Wirus brunatnej wyboistości owoców pomidora (Tomato brown rugose fruit virus)

📷 Galeria

Aviv Dombrovsky and Elisheva Smith
Wikimedia · CC BY 3.0

Szczegółowa charakterystyka i taksonomia

Pathogen brunatnej wyboistości owoców pomidorowych (*Tobamovirus fructirugosum*, ToBRFV) stanowi relatywnie niedawno zidentyfikowany organizm chorobotwórczy zaliczany do rodzaju *Tobamovirus* z rodziny *Virgaviridae*, klasy *Alsuviricetes*, typu *Kitrinoviricota*. Inicjalne obserwacje tego agrofaga miały miejsce w 2014 roku w południowej części Izraela, gdzie zarejestrowano nową jednostkę chorobową atakującą kultywary pomidorowe uważane za tolerancyjne wobec tobawirusów. Formalne opisanie i nazewnictwo organizmu nastąpiło w 2016 roku przez Salem i współautorów na podstawie materiału pochodzącego z Jordanii, gdzie pathogen był obecny w szklarniowej produkcji pomidorowej już w 2015 roku.

W klasyfikacji obowiązującej w międzynarodowej komisji taksonomii wirusów (ICTV) agrofagowi przyznano nazwę *Tobamovirus fructirugosum*, przy czym zgodnie z przyjętymi regułami nomenklatury, nazwa gatunkowa nie obejmuje nazwy rodzaju. Identyfikator EPPO dla tego organizmu to TOBRFV. Materiał genetyczny wirusa składa się z pojedynczej nici RNA o długości 6,3-6,6 kb, uporządkowanej w cztery otwarte ramki odczytu (ORF) i umieszczonej w cylindrycznym otoczeniu białkowym o chropowatej strukturze, typowej dla tobawirusów.

Biologia i cykl rozwojowy

ToBRFV odznacza się nadzwyczajną trwałością cząstek wirusowych, które mogą utrzymywać żywotność na powierzchniach nieorganicznych przez przynajmniej 4 tygodnie, co potwierdziły doświadczenia przeprowadzone w Wielkiej Brytanii. Pathogen może zachowywać aktywność na skórze i rękawiczkach przez co najmniej 2 godziny, a w zdesykowanej tkance roślinnej na powierzchniach szklarniowych (szkło, aluminium, stal, twarde polimery) przez cały 4-tygodniowy okres eksperymentalny. Niższą przeżywalność odnotowano na betonie po upływie jednego tygodnia.

Mechanizm dyspersji wirusa w roślinie realizuje się poprzez przemieszczanie z komórki do komórki przez plazmodesmy z udziałem wirusowego białka transportowego, natomiast transport na dalsze odległości w obrębie rośliny następuje przez floem i wymaga wirusowej replikazy. Pathogen nie posiada znanych naturalnych wektorów, jednak możliwa jest mechaniczna transmisja przez trzmiele (*Bombus terrestris*) wykorzystywane do zapylania, co zostało udowodnione w eksperymentach Levitzky i współautorów z 2019 roku. Tobawirusy mogą być również przenoszone przez inne zwierzęta, takie jak ptaki.

Zakażenie może przebiegać asymptomatycznie, szczególnie w przypadku sadzonek przed osiągnięciem 8 tygodni rozwoju lub 7 liści. Nasiona mogą być kontaminowane wirusem na okrywie nasiennej, lecz nie w zarodku, chociaż nie można wykluczyć obecności patogena w otoczce peryspermu-endospermu, podobnie jak w przypadku wirusa zielonej mozaiki ogórka (CGMMV). Transmisja z nasion do siewek występuje bardzo rzadko, ale nawet pojedyncza zainfekowana siewka może znacząco przyczynić się do rozwoju epidemii.

Metody diagnostyczne

Diagnozowanie ToBRFV bazuje na kilku metodach, przy czym obserwacja wizualna może umożliwić wykrycie symptomów u odmian podatnych w okresie wzrostu. Jednak niektóre kultywary mogą być asymptomatyczne, a infekcja może pozostawać niewidoczna w określonych warunkach rozwoju. Objawy nie są widoczne na nasionach, a niski poziom owoców z symptomami może nie zostać wykryty, szczególnie gdy owoce z objawami zostały usunięte podczas sortowania.

Metody molekularne stanowią fundament identyfikacji wirusa. Do wykrywania można zastosować ogólne testy RT-PCR opisane przez Letschert i współautorów (2002), Levitzky i współautorów (2019), Li i współautorów (2018) oraz Menzel i współautorów (2019), które jednak identyfikują również inne tobawirusy. Specyficzne testy molekularne do identyfikacji ToBRFV zostały opisane przez kilku badaczy, w tym Alkowni i współautorów (2019), ISF (2020), Ling i współautorów (2019), Luria i współautorów (2017), Panno i współautorów (2019) oraz Rodríguez-Mendoza i współautorów (2019).

Dostępne są również techniki serologiczne oparte na teście ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), który został z powodzeniem adaptowany do wykrywania tobawirusów i umożliwia detekcję podjednostek białka kapsydu wirusowego. Dostępne są komercyjne zestawy serologiczne, jednak testy ELISA nie są gatunkowo-specyficzne, a przeciwciała przeciw ToBRFV wykazują reaktywność krzyżową z innymi tobawirusami. Sekwencjonowanie może być realizowane w celu identyfikacji ToBRFV po amplifikacji przez ogólne startery tobawirusowe, a technologie sekwencjonowania wysokoprzepustowego mogą być wykorzystane do uzyskania kompletnych lub prawie kompletnych sekwencji genomowych.

Znaczenie gospodarcze i straty

ToBRFV stanowi poważne zagrożenie ekonomiczne dla producentów pomidorów i papryki. Pathogen może infekować do 100% roślin w uprawie i powodować straty plonu na poziomie 30-70% u roślin pomidora, zgodnie z danymi z Florydy (FDACS, 2019). Zakażenie znacząco obniża również kondycję roślin, skracając okres produkcyjny, w którym zbierane są owoce pomidora. W Izraelu, przed ustanowieniem się choroby, zbierano zwykle 24-30 gron owoców, natomiast po pojawieniu się ToBRFV liczba ta spadła do 8-10 gron.

Straty ekonomiczne wynikają nie tylko z bezpośrednich ubytków w plonie i pogorszenia jakości owoców, ale również z kosztów stosowania środków higienicznych oraz utraty rynków eksportowych dla nasion i sadzonek. Ze względu na symptomy, owoce z zainfekowanych roślin tracą wartość handlową lub stają się niezdatne do sprzedaży. Infekcje mogą również prowadzić do przedwczesnej śmierci roślin. W niektórych przypadkach producenci mogą być zmuszeni do przejścia na uprawę roślin niebędących żywicielami, co może być mniej opłacalne.

Wyższy wpływ ekonomiczny jest oczekiwany w intensywnej produkcji szklarniowej niż w uprawach polowych. Wpływ na uprawy polowe nie jest dobrze udokumentowany, ale prawdopodobnie jest niższy ze względu na zwykle mniejszą manipulację przy uprawie, przez co rozprzestrzenianie się w obrębie uprawy jest mniej prawdopodobne, a jakość owoców jest zwykle mniej istotna (np. owoce przeznaczone do przetwórstwa).

Regulacje prawne i status kwarantannowy

ToBRFV jest sklasyfikowany na liście A2 EPPO oraz wcześniej znajdował się na liście alarmowej (Alert list). W kategoryzacji Unii Europejskiej organizm był wcześniej objęty środkami awaryjnymi (emergency measures) i obecnie jest klasyfikowany jako regulowany organizm szkodliwy niekwarantannowy (RNQP) zgodnie z Załącznikiem IV. Status ten oznacza, że agrofagiem tym można zarządzać poprzez certyfikację roślin do sadzenia, a nie poprzez środki kwarantannowe stosowane do organizmów szkodliwych objętych kwarantanną.

Pathogen jest uznawany za przejściowy w trakcie eradykacji w kilku krajach, w tym na Cyprze, we Francji, Holandii, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii. Oznacza to, że zostały podjęte skuteczne działania mające na celu eliminację wirusa z tych territoire. Środki kontrolne stosowane w celu eradykacji, ograniczenia lub redukcji wpływu choroby w uprawach roślin żywicielskich to klasyczne działania przeciwko tobawirusom, obejmujące ograniczenie dostępu do miejsc produkcji oraz właściwą utylizację zainfekowanego materiału roślinnego.

Protokół diagnostyczny EPPO PM 7/146 (2) został zatwierdzony w 2020 roku i zrewidowany w 2022 roku, stanowiąc standardowe procedury wykrywania i identyfikacji ToBRFV. Protokół ten powinien być stosowany w połączeniu z PM 7/76 dotyczącym stosowania protokołów diagnostycznych EPPO. Ze względu na zdolność wirusa do pokonywania długotrwałych genów odporności (Tm-1, Tm-2/Tm-2²) stosowanych w większości komercyjnych odmian pomidora, ToBRFV stanowi szczególne wyzwanie dla międzynarodowego handlu i wymaga ścisłego monitorowania.