Viroidok: rövid áttekintés a növényi RNS-kórokozókról

Viroidok: rövid, érthető áttekintés a növényi RNS-kórokozókról — eredet, szerkezet, tünetek és gazdasági hatás a növényvédelem szemszögéből.

A viroidok a legkisebb ismert fertőző kórokozók. Kizárólag rövid, körkörös, egyszálú RNS szálakból állnak, fehérjeburok nélkül. Többnyire növényi kórokozók (növényi betegségek), amelyek közül néhány terméskiesést okozhat. A viroid genomok rendkívül kis méretűek. Körülbelül 80-szor kisebbek, mint a legkisebb vírus. A humán patogén (emberben betegségeket okozó) hepatitis D vírus a viroidokhoz hasonló hibás RNS-vírus.

A viroidok voltak az első "szubvírusos kórokozók", amelyeket Theodor Otto Diener fedezett fel és nevezett el. Ő 1971-ben az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériumának Beltsville-i (Maryland állam) kutatóközpontjában dolgozott növénypatológusként. Az első azonosított viroid a burgonya orsógumó viroid (PSTVd) volt. Azóta mintegy 33 fajt azonosítottak.

Szerkezet és replikáció

Felépítés: A viroidok kis, körkörös, egyszálú RNS-molekulák, általában 250–400 nukleotid hosszúságúak. Nincs fehérjekódoló szerepük, azaz nem termelnek virális fehérjéket. Szélsőségesen kiterjedt bázispárosodás révén stabil másodlagos szerkezetet alkothatnak; egyesek hosszú "botrányos" (rod-like) szerkezetet mutatnak, mások szétágazott formájúak.

Replikáció: A viroidok a gazdanövény sejten belüli enzimeit használják fel saját szaporodásukhoz. Két fő családjuk eltérő helyen és mechanizmussal replikálódik:

• Pospiviroidae család: általában a sejtmagban replikálódnak, és a gazda RNS-polimeráz II-t használják. A géntermék nincs, a folyamatért a gazda enzimei felelősek.
• Avsunviroidae család: a replikáció többsége a kloroplasztiszban történik; ezek a viroidok sajátkatalitikus ribozim aktivitást mutatnak (például hammerhead ribozim) a replikációs intermedierek feldarabolásához.

Patogenitás — hogyan okoznak betegséget

A viroidok nem termelnek fehérjét, ezért kórélettani hatásuk elsődlegesen az RNS-szintű interakciókra vezethető vissza. Több mechanizmus játszik szerepet:

• az idegen RNS közvetlen hatása a gazda génkifejeződésére;
• viroid-származék kis RNS-ek (siRNS-ek) képződése, amelyek befolyásolják a növényi gének kifejeződését (RNA-silencing útvonalak);
• sejtszintű stressz és fiziológiai eltolódások, amelyek tünetekhez vezetnek (torzulás, elszíneződés, növekedési visszamaradás).

Átvitel és tünetek

Átvitel: A viroidok főként vegetatív szaporítóanyaggal (gumó, hajtás, dugvány), mechanikai úton (munkagépek, kézi érintkezés), esetenként maggal vagy virággal terjednek. Egyes viroidok pollen- vagy rovarközvetítéssel is átvihetők, de általánosságban nem terjednek levegőben vagy vírusként a felszíni aerosolokkal. Nincs fehérjeburok, így nem rendelkeznek független vektorrendszerrel, de a mezőgazdasági gyakorlatok jelentős szerepet játszanak a terjedésben.

Tünetek: A fertőzések tünetei nagyon változatosak lehetnek fajtól és gazdanövénytől függően:

• növekedés visszamaradása, törpeség;
• levéldeformálódás, sodródás, csíkozottság vagy mozaikszerű elszíneződés;
• gyümölcs- és terméskiesés, minőségromlás;
• egyes esetekben elhalás vagy erősebb szisztémás tünetek.

Diagnosztika és védekezés

Diagnosztika: A viroidok kimutatására molekuláris módszereket alkalmaznak:

• RT–PCR és reverz transzkripciós PCR alapú tesztek specifikus kimutatásra;
• hibridizációs módszerek és szekvenálás a pontos azonosításhoz;
• nagyobb laboratóriumokban és karantén-ellenőrzésben alkalmazott érzékeny diagnosztika szükséges a tünetmentes fertőzöttek feltárásához.

Védekezés: Mivel nincs hatékony viroid-ellenes gyógyszer, a megelőzés és a szigorú kertészeti eljárások a leghatékonyabbak:

• minősített, viroidmentes vetőanyag és szaporítóanyag használata;
• higiéniai intézkedések: eszközök fertőtlenítése, munkamódszerek betartása;
• fertőzött növények felkutatása és eltávolítása (kiirtás) a tovaterjedés megakadályozására;
• karantén- és növényegészségügyi intézkedések nemzetközi és helyi szinten;
• ellenálló fajták nem mindig állnak rendelkezésre, de nemesítési és biotechnológiai kutatások folynak a tolerancia növelésére.

Gazdasági jelentőség és példák

A viroidok jelentős gazdasági károkat okozhatnak: fontos növényfajokat érintenek (burgonya, citrusfélék, dohány, szőlő, hop, kókusz, avokádó stb.), csökkentve a hozamot és rontva a termés minőségét. Ismert példák:

• Potato spindle tuber viroid (PSTVd) — burgonya károsítója;
• Citrus exocortis viroid (CEVd) — citrusfélékben okoz súlyos problémákat;
• Hop stunt viroid (HSVd) — komlóban, de más gazdákban is előfordul;
• Avocado sunblotch viroid (ASBVd) — avokádóban komoly terméskiesést idézhet elő.

Kutatás és jövőbeli kilátások

A virológia és növénypatológia területén a kutatások célja a fertőzés molekuláris mechanizmusainak feltárása, érzékeny diagnosztikai módszerek fejlesztése és ellenálló növényfajták kifejlesztése. A viroidok tanulmányozása fontos alapkutatási témát is jelent, mivel egyszerű felépítésük és különleges replikációs stratégiájuk modellezési lehetőséget ad a RNS-biológia és az evolúció vizsgálatára.

Összefoglalva: A viroidok rendkívül egyszerű, de hatékony növényi kórokozók, amelyek kis méretük és speciális életmódjuk miatt különös figyelmet igényelnek a növényegészségügyi ellenőrzésben és a mezőgazdasági gyakorlatban.

Kérdések és válaszok

K: Mik azok a viroidok?

K: Milyen típusú betegségeket okoznak a viroidok?

K: Milyen nagyok a viroid genomok?

K: Milyen emberi kórokozó hasonlít a viroidokhoz?

K: Ki fedezte fel és nevezte el a viroidokat?

K: Mi volt az első azonosított viroid?

K: Hány viroidfajt azonosítottak?

Keresés betűvel