Mieszane infekcje wirusowe roślin: współdziałanie czy rywalizacja terytorialna między wirusami?

Abstrakt

Mieszane infekcje wirusowe powstają w wyniku zróżnicowanego w czasie (nadkażenie) bądź równoczesnego (koinfekcja) wniknięcia do komórek gospodarza cząstek różnych wirusów lub różnych szczepów tego samego wirusa. Interakcje między wirusami w roślinie gospodarzu klasyfikowane są najczęściej jako synergistyczne lub antagonistyczne. Zjawisko synergizmu zachodzi wówczas, gdy obecność jednego wirusa wpływa stymulująco na dynamikę replikacji drugiego. Ma miejsce, gdy wirus obecny w roślinie tłumi, za pośrednictwem indukowanego przez siebie białka, potranskrypcyjne wyciszanie genu (PTGS), czyli naturalną reakcję obronną rośliny, która może zostać skierowana przeciwko innemu wirusowi, wnikającemu do rośliny. Wzrostowi akumulacji wirusów w roślinie zwykle towarzyszy zaostrzenie objawów chorobowych, w porównaniu z objawami na roślinach porażonych tymi wirusami oddzielnie. Poważne zaostrzenie procesu chorobowego towarzyszące interakcji synergistycznej może doprowadzić do przedwczesnej śmierci rośliny. W przeciwieństwie do synergizmu, istotą oddziaływań antagonistycznych jest hamowanie czynności życiowych jednego wirusa przez drugi wirus. Typowym przykładem interakcji antagonistycznej jest odporność (ochrona) krzyżowa, zjawisko wykorzystywane w ochronie roślin przed porażeniem przez wirulentne szczepy wirusów. Przeważa hipoteza, że ten typ odporności opiera się na zjawisku wyciszania RNA wirusowego. W odpowiedzi na infekcję wirusem, w roślinie indukowany jest sygnał uruchamiający mechanizm PTGS. W sytuacji, gdy do tkanki rośliny wnika kolejny wirus, o dużym stopniu homologii z wirusem już w niej obecnym, strategia obronna rośliny ukierunkowuje się na zdegradowanie jego RNA. Ochrona krzyżowa może wiązać się z wystąpieniem w roślinie zjawiska tzw. oddzielenia przestrzennego. W spektakularnej formie zachodzi ono wtedy, gdy homologiczne wirusy równocześnie wnikają do rośliny. Wówczas ich podpopulacje odseparowują się od siebie, zasiedlając różne komórki w tkance gospodarza. W opinii wirusologów, poznanie interakcji między wirusami jest istotne dla zrozumienia ewolucji i patogenezy tych pasożytów.