¡Descarga Virus de plantes y más Apuntes en PDF de Virología solo en Docsity!
TEMA 14. Virus de plantes
Els virus que infecten plantes van ser dels primers virus estudiats. Entre ells, el interès dels científic es va centrar sobre tot en el virus del mosaic del tabac. I quin és el motiu pel qual sempre se’ls ha dedicat molta atenció? Doncs que aquests virus són capaços de causar pèrdues econòmiques importantíssimes, que s’estimen en 6x10^10 dòlars/any, sobretot pels danys que causen en arbres fruiters, en boscos i en plantacions.
Però els virus que infecten plantes es troben amb un problema de cara a iniciar aquesta infecció i és que les plantes tenen moltes capes protectores, formades per elements com la cel·lulosa i la pectina, de manera que presenten molta més resistència a la infecció que no els mamífers. De fet, els virus només poden infectar les plantes aprofitant-se de ferides de la planta, sinó no se’n surten. No hi ha receptor especial a les cèl·lules vegetals que permeti al virus unir-se a les cèl·lules per tal de començar la infecció. I a més, això també els duu problemes per continuar estenent la infecció a més cèl·lules sanes quan han infectat una cèl·lula. Aquesta falta de receptors també pot explicar que generalment infectin més d’un tipus de planta.
Hi ha molt pocs virus amb material genètic de tipus DNA que infectin plantes. Generalment trobem que aquests virus són icosaèdrics. Hi ha un tipus de virus ssDNA, els Gemimiviridae , que tenen forma de dos icosàedres que estan units entre sí com si fossin dos siamesos, i el genoma complet està format per les dues parts senceres del virus (cada part té una part circular de material genètic).
Dins els virus amb material genètic de tipus RNA són destacables Rhabdoviridae i Bunyaviridae , tots dos ssRNA—. El que és molt freqüent dins els vegetals és que hi trobem molts virus satèl·lits, anomenats virusoides (de tipus RNA) i que necessiten una infecció per un altre virus previ per poder infectar (en vertebrats només havíem vist el cas del virus de l’Hepatitis D). En general podem afirmar que la gran majoria de virus de plantes són de tipus RNA. Trobem virus allargats, rígids o un xic flexibles, uns tipus
de virus que no veiem en vertebrats perquè en vertebrats aquests solen estar coberts per un embolcall lipídic.
La transmissió de virus de plantes es dóna típicament per vectors. Hi ha força organismes, com bacteris, que poden traslladar virus d’una planta a una altra (és el cas del plàsmid d’ Agrobacterium T, el més conegut per infectar plantes), però també poden fer-ho aràcnids, artròpodes, nemàtodes i fongs. També existeix la propagació vegetativa, que és força important perquè es treballa sovint amb incerts per multiplicar plantes. Quan es realitza un incert en una planta, si aquest incert està contaminat per virus els transmetem a la planta que rep l’incert, quedant infectada. Els humans també podem infectar les plantes si els tenim a la pell o a les mans i tallem o manipulem les plantes, ja que quests virus aprofiten els talls per infectar la planta. També es pot donar una infecció mitjançant les llavors, ja que si les llavors estan contaminades i neixen poden transmetre la infecció viral. Aquesta contaminació pot ser externa o bé que els teixits de l’embrió estiguin infectats (perquè la planta mare ja ho estava). Finalment trobem la transmissió mecànica. Els artròpodes, en general, poden fer transmissió mecànica, que és únicament transportar virus o bé transmissió reproductiva (el virus es multiplica dins el vector). En els virus de plantes sol ser freqüent la transmissió mecànica mediada per artròpodes. El fregament entre dues fulles també pot ser un mecanisme de transmissió de virus, així com el vent, ja que aixeca terra i aquesta entra en contacte amb les fulles.
Els pesticides utilitzats en moltes plantacions tenen un efecte secundari important, i és que alteren molt les poblacions d’artròpodes d’una zona, resultant en una major distribució de virus per la zona concreta. Això es deu al fet que s’eliminen molt certs insectes que actuen com a predadors, permetent un gran boom d’insectes com els pugons. Aquests vectors llavors poden:
- (^) Transmetre simplement el virus mecànicament: el vector visita diverses plantes, pica o xucla fulles o teixit de les plantes i en el procés els transmet els virus que transporta.
- (^) Propagació reproductiva: els virus infecten i es multipliquen dins el insecte (és el cas
dels Rhabdovirus de plantes) així com dins les plantes. En aquest cas el vector no només trasllada els virus sinó que amplifica la infecció.
- (^) Exemple: els Begomovirus (de la família Geminiviridae ) són transmesos per mosques blanques i causen un dany sistèmic a plantes com les tomateres, les mongetes i la planta del cotó. Com que el vector té un ampli rang de plantes a les que visita, transmet la infecció ràpida i eficaçment.
Les plantes no tenen un sistema immune com nosaltres però sí presenten una sèrie de mecanismes per minimitzar els efectes del virus dins seu. Inicialment, una infecció vírica dóna lloc a una resposta hipersensitiva, que comprèn:
- (^) La síntesi de diverses proteïnes anomenades PR (pathogenesis related), que provoquen l’augment de la síntesi de fenols cel·lulars i de ROS.
- (^) La producció de fitoalexines.
- (^) L’acumulació d’àcid siàlic, que es pot alliberar a l’aire i els permet “avisar” a altres
plantes que hi ha una infecció vírica.
Aquest sistema de resposta és poc conegut i es creu que algunes d’aquestes proteïnes PR podrien ser proteases que destrueixen les proteïnes virals. Es creu que hi ha similituds entre aquest sistema i el del interferó humà. També s’han caracteritzat mutacions en plantes que els donen resistència contra certes infeccions víriques, com el gen N de la planta del tabac, que forma una proteïna citoplasmàtica que interfereix amb la replicasa del virus del mosaic del tabac. Aquestes soques mutades són de gran interès en agricultura i per tant es treballa preferentment amb elles (i per tant, són més cares).
En general, el primer mecanisme de resistència que té una planta contra un virus és que la infecció quedi localitzada a una zona concreta, per tant hi ha preferència perquè el virus produeixi una necrosi primària gran (les proteases de la planta poden ajudar a fer més gran la necrosi) per aconseguir que la infecció es quedi localitzada i no s’estengui per tota la planta.
Econòmicament interessa molt que les plantes siguin resistents als virus, per tant s’han provat moltes estratègies (i no totes funcionen). Actualment es pot bloquejar la desencapsidació del virus, també es treballa amb els RNA d’interferència (que de fet van ser descobert en plantes!) i que són petites molècules de dsRNA de 21 nucleòtids i que actuen bloquejant la expressió d’alguns gens del virus. També s’investiga els RNA sense sentit, la creació de seqüències satèl·lit i/o ribozims. Hem de tenir clar que si no es pot aconseguir que un cultiu sigui viable tenim un perjudici econòmic molt gran.
La creació de plantes resistents als virus és una branca d’investigació que té molt de futur, perquè podria evitar l’ús de cars i tòxics herbicides i pesticides, però hores d’ara es troba poc desenvolupada. També s’està treballant en fer servir plantes per fabricar proteïnes recombinants de virus, que podrien ser una futura vacuna per les plantes.
Alguns exemples de virus de plantes:
- Virus del mosaic de la tomata (ToMV): es transmet amb facilitat per la saba, per incerts i a vegades per les llavors. Generalment afecta pomers, perers, la planta del tabac o les tomateres. En hivernacles també es transmet mitjançant les mans del personal que manipula plantes sanes i infectades indistintament.
- Virus de la cullera (TYCL): no es pot transmetre mecànicament ni per llavors en les tomateres. Però es transmès mitjançant poblacions de mosca blanca. Es treballa per tant per evitar la propagació del vector o bé eliminar-lo amb depredadors.
- Virus del mosaic del cogombre (CMV): és un virus que té un ampli rang de plantes hostes, tant de l’hort com plantes ornamentals. En general mostren les fulles, flors i fruits tacats i acaben morint per culpa del virus.
Viroides
Un dels tipus de patògens més complexos en plantes són els viroides, que poden tenir gran importància en arbres fruiters. Són elements subvirals que s’han aïllat de plantes amb malalties molt específiques. Afecten tant herbàcies com arbres, i tant de l’hort com ornamentals. Alguns viroides tenen una importància econòmica important, com els que afecten les patates, els crisantems, els alvocats o els cocoters.
El més conegut és el viroide de la patata (PSTVd). És un virus RNA, amb un genoma molt petit, ssRNA i sense càpside. En general els viroides presenten genomes d’entre 239 i 401 nucleòtids de RNA que pel que sembla no es tradueix mai, no codifica per a cap proteïna, ja que no fabriquen mRNA, no necessiten virus satèl·lits per ajudar-los helpers, ja que ells sols són capaços d’arribar, aparentment, al nucli de la cèl·lula.
