Plant Viruses

أشكال وحجم الفيروسات النباتيــة

• تم التعرف على أشكال وأحجام الفيروسات النباتية باستخدام

• الدراسات الكيميائية والفيزيائية لمكونات الفيروس

• الدراسات باستخدام المجهر الإلكتروني

• أفادت الدراسات باستخدام الأشعة السينية لدراسة الفيروسات بالأبعاد الثلاثية

• أظهرت تلك الدراسات أن الفيروسات النباتية تتباين فيما بينها في الشكل والحجم تبايناً كبيراً.

• منها المتساوية الأبعاد (الكروية) التي تتراوح أقطارها بين 17-80 نانوميتر

• منها العصوية المرنة أو الخيطية التي تتراوح أطوالها بين 480-2000 نانوميتر

• منها مايكون على شكل عصيات صلدة تتراوح أطوالها بين 100-400 نانو ميتر

• منها ما يشبه طلقة الرصاصة

• هنالك فيروسات متغايرة في الشكل لا تأخذ فيها شكلاً ثابتاً.

• يمكن تقسيم الفيروسات النباتية إلى ثلاثة أقسام عامة حسب تشابه كل مجموعة في أشكالها.

أولاً: الفيروسات المتباينة الأبعاد:

• تسمى أيضاً بالفيروسات العصوية (Rod-Shaped Viruses )

• يضم هذا القسم مجموعة من الفيروسات التي تكون أطوالها من بضعة مرات إلى أكثر من مائة مرة من قطرها

• تنتظم الوحدات البروتينية والغلاف البروتيني على شكل حلزوني أنبوبي يضم في داخله الحمض النووي.

• من أمثلة الفيروسات النباتية الطويلة جداً فيروس الحمضيات Citrus tristeza الذي يبلغ طوله 2000-2500 نانوميتر

• فيروس إصفرار سكر البنجر السكري Beet yellows virus الذي يبلغ طوله 1200 نانوميتر.

• تتشابه فيروسات هذه المجموعة في خصائصها في وجود نسبة عالية من البروتين إلى نسبة الحمض النووي

• سهولة النقل الميكانيكي لهذه الفيروسات

• تسبب أمراض التبرقش في النباتات التي تصيبها.

• يمكن تقسيم هذه الفيروسات إلى مجموعتين:

1-     الفيروسات العصوية الصلدة     Rigid rods

وهي فيروسات عصوية مستقيمة نظراً لصلابتها ويتراوح طولها عشرة أضعاف قطرها ومن أمثلتها:

(أ)     مجموعة فيروسات تبرقش الدخان (Tobamovirus group)

وتضم هذه المجموعة  Tobacca mosaic virus و Cucumber green mottle mosaic virus و Sunn hemp mosaic virus و Tomato mosaic virus و Ribgrass mosaic virus

ويعتبر فيروس تبرقش الدخان TMV هو الفيروس الممثل لهذه المجموعة ويعتبر من أكثر الفيروسات إستقراراً وثباتاً حيث يحتفظ بقدرته على العدوى في العصير المستخلص لمدة 50 عاماً كما وجد محتفظاً لمدة 52 عاماً. ويرجع هذا الاستقرار الى طبيعة ارتباط الوحدات البروتينية للغلاف مع بعضها البعض وارتباط الغلاف البروتيني ككل مع الحامض النووي الذي يحتويه

يبين الجدول التالي اهم المعلومات الاساسية عن تركيب جسيمة فايروس تبرقش الدخان:

الخــــــــواص                                                القياس أو العدد

طول جسيمة الفيروس                                                 300 نانومتر

قطر جسيمة الفيروس                                           15         نانومتر

الوزن الجزيئي لجسيمة الفيروس                                     40  مليون دالتون

عدد الوحدت البروتينية في جسيمة الفيروس                     2130         وحدة

الوزن الجزيئي لكل وحدة بروتينية                                    17530   دالتولن

الوزن الجزيئي للحامض النووي                                        3   مليون دالتون

عدد النيوكليوتيدات في الحامض النووي                              6340   نيوكليوتيدة

(ب)    مجموعة فيروس خشخشة الدخان Tobaravirus group

• تضم هذه المجموعة فيروس Pea early browning virus

• تتمثل بفيروس خشخشة الدخان Tobacco rattle virus

• يتكون من جسيمتين عصويتين مستقيمتين،

• أكثر صلادة من جسيمة فيروس موزاييك الدخان،

•  الجسيمة قصيرة يبلغ طولها 52  نانومتر والطويلة يبلغ طولها 197 نانومتر ويبلغ قطر كلتاهما 35 نانومتر

• يتوزع الحامض النووي للفيروس في كلتا الجسيمتين

• العدوى بهذا الفيروس تتطلب وجود كلتا الجسيمتين في خلية النبات

• الجسيمة الطويلة قادرة على العدوى الا انها لاتنتج فيروسات متكاملة حيث أن المادة الوراثية الخاصة بتصنيع الغلاف البروتيني موجودة في الجسيمة القصيرة.

2-     الفيروسات العصوية المرنة Flexible rods

• تتميز هذه المجموعة من الفيروسات بكونها أطول من الفيروسات العصوية الصلدة

• جسيماتها مرنة بحيث غالباً ماتظهر في المجهر الالكتروني بشكل عصيات فيها إنحناءات وليس بشكل عصيات مستقيمة

• من الامثلة على هذه الفيروسات

(أ)     مجموعة بوتيكس فيروس Potexvirus group

• يمثل هذه المجموعة فيروس البطاطا اكس  Potato virus X   وبضعة فيروسات اخرى

• تتميز هذه المجموعة بأن طول عصياتها يتراوح بين 480- 580  نانومتر

• تنتقل ميكانيكياً، وتسبب أمراض التبرقش في النباتات التي تصيبها ولها مدى عوائلي ضيق

(ب)    مجموعة بوتي فيروس Potyvirus group

• تعتبر هذه المجموعة من أكبر المجاميع من حيث عدد فيروسات

• تشمل على العديد من الفيروسات المهمة إقتصادياُ مثل

•  Bean common mosaic virus       Bean yellow mosaic virus      Lettuce mosaic virus     Cowpea aphid-born mosaic virus            Sugarcane mosaic virus            Plum pox virus.           والعديد من الفيروسات الاخرى.

• تتميز فيروسات هذه المجموعة بعصيات خيطية مرنة تتراوح أطوالها بين 790-730   نانومتر،

• تنتقل ميكانيكياً في المختبر

• تنتقل في الطبيعة بواسطة حشرات المن

• العلاقة بينها وبين هذه الحشرات علاقة غير باقية.

• المدى العوائلي لبعض هذه الفيروسات واسع،

• بالنسبة للبعض الاخر كالفيروسات التي تنتقل بالبذور مثل فيروس موزاييك الفاصولية الاعتيادي Bean common mosaic virus وفيروس تبرقش الخس Lettuce mosaic virus فان المدى العوائلي ضيق.

• معظم هذه الفيروسات تسبب أمراض التبرقش على النباتات التي تصيبها

• يمثل هذه المجموعة فيروس البطاطا واي Potato virus Y  الذي يتميز بعصيات تبلغ طولها حوالي  730 نانومتر وقطرها حوالي 11  نانومتر.

• تنتقل هذه الفيروسات ميكانيكياً وبواسطة بضعة أنواع من حشرات المن.

• يصيب حوالي 60 نوعأ من النباتات معظمها في العائلة الباذنجانية واهمها اقتصاديا البطاطا.

(ج)    فيروس إصفرار البنجر Beet yellows virus وفيروس ترستيزا الحمضيات Citrus tristeza virus

• أهم ما تتميز به هذه الفايروسات هو جسيماتها الطويلة جدأ نسبيا،

• يبلغ طول فيروس اصفرار البنجر حوالي 1200   نانومتر.

• فيروس الترستيزا حوالي 2000   نانومتر.

• تعتبر هذه من اطول الفيروسات المعروفة لحد الآن.

• تسبب هذه الفيروسات الاصفرار وموتاً لأنسجة اللحاء في النباتات التي تصيبها.

• تنتقل ميكانيكياً ولكن بصعوبة، كما تنتنقل بواسطة بعض حشرات المن.

ثانياً    فيروسات متساوية الابعاد  Isometric viruses

• تسمى أيضا الفيروسات الكروية أو متعددة الأسطح Spherical or polyhedral  .

• العديد من هذه الفيروسات وخاصة الصغيرة الحجم منها كانت تظهر لأول وهلة عند فحصها في المجهر الالكتروني وكأنها كروية الشكل

• الدراسات المستمرة والطرق التقنية المتطورة أثبتت بأنها ليست كروية بالمعنى الصحيح

• بل هي متعددة الأسطح أو الأوجه Polyhedral

• تبين بأن الكثير من الفايروسات المتعددة الاسطح هي في الحقيقة تحتوي على عشرين سطح

• في هذه الحالة تسمى فيروسات ذات عشرين سطحاً Icosahedral viruses

• كما وأن كلاً من هذه الاسطح يتركب من مجموعة من الوحدات البروتينية  Protein subunits  

• مجموع الوحدات البروتينية التي تشكل الغلاف البروتيني تنتظم مع بعضها البعض لتعطي للفيروس شكله النهائي

• وزع جبز وهاريسون Gibbs and Harrison الفيروسات المتساوية الابعاد في ثلاثة عشر مجموعة فيروسية على أساس الخصائص المتشابهة بين فيروسات المجموعة الواحدة، وهي نفس الاسس التي أعتمدت من قبل هاريسون وزملاؤه وفيما يلي وصفاً مختصرأ لبعض هذه المجاميع:

(أ)     مجموعة فيروس تبرقش الخيار  Cucomovirus group

وتضم ثلاثة فيروسات هي Tomato aspermy virus و Peanut stunt virus  و Cucumber mosaic virus

(ب)    مجموعة فيروس تيرقش اللفت المصفر Tymovirus group

• وتضم هذه المجموعة حوالي عشرة أنواع من الفيروسات منها: Wild cucumber mosaic virus و Caco Yellow mosaic virus و Eggplant mosaic virus و Onion yellow mosaic virus بالاضافة إلى Turnip yellow mosaic virus  الذي يمتل المجموعة.

• تتميز المجموعة بجبيات متساوية الأبعاد ومستديرة الحافات ويتراوح قطرها بين 25-30    نانومتر.

• تتكون بعض هذه الفيروسات من اكثر من جسيمة واحدة،

• بعض هذه الجسيمات لاتحتوي على حامض نووي إنما تتكون من بروتين فقط، لذا فانها لاتسبب عدوى لوحدها.

• المدى العوائلي لهذه الفيروسات ضيق،

• تسبب تبرقش في النباتات التي تصيبها.

• جميع هذه الفيروسات تنتقل ميكانيكياً وبواسطة بعض الخنافس القارضة للأوراق.

(ج)    مجموعة فيروس تبرقش اللوبيا Comovirus group

• وتضم حوالي إثنى عشرة نوعآ من الفيروسات منها:   Squash mosaic virus و Bean pod mottle virus و Radish mosaic virus و Broad bean stain virus و Red clover mosaic virus

• يمثل المجموعة فيروس تبرقش اللوبيا Cowpea mosaic virus

• هذه الفيروسات متساوية الأبعاد ذات زوايا، يتراوح قطرها بين 25-30     نانومتر.

• تتكون معظم هذه الفيروسات من ثلاثة جسيمات بنفس القطر المذكور.

• بعض هذه الجسيمات تحتوي على حوالي 28% والبعض الآخر حوالي 34 % حامض نووي

• لاتحتوي الجسيمات الاخرى على حامض نووي.

• أى أن الحامض النووي لكل فيروس موزع على جسيمتين، والجسيمة الثالثة لاتحتوي على حامض نووي.

• بهذا يكون وجود الجسيمتين اللتين تحتويان على الحامض النووي ضروري لأحداث العدوى في النبات.

• معظم هذه الفيروسات لها مدى عوائلي ضيق.

• انها تسبب امراض التبرقش او موت الانسجة في النباتات التي تصيبها.

• جميع هذه الفيروسات تنقل ميكانيكياً وبعضها ينقل بواسطة الخنافس القارضة للاوراق.

(د)     مجموعة فيروس تبرقش القرنبيط Caulimovirus group

• تضم هذه المجموعة ثلاثة فيروسات وهي:  Carnationetched ring virus و Dahlia mosaic virus والثالث هو فيروس موزاييك القرنبيط الممثل للمجموعة

• يكون الحامض النووي في هذه الفايروسات من نوع DNA 

• تكون جسيماتها متساوية الابعاد، ويبلغ قطرها حوالي 50 نانومتر.

• تننقل ميكانيكياً وبواسطة عدة  أنواع من حشرات المن.

• لا تبقى هذه الفيروسات في الحشرات الناقلة اكثر من بضعة ساعات

• لها مدى عوائلي ضيق،

• تسبب امراض الموزاييك والتبرقش في النباتات التي تصيبها .

ثالثاً    الفيروسات الشبيهة بالأطلاقة  Bullet-shaped viruses

• تتميز هذه الفيروسات بتركيب جسيماتها المعقد والشبه الموجود بينها وبين بعض فيروسات الحيوان

• يكون طول جسيمات هذه الفيروسات ضعفين أو ثلاثة أضعاف قطرها وتكون أشبه بالأطلاقة.

• لاتتوفر معلومات  دقيقة وكافية عن تراكيبها بسبب صعوبة فصلها من النباتات المصابة بصورة نقية.

• هنالك اربعة فيروسات معروفة من هذا النوع وهي:

(1)    فيروس موزاييك الجت  Alfalfa mosaic virus

• يتكون هذا الفيروس من اربعة جسيمات على الاقل تختلف عن بعضها البعض في أطوالها،

• تبلغ اطوالها 58  و 48 و 36  و  18   نانومتر،  كما يببغ قطر كل منها 18    نانومتر.

•  تحتوي ثلاثة من تلك الجسيمات على حامض نووي من نوع RNA  وأحادي الخيط

• لذا وجودها معأ ضروري لأحداث العدوى في النبات.

• تسبب هذه الفيروسات امراض الموزاييك والتبرقش والبقع الحلقية.

• لها مدى عوائلي واسع

• تنتقل ميكانيكياً وبواسطة حشرات المن التي يبقى فيها الفيروس أقل من ساعتين.

(2)    فيروس الساق المنتفخة في الكاكاو  Caco swollen shoot virus

• يتكون هذا الفيروس من جسيمة شبيهة بالاطلاقة،

• يبلغ قطرها حوالي 38 نانومتر ويختلف طولها من 100- 150    نانومتر.

• تنتقل ميكانيكياً ولكن بصعوبة،

• تنقل بصورة رئيسية بواسطة حشرات البق الدقيقي Mealy-bug في الطبيعة حيث يبقى فيها الفيروس لمدة أيام قلائل.

• يصيب الفيروس نباتات قليلة ويسبب فيها امراض التبرقش وانتفاخ الساق

• ينتشر في افريقيا وتزداد بشكل وبائي ويسبب خسائر كبيرة في محصول االكاكاو

(3)    فيروس التقرح الأصفر في الخس Lettuce necrotic yellows virus

• يبلغ طول الفيروس حوالي 327   نانومتر وقطره 66   نانومتر.

• يكون الحامض النووي فيه من نوع RNA

• يغطي جسيمة الفيروس غلاف خارجي يحتوي على زوائد على سطحه طول كل منها حوالي 6  نانومتر وتبعد كل منها عن الاخرى 6  نانومتر.

• ينتقل الفيروس ميكانيكياً من نباتات الخس المصابة أو نباتات اخرى عدا الخس

• كما ينتقل من الخس الى الخس و إلى نباتات اخرى بواسطة بعض حشرات المن.

• المدى العوائلي للفيروس ضيق

• بعض الدلائل تشير الى احتواء الفيروس على بعض المركبات الدهنية.

(4)    فيروس تقزم البطاطا المصفر Potato yellow dwarf virus

• يبلغ طول جسيمة الفيروس حوالي380    نانومتر وقطره حوالي 75 نانومتر  تكون نهايته مستديرة.

• يحيط بجسيمة الفيروس غشاء خارجي يتكون من ثلاثة طبقات سمك كل منها حوالي 3.5    نانومتر والمسافة بين كل طبقة واخرى حوالي 5    نانومتر.

• يحتوي الفيروس على 20%  مركبات دهنية.

• ينتقل الفيروس بواسطة حشرات القفاز وله مدى عوائلي محدود.

• الفيروسين الأخيرين لهما شبه ببعض فيروسات الحيوان التي تنتمي إلى مجموعة Rhabdovirus group  والتي تضم Vesicular stomatitis virus و Rabies virus  التي هي الاخرى تتميز بشكلها الذي يشبه الاطلاقة

• تتراوح اطوالها بين 300-300    نانومتر وقطرها  50-100    نانومتر.

• يحيط بجسيماتها أيضاً غشاء خارجي يحتوي على مركبات دهنية.

رابعاً   فيروسات بدون غلاف بروتينى  Viroid

• وقد اطلق عليها داينر اسم  Viroid  لتمييزها عن الفيروسات الاعتيادية التي لها غلاف برونيني

• تضم ثلاثة فيرويدات هي

• فيرويد درنة البطاطا المغزلية Potato spindle tuber viroid 

• فيرويد تقزم الداودي  Chrysanthemum stunt viroid

• فيرويد الإكسوكورتس في الحمضيات Citrus exocortis viroid 

• تتكون هذه المسببات المرضية من حامض نووي RNA أحادي الخيط فقط

• ليس لها غلاف بروتيني

• يتراوح وزنها الجزيئي بين 50.000 - 125.000 دالتون.

• تنتقل هذه الفيرويدات ميكانيكياً

• لها مدى عوائلي محدود.

خامســـاً:

• مجموعة من الفيروسات التي لها أهمية إقتصادية

• تصيب العديد من اشجار الفاكهة في المناطق المعتدلة

• تتكون جسيماتها من جسيمتين أو أكثر

• غير أنها غير مستقرة في العصير المستخلص من النباتات المصابة مالم يضاف إليه مادة مختزلة أو مادة رابطة لايونات العناصر

• تحتوي جسيماتها على 15- 25 %  حامض نووي من نوع RNA

• تكون حافتها غير منتظمة.

• العديد من هذه الفيروسات تنتقل عن طريق حبوب اللقاح أو البذور

• لم يعرف ناقلات لهذه الفيروسات لحد الآن

• دلت دراسات حديثة بأن هنالك بعض التشابه بين هذه الفيروسات ومنها:

• Black raspberry latent virus

• Tobacco streak virus

• Elm mottle virus 

• يتكون كلأ منها من ثلاثة أنواع من الجسيمات، لها نفس الكثافة ولكنها تختلف في الحجم

• هنالك فيروسات اخرى تربطها مع بعضها البعض روابط سيرولوجية.

• جمعت جميع هذه الفيروسات ضمن مجموعة واحدة سميت  Ila viruse  ومعناها

• Viruses with isometric labile particles causing ringspot symptoms

• أي الفيروسات المتساوية الأبعاد التي لها جسيمات غير ثابتة الشكل

• تسبب اعراض البقع الحلقية

• من هذه الفايروسات أيضاً

• Apple mosaic virus 

• Prunns Necrotic ringspotvirus  

• Rose mosaic virus 

• Prune dwarf virus

• لا تتوفر معلومات وافية عن هذه الفيروسات.

 المحاضــرة التالية

   المحاضرة الخامسة

   المحاضرة الرابعة

   المحاضرة الثالثة

   المحاضرة الثانية

   المحاضرة التاسعة

   المحاضرة الثامنة

   المحاضرة السابعة

   المحاضرة السادسة

   الصفحة الرئيسية

المقررات الدراسية

المحاضرة الحادية عشر

   المحاضرة العاشرة