ไวรัสใบม้วนมันฝรั่ง
ไวรัสใบม้วนมันฝรั่ง (PLRV) เป็นสมาชิกของสกุลPolerovirusและวงศ์Solemoviridaeไวรัส RNA สายบวก ที่จำกัดอยู่ในท่อลำเลียงอาหาร[ 1 ]ติดเชื้อในมันฝรั่งและพืชชนิดอื่นในวงศ์ Solanaceae PLRV ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยHendrik Marius Quanjer และคณะในปี 1916 [ 2 ] PLRV แพร่กระจายโดยเพลี้ยอ่อน โดยเฉพาะเพลี้ยอ่อนพีชเขียวMyzus persicae PLRV เป็นหนึ่งในไวรัสที่สำคัญที่สุดของมันฝรั่งทั่วโลก แต่เป็นอันตรายอย่างยิ่งในประเทศที่มีทรัพยากรและการจัดการจำกัด อาจทำให้ผลผลิตของพืชแต่ละต้นลดลงมากกว่า 50% มีการประมาณการว่า PLRV เป็นสาเหตุของการสูญเสียผลผลิตทั่วโลกปีละ 20 ล้านตัน[ 3 ] อาการต่างๆ ได้แก่ใบเหลืองใบเน่าและใบม้วนงอ
โฮสต์และอาการ
ไวรัส PLRV ติดเชื้อในพืชวงศ์Solanaceaeพืชที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจมากที่สุดคือมันฝรั่ง ( Solanum tuberosum spp.) ในมันฝรั่ง อาการของการติดเชื้อครั้งแรก ซึ่งเป็นการติดเชื้อในช่วงฤดูปลูก จะเกิดขึ้นในใบอ่อนที่สุด ขอบใบจะเน่า เปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลและม่วง และม้วนเข้าด้านในไปทางกลางใบ การติดเชื้อครั้งที่สอง ซึ่งเริ่มต้นจากมันฝรั่งที่ติดเชื้อและถูกคัดทิ้ง จะทำให้เกิดอาการรุนแรงมากขึ้น การม้วนของใบจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และใบทั้งใบอาจเปลี่ยนเป็นสีเหลืองซีด และบางครั้งก็มีสีม่วงด้วย[ 4 ]เนื้อเยื่อโฟลเอ็มโดยเฉพาะในลำต้นจะเน่าหลังจากเริ่มมีอาการ พืชที่ติดเชื้อ PLRV จะมีการเจริญเติบโตช้าและผลิตหัวมันฝรั่งขนาดเล็ก หัวมันฝรั่งที่ติดเชื้อยังคงมีรูปร่างปกติ แต่เนื้อเยื่อหลอดเลือดจะเน่า การเน่าของหัวมันฝรั่งอาจไม่ปรากฏให้เห็นในขณะเก็บเกี่ยวและอาจพัฒนาขึ้นในระหว่างการเก็บรักษา โดยปกติจะปรากฏเป็นจุดสีน้ำตาลเล็กๆ กระจายอยู่ทั่วเนื้อเยื่อ การเน่าแบบเป็นตาข่ายของมันฝรั่งเป็นผลมาจากการติดเชื้อไวรัสใบม้วนมันฝรั่ง (PLRV) อาการนี้เกิดจากการตายและการเสียหายของเซลล์ในเนื้อเยื่อหลอดเลือดของหัวมันอย่างเลือกสรร การที่เซลล์บางส่วนในหัวมันได้รับผลกระทบจากปัญหานี้ ในขณะที่เซลล์อื่นๆ ยังคงปกติ ทำให้เกิดอาการลักษณะเฉพาะนี้ขึ้น การติดเชื้อไวรัสอาจทำให้เนื้อเยื่อหลอดเลือดเสียหายและตายโดยตรง หรือการมีอยู่ของไวรัสอาจทำให้เนื้อเยื่อที่บอบบางเหล่านี้ไวต่อความเสียหายจากปัจจัยอื่นๆ มากขึ้น อาการเนื้อตายแบบตาข่ายที่เกิดจาก PLRV มีความคล้ายคลึงกับความผิดปกติของหัวมันอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่า การเปลี่ยนสีที่ปลายก้าน (SED) แต่ต่างจาก PLRV ตรงที่ SED เชื่อว่าเป็นความผิดปกติทางสรีรวิทยา
The virus itself is an extremely small, nearly spherical particle with a diameter of 25 nanometres.[5] It can be spread by several aphid species that colonize potato, with the green peach aphid being the most efficient. The insect vector is absolutely essential to spread because mechanical transmission, like that which occurs when the leaves of an infected plant rub on a healthy one, does not occur with PLRV. The infection process is actually quite complicated with this virus. First the aphid must acquire the virus by feeding on a PLRV infected plant. Then the virus must circulate from the gut of the aphid, through the circulatory system until it finally gets into the salivary glands, from which it can be excreted when the aphid feeds on healthy plants. Only after this has happened can the aphid spread the virus. This sequence of events may require 24 hr. or more to occur. Unfortunately, once an aphid becomes infected, it remains so for the rest of its life. Spread of the virus between plants within a field and between fields can be done by the winged forms of the aphid but most spread within a field, especially from infected plants to nearby, healthy ones, is accomplished by the wingless forms.
Seed certification programs allow only a very small level of PLRV in certified seed. In Idaho, for instance, during the second field inspection the allowable amount of PLRV is only 0.05% for G4 seed, 0.01% for G3 and G2 and none at all allowed in nuclear and G1. Very small percentages of PLRV in seed potatoes do not normally pose any risk for the commercial producer. However, even very small percentages of virus can be a problem if green peach aphids appear very early and in abundance. In years that are very favorable for insects, like the 1996 season was, the aphid population can become so large that even a very low percentage of PLRV infected seed could result in sufficient spread to cause a problem, because as the aphid population increases, so does the probability that they will encounter an infected plant. Control of aphids with insecticide application is the only means of managing this problem in production years that are highly favorable for aphids.
Seed borne infection generally results in small, stunted, badly impaired plants which have reduced yield both in tuber numbers and in tuber size. Large tubers that show the typical net necrosis symptom may well be the result of current season infection.
PLRV ติดเชื้อพืชชนิดอื่น ๆ รวมถึงดอกจันทร์Datura stramoniumทำให้เกิดเนื้อตายระหว่างเส้นใบ และSolanum villosumทำให้เกิดอาการใบเหลือง ใบม้วนงอ และใบมีลักษณะแข็งกระด้าง มะเขือเทศเปลือกPhysalis floridanaมีอาการใบเหลือง ใบม้วนงอ และแคระแกร็น PLRV ติดเชื้อพืชอื่น ๆ อีกมากมายในวงศ์ Solanaceae และยังสามารถติดเชื้อพืชที่ไม่ใช่วงศ์ Solanaceae ได้อีกด้วย[ 6 ]
เนื่องจากอาการที่เกิดขึ้นในพืชเจ้าบ้านต่าง ๆ มีหลากหลาย การวินิจฉัย PLRV จึงต้องพิจารณาจากชนิดของพืชที่ติดเชื้อ ในมันฝรั่ง การวินิจฉัย PLRV ทำได้โดยการสังเกตอาการแคระแกร็นและใบม้วนงอ ส่วนการวินิจฉัยในพืชชนิดอื่น ๆ ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ จะทำโดยพิจารณาจากอาการที่กล่าวมาข้างต้น สามารถตรวจพบ PLRV ได้ในสถานที่โดยใช้ PLRV AgriStrip-magnetic ซึ่งเป็นชุดทดสอบแบบไหลด้านข้างที่ใช้ไมโครบีดส์เคลือบด้วยแอนติบอดีที่จำเพาะต่อ PLRV อนุภาคไวรัสจะถูกแยกออกจากเนื้อเยื่อพืชโดยใช้แม่เหล็กที่มีกำลังสูง PLRV AgriStrip-magnetic สามารถตรวจจับปริมาณไวรัสที่ต่ำ ซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่าต่ำเกินไปสำหรับชุดทดสอบแบบไหลด้านข้างแบบดั้งเดิม[ 7 ]
วงจรของโรค
ไวรัส PLRV สามารถแพร่เข้าสู่มันฝรั่งได้โดยการปลูกเมล็ดพันธุ์ที่ติดเชื้อหรือโดยแมลงพาหะเพลี้ยพีชเขียว( Myzus persicae )เป็นพาหะหลักของไวรัส PLRV เพลี้ยจะได้รับไวรัสโดยการกินพืชที่ติดเชื้อ เนื้อเยื่อท่อลำเลียง ที่ติดเชื้อ จะถูกดูดซึมผ่านปาก ของเพลี้ย เข้าไปในระบบย่อยอาหาร จากนั้นไวรัสจะผ่านเยื่อหุ้มลำไส้และเข้าสู่ช่องเลือดซึ่งจากนั้นจะสามารถผ่านเยื่อหุ้มเข้าสู่ต่อมน้ำลายได้[ 8 ] กระบวนการนี้ใช้เวลาหลายชั่วโมง หลังจากนั้นเพลี้ยจะยังคงถ่ายทอดไวรัสต่อไปตลอดชีวิตที่เหลือ[ 9 ]กระบวนการนี้เรียกว่าการถ่ายทอดแบบต่อเนื่อง ในเขตภูมิอากาศอบอุ่น เพลี้ยพีชเขียวสามารถอยู่รอดได้ตลอดฤดูหนาวโดยการวางไข่ในไม้พุ่มสกุล Prunusไข่จะฟักในต้นฤดูใบไม้ผลิ และเพลี้ยในระยะแรกจะกินเนื้อเยื่อท่อลำเลียงของต้นไม้จนถึงฤดูร้อน เมื่อพวกมันเปลี่ยนไปกินพืชล้มลุกที่ชอบมากกว่า รวมถึงพืชผลทางการเกษตร ในช่วงเวลานี้ เพลี้ยพีชสีเขียวสามารถถ่ายทอด PLRV ที่มีอยู่ในวัชพืชในวงศ์ Solanaceae ไปยังมันฝรั่งและพืชผลอื่นๆ ได้ ต้นมันฝรั่งที่ติดเชื้อ PLRV จะผลิตหัวมันฝรั่งที่ติดเชื้อ หากนำหัวมันฝรั่งที่ติดเชื้อไปปลูกก็จะเจริญเติบโตเป็นต้นที่ติดเชื้อได้ เพลี้ยยังสามารถแพร่เชื้อ PLRV ไปยังหัวมันฝรั่งที่เก็บรักษาไว้ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่หัวมันฝรั่งงอกแล้ว เพลี้ยมีปีกสามารถถูกพัดพาไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตรโดยกระแสลม ทำให้เกิดการติดเชื้อในวงกว้าง[ 10 ]
สิ่งแวดล้อม
เนื่องจาก PLRV ถูกส่งผ่านโดยเพลี้ยอ่อนที่เป็นพาหะ จึงพบได้มากในสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของเพลี้ยอ่อน สภาพอากาศอบอุ่นชื้นเป็นที่ต้องการ แต่เพลี้ยอ่อนสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพอากาศหลายแบบ ตราบใดที่ไม่ร้อนและแห้งเกินไป เนื่องจากร่างกายที่อ่อนนุ่มทำให้พวกมันเสี่ยงต่อการขาดน้ำในเขตร้อน เพลี้ยอ่อนจะคงอยู่ตลอดทั้งปี แต่ประสิทธิภาพในการส่งผ่าน PLRV จะลดลงที่อุณหภูมิสูงกว่า 26 องศาเซลเซียส[ 11 ]อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเพลี้ยอ่อนพีชสีเขียวอยู่ระหว่าง 13 ถึง 19 องศาเซลเซียส[ 12 ]
ความสำคัญ
PLRV เป็นโรคที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจเนื่องจากอาจทำให้ผลผลิตลดลง ร่วมกับไวรัสอื่นๆ ที่แพร่กระจายโดยเพลี้ยอ่อน PLRV ทำให้เกิดการสูญเสียมันฝรั่งในสหรัฐอเมริกาปีละ 100 ล้านดอลลาร์[ 13 ]ต้นมันฝรั่งที่ติดเชื้อไวรัสจะผลิตหัวมันฝรั่งขนาดเล็กถึงขนาดกลางซึ่งไม่เป็นที่ต้องการในตลาด เมื่อปลูกต้นมันฝรั่งจากหัวที่ติดเชื้อ ผลผลิตอาจลดลง 33-50% เนื่องจากมันฝรั่งผลิตโดยการปลูกหัวที่ผลิตในฤดูกาลก่อนหน้า PLRV จึงเป็นปัญหาอย่างยิ่งในการผลิตมันฝรั่งพันธุ์ การปลูกจากหัวที่ติดเชื้อจะไม่ให้ผลผลิตมันฝรั่งที่มีคุณภาพที่ยอมรับได้ในตลาดและอาจทำให้เกิดการสูญเสียอย่างมาก[ 14 ] ดังนั้นการติดเชื้อในปริมาณใดๆ ก็เกินเกณฑ์ทางเศรษฐกิจ ในสหรัฐอเมริกา อุตสาหกรรมมันฝรั่งเป็นแหล่งรายได้ที่สำคัญ โดยรัฐที่ผลิตสูงสุดในปี 2552 ได้แก่ ไอดาโฮ (735,250,000 ดอลลาร์) วอชิงตัน (627,995,000 ดอลลาร์) และวิสคอนซิน (246,330,000 ดอลลาร์) [ 15 ]
การจัดการ
เนื่องจาก PLRV สามารถแพร่กระจายได้อย่างต่อเนื่อง จึงทำให้การควบคุมทำได้ง่ายขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าต้องใช้เวลาอย่างน้อยสิบสองชั่วโมงเพื่อให้ไวรัสสามารถแพร่กระจายโดยเพลี้ยได้ ดังนั้น PLRV จึงสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการลดจำนวนประชากรเพลี้ย สามารถใช้ ยาฆ่าแมลง แบบดูดซึมและแบบพ่นทางใบ เพื่อป้องกันการกินของเพลี้ย เนื่องจากไวรัสใช้เวลาหลายชั่วโมงในการแพร่กระจายโดยเพลี้ย จึงใช้ยาฆ่าแมลงแบบดูดซึม และเพลี้ยจะตายก่อนที่จะสามารถแพร่กระจายไวรัสได้ ยาฆ่าแมลงแบบพ่นทางใบจะใช้เมื่อจำนวนประชากรเพลี้ยที่เข้ามาอาศัยอยู่สูงเกินไป และมีประโยชน์ในฐานะวิธีการกำจัดอย่างรวดเร็ว เพื่อลดจำนวนประชากรเพลี้ยลงอย่างรวดเร็ว[ 16 ] Imidacloprid , MethamidophosและEndosulfanมักใช้ในการควบคุมเพลี้ย[ 17 ] การศึกษาหนึ่งพบว่ายาฆ่าแมลง ethyl-methyl parathionมีประสิทธิภาพน้อยลงในการควบคุมเพลี้ยพีชสีเขียวที่อุณหภูมิต่ำ ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส อัตราการตายของเพลี้ยอยู่ที่ 95% ที่อุณหภูมิ 17 องศาเซลเซียส อัตราการตายอยู่ที่ 90% ที่ 10 องศาเซลเซียส อัตราการตายอยู่ที่ 80% และที่ 7 องศาเซลเซียส อัตราการตายอยู่ที่ 67% ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการควบคุมทางเคมีบางอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น[ 18 ] กลยุทธ์การจัดการอื่นๆ ได้แก่ การสุขาภิบาลและการรับรองเมล็ดพันธุ์ การทำความสะอาดหัวมันฝรั่งที่งอกเองจากแปลงจะช่วยลดแหล่งสะสมเชื้อโรคที่อาจคงอยู่ได้ โปรแกรมการรับรองเมล็ดพันธุ์จะทดสอบเมล็ดพันธุ์โดยใช้ ELISA เพื่อตรวจหาไวรัสในมันฝรั่งหลายชนิด[ 19 ]จากนั้นเมล็ดพันธุ์จะได้รับการจัดอันดับตามปริมาณการติดเชื้อ เมล็ดพันธุ์ที่มีการติดเชื้อสูงจะถูกปฏิเสธและไม่ใช้ในฤดูกาลถัดไป
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ไวรัสพืชออนไลน์ - www.wsu.edu
- ICTVdB - ฐานข้อมูลไวรัสสากล: ไวรัสใบม้วนมันฝรั่ง
- กลุ่มครอบครัว - วิธีการแบบบัลติมอร์เก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 มกราคม 2000 ที่Wayback Machine