A fertôzésre fogékony L1841 (L1) és a Boni fajta (L+) esetében mindkét vírus fertôzés hatására a PSII “core” komplexe (CC) csökkent nagyobb mértékben (2. típus). A Paradicsom alakú szentesi fajta (L1) a két vírussal szemben eltérô módon reagált: PMMV-I fertôzése esetén a CP-k aránya alig tért el a kontrolltól, ObPV fertôzésekor pedig az PSI CP-ei és a PSII külsô fénygyûjtô antennakomplexe (LHCII) csökkentek jelentôsebben (3. típus). A klorofill-protein rendszerekben bekövetkezett változások és a károsodás mértéke jó összhangban áll a fajták ellenálló képességével, illetve a megjelenô tünetekkel.
A vírusfertôzés, mint biotikus stressztényezô, nem egyformán hat a különbözô gazda-parazita kapcsolatokban. A dohány mozaik írus (Tobacco mosaic virus, TMV) rokonsági köréhez, azaz a tobamovírusokhoz tartozó fajok, illetve vírustörzsek igen eltérô tüneteket koznak a gazdanövényeken. Fogékonyság esetén a vírusfajtól függôen különbözô erôsségû szisztemikus tünetek alakulnak ki a fertôzést követôen.
A rezisztens növény a vírusfertôzésre hiperszenzitív reakcióval (HR) válaszol, azaz a kórokozó nem képes szétterjedni a növényben. A vad paprikafajok rezisztenciáját az L lokuszon lévô gén alléljei (L1, L2, L3 és L4) határozzák meg. Az egyes allélek csak bizonyos vírusokkal szemben hatásosak, és más, agresszív vírusfajokkal szemben nem adnak ellenálló képességet, ezért részleges, inkomplett rezisztenciáról beszélünk. A paprikát fertôzô tobamovírusokat aszerint osztják patotípusokba (P), hogy azok melyik rezisztenciagén hatását képesek
áttörni (Boukema és mtsai, 1980; Rast, 1988; Tóbiás és mtsai, 1982). A tobamovírusok fertôzése által okozott morfológiai és biokémiai változásokról számos szerzô beszámolt. Egy, a paradicsom rezisztenciagénjeit áttörô TMV törzs esetében Betti és mtsai (1997) vizsgálták a vírusfertôzés indukálta változásokat. Koiwa és mtsai (1989, 1992) a TMV egy virulens és egy gyengített törzsével fertôzött paradicsomnövények kloroplasztiszaiban
találtak eltéréseket. A virulens törzzsel fertôzött növényekben a kloroplasztiszok szerkezetének szétesését, az összklorofill-tartalom és a klorofill a/b arány csökkenését tapasztalták, a gyengített törzzsel fertôzött növények csak kismértékben különböztek a kontrolltól. A kloroplasztisz tilakoidokban elhelyezkedô CP-k mintázatát tanulmányozták, és arra következtettek, hogy a vírusfertôzés szelektíven gátolta a PSII aktivitását a PSII LHCII fehérjéinek lebontásán keresztül. Hodgson és mtsai (1989) TMV-vel fertôzött spenótnövényekben szintén a PSII szelektív gátlását figyelték meg, és azt, hogy a PSIn az elektrontranszport hatásfokát a vírusfertôzés nem befolyásolta.
Munkánkban az eltérô patogenitású tobamovirusok, nevezetesen az ObPV és PMMV vírusok által a különbözô paprikafajtákon, illetve - vonalakon indukált tüneteket és a kloroplasztiszok károsodását kívántuk vizsgálni. Jelentôs eltéréseket észleltünk az adott vírus okozta fertôzésnél az egyes paprika-genotípusokban a tilakoid membránok összetételében. Ezek a vizsgálatok az enyhe serkentéstôl a súlyos károsításig terjedô elváltozások jeleit mutatták a rezisztencia típusainak megfelelôen, és rámutattak a PSI rendszer károsodására is.
Anyag és módszer
Növények és vírusok L+, azaz minden tobamovírusra fogékony paprikafajtát (Capsicum annuum cv. Boni), a L1 (C. annuum cv. Paradicsom alakú szentesi és az L1841) és az L3 (L1325) rezisztenciagéneket hordozó fajtát illetve nemesítési vonalat fertôztünk a P1,2 patotípusú Óbuda paprika vírussal (Obuda pepper virus, ObPV) és P1,2,3 patotípusú paprika enyhe tarkulás vírus (Pepper mild mottle virus) olasz törzsével (PMMV-I). A paprikafajták
magvait a Zöldségtermesztési Kutató Intézet Rt.-tôl, dr. Zatykó Lajos szívességébôl kaptuk, a PMMV-I inokulumot dr. Matilde Barón (EEZ CSIC, Granada) bocsátotta rendelkezésünkre. A növényeket üvegházban neveltük és mechanikai úton fertôztük.
Klorofilltartalom-meghatározás
A klorofilltartalom meghatározásához a szisztemikusan fertôzött növények homogénnek látszó területeibôl vettünk mintát. A klorofillt 80%-os acetonban vontuk ki. Az abszorbanciaértékeket Shimadzu UVPC spektrofotométeren mértük. A klorofill koncentrációjának kiszámításához Porra és mtsai (1989) egyenleteit alkalmaztuk.
A koncentrációértékeket a levél friss tömegére vonatkoztattuk (µg klorofill/g friss levéltömeg). Klorofill-protein komplexek elválasztása és meghatározása A tilakoid membránok izolálása és a klorofill- protein komplexek elválasztása Deriphat poliakrilamidgél-elektroforézissel (PAGE) Sárvári és Nyitrai (1994) módszerével történt. A fehérjék kivonását glukozidos detergensekkel (dodecanoyl sucrose:nonyl glucoside:lithium dodecyl sulfate = 4.5:4.5:1 w/w/w) végeztük. A sávokat polipeptid-összetételük alapján azonosítottuk, amit denaturáló PAGE-sel (Laemmli 1970) állapítottunk meg 10–18%-os gradiens gélekkel. Az elválasztott Chl-protein sávok relatív mennyiségét (az egyes sávok százalékos megoszlását) a gélek szkennelése után Phoretix programmal határoztuk meg. A komplexek mennyiségét az azokat tartalmazó sávok összege adta, abszolút mennyiségüket az adott komplexre esô µg klorofill/g friss levéltömeg egységekbenszámoltuk.
Eredmények
Látható tünetek, klorofilltartalom A PMMV-I, szisztemizálódását követôen, enyhe sárga foltokat okozott a paprikafajták levelein, az L1325 paprika levelén nem fejlôdtek tünetek. Az ObPV makroszkópos tüneteként erôsebb sárga-zöld mintázat jött létre a szisztemikusan fertôzött leveleken. A levél friss tömegére vonatkoztatott összklorofill-tartalom és klorofill a/b arány az L1325 kivételével minden vírusfertôzött paprikafajta esetében csökkent, de nem azonos mértékben (1. táblázat).
Eltérô rezisztenciatípusú paprikafajták és nemesítési vonalak friss levéltömegre számított összes klorofilltartalmának és a klorofill a/b arányainak változása tobamovírus fertôzés hatására.
PMMV-I: paprika enyhe mozaik vírus olasz törzse; ObPV: Óbuda paprika vírus Klorofill-protein komplexek
A kloroplasztiszok tilakoid membránjaiban elhelyezkedô CP-k általában minden gazda-parazita kölcsönhatásban csökkentek, az L1325 paprika kivételével. Ott a PMMV-I fertôzés hatására a CP-k mennyisége kissé növekedett (1. ábra). A L1841 paprikában PMMV-I hatásra elsôsorban a PSII CP-ei csökkentek (reakciócentrum + belsô antenna = PSIIcore, kapcsoló antenna = PSIICA, külsô fénygyûjtô antenna = LHCII), ezek közül is leginkább a központiak (2. ábra). Az ObPV-fertôzés erôsebben érintette ezt a fajtát, a PSI mennyisége is az LHCII-éhez hasonlóan csökkent. A Boni fajtán hasonló tendenciát találtunk (3. ábra), itt azonban fordított volt a két vírus hatása, és a PSII core akkumulációja kevésbé gátlódott. A Paradicsom alakú szentesi paprikán (4. ábra) a PSII-core mennyisége a ontrollhoz képest nem csökkent, de az antennák és a PSI felhalmozódása némileg gátolt volt. Az L1841-hez hasonlóan itt is az ObPV fertôzése váltott ki erôsebb tüneteket.
Következtetések Az általunk vizsgált eltérô gazda-parazita kapcsolatokban mind a vírusfajtól függôen, mind a paprikafajtától, illetve vonaltól a rezisztenciaformáiknak megfelelôen különbözô változásokat figyeltünk meg a CP összetételében. Ezeket elemezve, csoportosítva három különbözô típusú stresszválaszt tudtunk elkülöníteni (2. táblázat). A P1,2,3 patotípusú PMMV-I fertôzése 1. típusú stresszválaszt okozott az L3 rezisztenciagént hordozó L1325 paprikában. Makroszkópos tünetet nem lehetett észlelni, a PSI és PSII CPeinek mennyisége nôtt.
Stresszválasz-típusok az egyes paprika-vírus kapcsolatokban
Chl a+b – klorofill a+b
Chl a/b – klorofill a/b arány
PSII – Fotokémiai rendszer II.
PSI – Fotokémiai rendszer I.
LHCII. – (Light Harvesting Complex II) –
Fénygyûjtô antenna komplex II.
EM- elektronmikroszkópos tünetek
n.v. nincs változás
+ növekedés, ill. erôs tünetek
– csökkenés
A 2. típusú stresszválasz a PMMV-I és a P1,2 patotípusú ObPV fertôzések esetében az L1 rezisztenciagént tartalmazó L1841, és az L+ Boni paprikákban alakult ki. Az összklorofilltartalom és a klorofill a/b arány csökkenése elsôsorban a PSII CP-einek csökkenésébôl adódott, és a levelek enyhébb (PMMV-I) vagy kifejezettebb (ObPV) mozaikosságában is tükrözôdött. Az L1841 paprika azonban az ObPV fertôzésre volt érzékenyebb, a Boni fajta pedig a PMMV-I fertôzésre reagált erôteljesebben. Az L1 rezisztenciagénnel bíró paradicsom alakú szentesi paprika a P1,2 patotípusú ObPV-sal szemben egy az eddigiektôl teljesen eltérô
módon reagált (3. típusú stresszválasz), itt már a PSI CP-ei is nagyobb mértékben csökkentek. Az erôs sárga/zöld mintázat a szisztemikusan fertôzött leveleken megfelelt az összes kölcsönhatás közül legnagyobb mértékû klorofilltartalom-csökkenésnek, a levél sárga részében kialakult nagyfokú degradációnak. Ez utóbbi esetben figyelemre méltó a PSI rendszer károsodása. Ezek a biotikus stresszre adott választípusok hasonlítanak bizonyos abiotikus stressztényezôk (pl. nehézfémek) által kiváltott reakciókra. Amikor egy növényt enyhe stressz ér, mint pl. kisebb koncentrációban alkalmazott nehézfémkezelés, a növényben ez enyhe serkentést eredményez (1. típus), a kloroplasztiszok tilakoidjában megnô a CP-k mennyisége. Nagyobb nehézfém-koncentráció esetében már erôsebb stresszhatás lép fel, a növényben degradációs folyamatok indulnak be, ilyenkor elôször a PSII központi része károsodik (2. típus).
A PSI jelentôsebb károsodása csak erôs stressz esetén jelenik meg, ha tovább fokozódik a stressz károsító hatása, tehát pl. tovább emeljük a nehézfém koncentrációját. A PSII-ben bizonyos regeneráló folyamatok indukálódnak, ezért a PSI CP-ei sérülnek nagyobb mértékben (3. típus). Ezek a változások egy bizonyos nehézfémkoncentráció felett visszafordíthatatlan károsodáshoz vezetnek, ekkor a növény elpusztul (4. típus). A vírusfertôzés, mint biotius stressztényezô, nem egyformán hat a különbözô gazda-parazita kapcsolatokban. Mint eredményeinkbôl is látszik, a stresszválasz típusának kialakulásában a gazda-parazita között fennálló bonyolult kölcsönhatás meghatározó.
Forrás: Növényvédelem
