فيروس قمة ممسحة البطاطس

فيروس تبرقش قمة البطاطا ( PMTV ) هو فيروس ممرض يصيب النباتات وينتقل عبر فطر Spongospora subterranea ، ويؤثر على البطاطا. ينتمي PMTV إلى عائلة Virgaviridae ، ^{[ 1 ]} وجنس Pomovirus ( فيروس تبرقش قمة البطاطا). ^{[ 2 ]} تم التعرف على الفيروس لأول مرة عام 1966 من قبل كالفيرت وهاريسون في بريطانيا، ^{[ 3 ]} ويُبلغ عنه الآن في العديد من مناطق زراعة البطاطا حول العالم، بما في ذلك كندا والصين وباكستان واليابان وتسمانيا والولايات المتحدة وبعض دول أمريكا الجنوبية وأجزاء كثيرة من أوروبا. ^{[ 4 ] [ 5 ]} وقد وُجد أن العديد من أنظمة إدارة الأمراض غير فعالة ضد الفيروس، على الرغم من أن الجمع بين النظافة ومكافحة النواقل يبدو فعالاً.

كما يوحي الاسم، فإن العائل الرئيسي لهذا الفيروس هو البطاطا؛ ومع ذلك، فإنه يصيب أيضًا بعض الخضراوات الشائعة والأعشاب الضارة، مثل الطماطم، والباذنجان الأسود، والقطيفة، والكرز الأرضي. ^{[ 6 ]} وتُعد نباتات الفصيلة الباذنجانية والفصيلة الرمرامية العوائل الأساسية لفيروس تبرقش قمة البطاطا . ^{[ 7 ]} وتظهر على البطاطا المصابة بهذا الفيروس بقع نخرية مجوفة من الداخل. ^{[ 8 ]} ويُظهر هذا الفيروس أعراضًا مختلفة في أوروبا؛ فعلى سبيل المثال، تُظهر النباتات المصابة عادةً أقواسًا نخرية بنية داكنة تُغير لون لب الدرنة (وتشبه هذه الأعراض إلى حد كبير تلك التي يُسببها فيروس تبرقش البرسيم ). ^{[ 6 ]} وتميل النباتات التي لا تظهر عليها أعراض الإصابة بفيروس تبرقش قمة البطاطا إلى إنتاج كميات أكبر من الدرنات المصابة إذا كانت مشتقة من نباتات ظهرت عليها أعراض على الأوراق في العام السابق. ^{[ 9 ]}

يمكن للأبواغ التي يحملها فيروس PMTV أن تعيش في التربة لمدة تصل إلى 18 عامًا، مما يمنح الفيروس فترة بقاء طويلة. تكون الفترة الحرجة لإصابة نبات S. subterranea ، وبالتالي فيروس PMTV، في وقت مبكر من دورة نمو البطاطا، خلال تكوين السيقان وتكوين الدرنات ، والتي تستمر من 3 إلى 4 أسابيع. ^{[ 10 ]} تبدأ دورة مرض PMTV بدخول الفيروس إلى خلية النبات المضيف وتفكيك غلافه البروتيني لإطلاق الحمض النووي الريبي الفيروسي داخل الخلية. ^{[ 11 ]} وباعتباره فيروسًا من عائلة Pomovirus ، يستخدم PMTV آليات النبات المضيف للتضاعف والترجمة ، وكلاهما يتبع نموذج الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة الموجبة. بعد نسخ الحمض النووي الريبي الفيروسي وبروتينات الغلاف البروتيني في السيتوبلازم ، يعيد الفيروس تجميع نفسه ويخرج من الخلية ليصيب خلايا أخرى. ولأنه ينتقل بواسطة كائن أولي ، فإنه يظهر عادةً في أوقات السنة الأكثر برودة ورطوبة.

وُجد أن الفيروس الموجود طبيعيًا له تأثيرات جهازية على نبات التبغ (Nicotiana benthamiana). ومع ذلك، عند إسكات جين TRIPLE GENE BLOCK1 (TGB1)، وهو بروتين عامل الحركة، تعرقلت حركة الفيروس الجهازية. ^{[ 12 ]} ينتقل الفيروس عبر نسيج الخشب ليصيب النباتات بشكل جهازي، ولكنه قد ينتشر أيضًا موضعيًا من خلال انتقاله من خلية إلى أخرى. في النباتات المضيفة، تشمل الأنسجة المصابة كلًا من الأوراق والسيتوبلازم. ^{[ 13 ]} وقد تبين أنه عند زراعة بذور مصابة بفيروس PMTV، فإنها لا تصيب الأجيال اللاحقة من النباتات إلا جزئيًا، مما يدل على أن ناقله، S. subterranea، بالغ الأهمية في نقله. ^{[ 10 ]}

يُعدّ فطر العفن المخاطي S. subterranea ، الناقل لمرض PMTV، معروفًا بتسببه في مرض الجرب المسحوقي الذي يُفضّل الظروف الرطبة، وخاصة التربة سيئة التصريف. ^{[ 14 ]} في الواقع، لا ينتشر هذا المرض كثيرًا في المناطق التي يقل فيها معدل هطول الأمطار عن 30 بوصة سنويًا. وتزداد احتمالية الإصابة به في المناطق التي يزيد فيها معدل هطول الأمطار عن 45 بوصة سنويًا. تُسهّل هذه البيئات الرطبة انتقال الأبواغ المتحركة للفطر إلى مواقع الإصابة (الجذور والدرنات ) . يُعتقد أن تطور مرض الجرب المسحوقي يزداد مع جفاف التربة تدريجيًا، حيث يُحفّز ذلك إنبات الأبواغ المتحركة. يميل فطر S. subterranea إلى تفضيل التربة الحمضية، التي تتراوح درجة حموضتها بين 4.7 و7.6. يزدهر هذا الفطر في الظروف المعتدلة، بين 52 و75 درجة فهرنهايت، وتُعتبر درجة الحرارة المثلى للإصابة به 60 درجة. ^{[ 15 ]}

قد تُسهم بعض الممارسات الزراعية في تطور الأمراض. فعلى سبيل المثال، يؤدي الإفراط في استخدام الأسمدة النيتروجينية المحتوية على النترات أو الأمونيوم إلى زيادة انتشار وشدة مرض الجرب المسحوقي، الذي يُسببه ناقل فيروس PMTV، وهو حشرة S. subterranea . ^{[ 16 ]} وقد يعود ذلك إلى أن التسميد يُحسّن نمو الجذور، مما يُوفر مساحة أكبر من الأنسجة المُعرّضة للإصابة.

لا تتوفر حاليًا معالجات كيميائية لمكافحة الفيروسات في الحقول. وينطبق هذا بشكل خاص على البطاطس، لأنها بمجرد إصابتها بالفيروس، تبقى مصابة به طوال حياتها. لذا، تُعدّ الطرق الوقائية خيارات أكثر جدوى. وتشمل هذه الطرق تربية سلالات مقاومة ، ومكافحة نواقل الأمراض، وتعقيم المحاصيل. ^{[ 17 ]}

يُعدّ استنباط أصناف مقاومة، أو إنتاج نباتات مقاومة وراثيًا للعدوى المرضية، خيارًا آخر قيد الدراسة. وقد ثبت أن استنباط نباتات مقاومة للناقل غير ناجح إلى حد كبير في حالة فيروس تبرقش البطاطا (PMTV). ويعود ذلك إلى أن النباتات تحتاج إلى مناعة ضد فطر S. subterranea في درناتها وجذورها وسيقانها الزاحفة لمقاومة العدوى بالناقل والفيروس بشكل كامل . ومع ذلك، فقد تم إنتاج بطاطس حتى الآن ذات درنات مقاومة ولكن بجذور قابلة للإصابة. وعلى الرغم من أن استنباط أصناف مقاومة لم يُحقق فوائد تُذكر لأصناف PMTV المتوفرة تجاريًا، فقد ظهرت بعض النتائج الواعدة في الأبحاث الجارية. وهناك بعض الأصناف التجارية المقاومة جزئيًا والمتوفرة حاليًا. ^{[ 16 ]} ومن الأمثلة على ذلك سلالة NY99، وهي سلالة استنباط أظهرت انخفاضًا في نسبة إصابة الدرنات بفيروس PMTV. وإذا نجح استنباط أصناف مقاومة، فسيمنع الفيروس من بدء عملية إمراضه . ^{[ 17 ]}

تركز إدارة النواقل جهودها على خفض مستوى فطر S. subterranea في التربة كوسيلة لمكافحة الفيروس. وقد ثبت أن معالجات التربة، مثل مبيدات الفطريات التي تحتوي على الفلوازينام ، فعالة جزئيًا في تقليل عدد جراثيم S. subterranea الحية القادرة على الإنبات إلى جراثيم متحركة . ^{[ 6 ]} ومن أشكال إدارة النواقل الأخرى تناوب المحاصيل مع الكرنب والداتورة ( وهي من الأعشاب الضارة). وقد أظهر التناوب مع هذه النباتات انخفاضًا في مستويات S. subterranea في التربة. ^{[ 15 ]}

تتحقق النظافة الصحية السليمة للمحاصيل بزراعة بذور بطاطس معتمدة. ومن الضروري أن تأتي هذه البذور من مناطق إنتاج لم يسبق لها أن تعرضت للناقل أو الفيروس نفسه. ويمكن تحقيق المزيد من الحد من المخاطر بتعقيم جميع الآلات التي لامست التربة وبقايا النباتات بشكل صحيح. ^{[ 6 ]}

يُعد فيروس PMTV اكتشافًا حديثًا نسبيًا، حيث تم الإبلاغ عنه لأول مرة في بريطانيا عام 1966، ثم في الولايات المتحدة عام 2002. ^{[ 15 ]} ومع ذلك ، فإن الناقل S. subterranea موجود منذ أكثر من 150 عامًا، حيث تم اكتشافه لأول مرة في ألمانيا عام 1841. وتم اكتشافه لأول مرة في الولايات المتحدة عام 1913.

يمكن أن يؤدي فيروس تبرقش البطاطا (PMTV) إلى خسائر فادحة في محصول البطاطا. فعلى سبيل المثال، أظهرت دراسة أجريت على بذور البطاطا الاسكتلندية انخفاضًا في المحصول يصل إلى 67%. ^{[ 14 ]} كما يُسبب الفيروس تشققًا ونخرًا في لب الدرنات . وتُعد هذه الأعراض عيوبًا شكلية تُنتج بطاطا غير جذابة تُرفض تجاريًا من قِبل المُصنّعين ومُعبّئي البطاطا. وإذا تبيّن إصابة البطاطا المُصدّرة إلى دول أخرى، فقد يُؤثر ذلك سلبًا على التجارة الزراعية. فعلى سبيل المثال، فُرض الحجر الصحي على ولاية مين الأمريكية بسبب تفشي المرض فيها مؤخرًا. ^{[ 14 ]} إضافةً إلى الخسائر الاقتصادية، يُمكن أن يُؤثر وجود فيروس تبرقش البطاطا سلبًا على سمعة الدولة (أو المنطقة أو الولاية أو المزرعة) فيما يتعلق بالصادرات الأخرى.

فيروس PMTV هو فيروس RNA أحادي السلسلة موجب الاتجاه (+) ذو جينوم ثلاثي الأجزاء. يُشفّر الجزء الأطول من جينوم PMTV، وهو RNA-rep، وحدات فرعية من بوليميراز RNA المعتمد على RNA وناسخ RNA. ^{[ 18 ]} أما الجزء الثاني، RNA-CP، فيُشفّر بروتين غلاف الفيروس (CP)، وCP-RT أو بروتين غلاف ثانوي، والذي ينتج عن طريق تجاوز كودون التوقف الخاص بـ CP أثناء الترجمة. ^{[ 19 ]} بينما يُشفّر الجزء الثالث، RNA-TGB، مجموعة جينات ثلاثية لبروتينات الحركة ، وهي TGB1 وTGB2 وTGB3، ^{[ 20 ]} بالإضافة إلى بروتين 8K الذي يُعدّ مثبطًا فيروسيًا لكتم RNA . ^{[ 21 ]}

الناقل لفيروس PMTV هو كائن أولي يُدعى S. subterranea . ^{[ 22 ]} عندما يُصيب S. subterranea جذور البطاطا، يتمكن الفيروس من الوصول إلى خلايا الجذر ويبدأ بالاستقرار في النبات. وبسيطرته على الآلية الخلوية، يستطيع الفيروس التكاثر. ثم ينتقل الفيروس إلى المزيد من خلايا البطاطا وينتشر بشكل جهازي في جميع أنحاء النبات. يُسهّل بروتين يُسمى TRIPLE GENE BLOCK1 (TGB1) حركة PMTV الجهازية بشكل كبير، حيث يحتوي على نطاق داخلي يُحفز نقل الفيروس إلى الخلايا المجاورة، ونطاق طرفي N يُستخدم للانتقال لمسافات طويلة (جهازيًا). وقد أظهر هذا النطاق الطرفي N لبروتين TGB1 بعض الإمكانات كهدف للحد من العدوى الجهازية للممرض في نبات N. benthamiana ، نظرًا لأن العدوى الجهازية تتطلب تفاعلًا بين جزيء يُسمى إمبورتين-أ داخل النبات المضيف والنطاق الطرفي N. ^{[ 12 ]} من بين جزيئات الحمض النووي الريبي الثلاثة ذات السلسلة الموجبة التي يستخدمها فيروس PMTV، يُعتقد أن أحدها يُشفّر بروتين عامل ضراوة . أما الجزيئان الآخران فيُشفّران بوليميراز وبروتين غلاف ، وكلاهما ضروري لبقاء الفيروس. RNA-TGB هو جين يحتوي على 4 إطارات قراءة مفتوحة (ORFs)؛ تُشكّل الإطارات الثلاثة الأولى المتداخلة منطقة تُسمى كتلة الجينات الثلاثية. تُشفّر هذه الكتلة الثلاثية بروتينات عامل الحركة الأساسية التي تُسهّل انتقال الفيروس من خلية إلى أخرى. أما إطار القراءة المفتوح الرابع فيُشفّر بروتينًا آخر غنيًا بالسيستين يزيد من الضراوة وله بعض النشاط المُثبّط لتثبيط الحمض النووي الريبي . ^{[ 23 ]}

• الأمراض الفيروسية للبطاطس

• قاعدة بيانات الفيروسات العالمية ICTVdB: فيروس ممسحة البطاطس
• مجموعات عائلية - طريقة بالتيمور (مؤرشفة بتاريخ 15 يناير 2000 على موقع Wayback Machine)