Čudesni i štetni biljni virusi!

Znanstvena istraživanja s početka 1890-ih godina o prirodi mozaika duhana smatraju se početkom razvoja biljne virologije, te je proteklih stotinjak godina opisano 1.000 različitih vrsta virusa koje inficiraju biljke. Unatoč tome što su viroze u odnosu na gljivice i bakterije manje proširene, globalizacijom i širenjem međunarodnih političkih i gospodarskih integracija postaju sve značajnije zbog šteta koje nanose biljnoj proizvodnji. Primjerice, nekad dominantna i opće raširena udomaćena sorta šljive bistrica ili požegača gotovo da je proteklih nekoliko desetljeća uništena zbog virusa šarke šljive (plum pox virus), pa se sve više sade na taj virus tolerantne sorte šljiva. Ipak, u povijesti će ostati zabilježena nizozemska “tulipomanija” tijekom XVII. stoljeća, kao slučaj kada su virusne infekcije pridonosile ekonomskom razvoju neke zemlje. Još od 1576. godine je poznato šarenilo cvjetova tulipana (vidi fotografiju) jer je tada prvu virozu biljaka opisao Carolus Clusius, ali je njeno “podrijetlo” dokazano tek 1928. godine kao virus mozaika tulipana. Takve su biljke u odnosu na jednobojne cvjetove bile naročito popularne u Nizozemskoj do te mjere da su predstavljale statusni simbol. Zbog neobičnog izgleda uzgajivači tulipana su ih tada uzgajali cijepljenjem zdravih i oboljelih biljaka. Za samo jednu virusom inficiranu lukovicu tulipana moglo se na burzi 1636. godine dobiti primjerice 4 tone pšenice ili 8 tona riže ili 2 tone maslaca ili 4 tone piva ili 2 barela vina ili 8 svinja ili 12 ovaca, što je zbog narednih “špekulacija” i precijenjene vrijednosti već naredne godine uzrokovalo propast trgovanja tulipanima šarenih latica!
Virusi nisu stanični organizmi, pa su njihove čestice po kemijskom sastavu nukleo-proteini (“nevolje obavijene proteinom”), a veličinom vrlo male (20 do 2.000 nanometara) (1 nm = milijarditi dio metra) (vidljivi su samo vrlo jakim povećanjem, elektronska mikroskopija). Proteinski omotač štiti nukleinsku kiselinu (najčešće RNK, rjeđe kod biljnih virusa DNK) koja je nositelj infektivnosti virusa. Virusi se umnažaju samo u živim stanicama njihovih domaćina, a poznato je da mogu inficirati bakterije, alge, gljive biljke i životinjske organizme uključivo čovjeka. Biljni virusi su ime dobili prema biljnoj vrsti iz koje su prvo izolirani i prema simptomu koji uzrokuju (npr. virus mozaika duhana je prvo identificiran u duhanu kao žuto-zeleni mozaik). Vrlo je važno na vrijeme prepoznati i/ili posumnjati na virusnu zarazu biljaka. Zašto?! Za razliku od gljivičnih i nekih bakterijskih bolesti virusi se ne mogu učinkovito suzbijati primjenom kemijskih i/ili bioloških sredstva za zaštitu bilja! Jednom inficirana biljka virusima ostaje zauvijek zaražena te se izuzev metode termoterapije dijela meristemskog staničja više ne bi smjela koristiti u proizvodne svrhe. Virusne zaraze uzrokuju različite promjene ili simptome na biljkama, od tipičnih po kojima se lako raspoznaju do netipičnim po kojima su vrlo slični drugim živim ili neživim poremećajima. Najvažnije neželjene promjene na biljkama uzrokovane virusnim bolestima su smanjeni rast ili “patuljavost”, žućenje, mozaik, prstenasta pjegavost, šarenilo i/ili malformacija cvijeta, uvijanje lišća i deformacija plodova. Simptomi biljnih viroza su većinom vidljivi po cijelim biljkama (tzv. “sistemične” zaraze – vidi na slici inficirane biljke paprike i rajčice), a nisu lokalizirani na pojedinim organima kao primjerice većina gljivičnih i bakterijskih bolesti. Prema simptomima vrlo slični virusnim infekcijama biljaka su fitoplazme.
Izvan stanice domaćina ne pokazuju znakove života (npr. u tlu, na odumrlim biljnim ostacima, opremi i strojevima), te se tako mogu održati od svega nekoliko sati (nestabilni), nekoliko dana ili čak godinama (stabilni). Nestabilni biljni virusi se održavaju na sjemenu i sadnom materijalu ili njihovim vektorima (organizmi koji prenose viruse). Način širenja je specifičan za svaku vrstu virusa. Neki se prenose mehaničkim dodirom zaražene i zdrave biljke (preko rane biljnim sokom) i/ili različitim vektorima, npr. kukci (lisne uši, štitasti moljci ili “bijele mušice”, tripsi, cikade ili cvrčci), grinje, nematode i zemljišne (pseudo)gljive (Olpidium, Polymyxa, Spongospora)! Stoga su virusi značajan ekonomski problem kod biljnih vrsta koje često napadaju spomenute kategorije štetnih organizama. U slijedeću vegetaciju virusi se prenose na zaostalim biljnim ostacima, višegodišnjim domaćinima (korovima i kulturnim vrstama), sjemenu, prezimljujućim populacijama vektora i vegetativnim organima za umnažanje (npr. gomoljima, lukovicama, reznicama, podlogama, plemkama).
Budući se biljni virusi ne mogu vidjeti povećanjima svjetlosnog mikroskopa, a ne mogu se niti izolirati i/ili uzgajati na “umjetnim” hranjivim podlogama (otopinama), metode njihova dijagnosticiranja se razlikuju od gljivičnih i bakterijskih uzročnika bolesti biljaka. Biološki testovi pomoću indikator biljaka su neophodni radi provjere patogenosti virusnih čestica, ali je rezultate istih potrebno čekati nekoliko dana i/ili mjeseci (uz adekvatan prostor za uzgoj testnih biljaka i po potrebi vektora za one viruse koji se ne prenose mehanički – npr. virus žute patuljavosti ječma). Stoga se suvremene i brze metode identifikacije virusnih zaraza biljaka baziraju na unikatnoj strukturi i kompoziciji virusnih čestica, a provode se osjetljivim serološkim i molekularno-biološkim metodama za detekciju njihovih proteina i/ili nukleinskih kiselina (npr. ELISA, PCR) (iste metode se koriste u humanoj i/ili veterinarskoj medicini) (u posebno opremljenim laboratorijima).
Kako zaštititi biljke od virusnih infekcija?! Jednom zaražena biljka virusnim česticama ne može se više izliječiti, a na svjetskom tržištu nema dostupnih pripravaka za suzbijanje virusa u vrtovima, poljima, plastenicima ili višegodišnjim nasadima. Stoga sve mjere zaštite od biljnih virusa počivaju na preventivnim mjerama, što uključuje dobro poznavanje ekonomski značajnijih virusa (simptome, štetnost) i načine njihova širenja. Vremenom sjetve ili sadnje i mjerama zaštite spriječiti pojavu i razvoj vektora virusa u osjetljivim usjevima. U proizvodnji koristiti bez virusno sjeme (npr. sjeme salate bez virusa mozaika salate) i/ili VF (“virus free”) sadni materijal (voćne sadnice, lozni cjepovi) i/ili certificirani sjemenski krumpir i slično. Administrativno-karantenske mjere na biljne vrste koje se uvoze iz područja gdje su rašireni za državu uvoznika nerasprostranjeni virusi (npr. program sprječavanje “unosa” virusa šarke šljive iz Europe u Sjevernu Ameriku). Važno je suzbijati alternativne domaćine virusa (eradikacija herbicidima) koji imaju široki krug domaćina (npr. virus žute patuljavosti ječma napada više od 200 vrsta trava, a može se održati na travnim korovima uz međe parcela), te na vrijeme kemijski i drugim mjerama suzbijati vektore perzistentnih biljnih virusa. Matične lozne i voćne nasade podloga i plemaka uzgajati uz propisanu prostornu izolaciju od komercijalnih voćnjaka i vinograda, redovito provoditi zdravstvene kontrole (vizualne i laboratorijske), odmah eliminirati na virusne infekcije “sumnjive” biljke i suzbijati vektore potencijalnih virusa. Pri kreiranju i uzgoju bez virusnog sadnog materijala uspostaviti program termoterapije i uzgoja kulture tkiva iz meristema – naročito pri proizvodnji sadnog materijala u krumpiru, jagodama, jabukama, breskvama, vinovoj lozi te mnogobrojnim ukrasnim biljkama (npr. krizanteme). U literaturi se navodi i jedan manje raširen način zaštite od biljnih virusa: unakrsna zaštita infekcijom blagim sojevima virusa koji štite biljku od naknadne zaraze štetnijim sojem (npr. opisano kod virusa mozaika rajčice u zaštićenom uzgoju). Važna mjera zaštite je uzgoj otpornih ili tolerantnih biljaka na virusne infekcije, bilo da se radi o dugogodišnjoj klasičnoj selekciji ili mnogo bržem dobivanju trans-genetičkih biljaka (npr. u voćarstvu se sve više širi uzgoj na virus šarke šljive tolerantnih sorata).