией других тобамовирусов: в отношении конкретных количественных аспектов передачи семян необходима подробная информация о конкретных аспектах присутствия ToBRFV в различных семенах. ткани.
Другим аспектом, требующим внимания, является естественное появление ToBRFV у альтернативных хозяев и могут ли эти хозяева выступать в качестве источника первичного инокулята в полевых условиях.
Происхождение вируса до сих пор неизвестно.
Основным пробелом в исследованиях является коммерческая доступность устойчивых источников и внедрение такой устойчивости в коммерческие гибриды или сорта: существующая зародышевая плазма подвергается скринингу, но пока без особого успеха. Следует также использовать другие подходы, такие как скрининг естественных мутантов или специальные мутации генов восприимчивости хозяина, чтобы сделать хозяина устойчивым. Для обеспечения устойчивости использовалась мутация с помощью технологии CRISPR-Cas9 генов восприимчивости растений, необходимых для репликации вируса (Pyott et al., 2016; Kalinina et al., 2020), но такие методы еще не адаптированы к генам восприимчивости к ToBRFV. Кроме того, необходимо изучить использование дцРНК для индукции РНК-интерференции и подавления генов для контроля ToBRFV.
Особые усилия должны быть направлены на разработку недорогой и специфической методологии обнаружения ToBRFV (доступны латеральный поток и ИФА, но не отличают ToBRFV от вируса табачной мозаики (TMV) или вируса томатной мозаики (ToMV), а также альтернативных методологий, таких как удаленный зондирование, которое использовалось для выявления бегомовирусной инфекции в листьях папайи (Carica papaya) с помощью отражательной спектроскопии.