A természetes vizekben, vízi és mocsári növényekben előforduló növény- patogén terresztris vírusok vizsgálata a nemzetközi kutatások élvonalába tar
tozik. Az elmúlt évtizedbe;! megjelent közlemények igen jelentős ökológiai összefüggéseket tártak fel, és sok esetben olyan gazda-vírus kapcsolatokra mutattak rá, amelyek magyarázatot adtak arra a kérdésre, hogy hogyan törté
nik a vírusok fennmaradása a természetben. Hazai és nemzetközi kutatások alapján eddig 21 növényi vírust sikerült kilenc (Magyarország, Németország, Kína, Hollandia, Olaszország, Jugoszlávia, Anglia, Cseh Köztársaság, USA) országból, a természetes vizekből izolálni. Ezek:
- lucerna mozaikvírus, - árpa sárga törpülés vírus,
- szegfű itáUai gjmrűsfoltosság vírus, - szegfű tarkulás vírus,
- szegfű g3mrűsfoltosság vírus, - uborka zöld mozaikvírus, - uborka mozaikvírus, - szőlő algériai látens vírus, - kukorica törpülés vírus,
- muskátli g3mrűsfoltosság vírus, - Petúnia asteroid mozaikvírus, - szilvahimlő vírus,
- burgonya S vírus, - burgonya Y vírus, - ribgrass mozaikvírus, - dohány karcolatos vírus, - dohány mozaikvírus, - dohány nekrózis vírus, - dohány rattle vírus,
- paradicsom bokros satnyulás vírus, - paradicsom mozaikvírus.
A természetes vizekből történő további, pontosan még nem identifikált vírusok mintegy négy víruscsoportba {tombus-, potex-, tobam o- és carm o- virus) tartoznak. A szakirodalom a vízi és mocsári növények köréből eddig
tizenkét növénynemzetség (Ceratophyllum , Cryptocoryne, Lem na, Lysi- m achia, Nymphaea, M onochoria, Myríophyllum, Potam ogeton, Scirpus, Shin- nersia, Sohdago, Trapaj vírusfertőzöttségét bizonyította.
A hazai növénjrvirológiai kutatások e területen egy évtizedes múltra tekin
tenek vissza. Ez idő alatt sikerült megállapítani természetes vizeinkben (Balaton, Hévízi-csatorna, Zala folyó, Kis-Balaton) a dohány és a paradicsom mozaikvírus előfordulását. Világviszonylatban először állapítottuk meg a Balatonban élő M yríophyllum esculentum makrofiton uborka mozaikvírus- fertőzöttségét. Ezek a kutatások támogatások hiányában csökkentek, és ezál
tal a korábban elért jó nemzetközi pozíciónkat is elvesztettük.
A KTM-MTA kutatási program keretében 1997-ben a „Mikrobiális ökoló
giai kutatások állóvizekben" c. téma njmjtotta támogatás elnyerésével lehető
vé vált, hogy 1997-ben vizsgálatokat végezzünk a hazai folyó- és állóvizekben, továbbá lehetőség nyílt a térségükben előforduló természetes növényflóraele- mek szelektív vírusvizsgálatára.
fl uizsgálatoh célja
A vizsgálatok célja az volt, hogy megismerjük a hazai folyókban és tavakban, vízi növényekben és makrofitonokban a természetes körülmények között elő
forduló vírusokat és összefüggéseket állapítsunk meg a vízi és szárazföldi öko
szisztémák vírusfertőzöttsége között.
A világon mindenhol a természetes vizeket öntözővízként is hasznosítják, ezért a vizek, mint vírusvektorok is számításba jöhetnek. Ezeknek a kutatá
soknak a jelentősége elsősorban abban van, hogy megállapítsuk, milyen szere
pe lehet a víznek mint vektornak és az évelő növényeknek a vírusok fennma
radásában és a fertőzési lánc kialakulásában.
fln p g És módszer
A természetes vizekből vett 250 ml-es vízmintákat ultracentrifugáltuk (90 OOOq/90 perc). A szedimenteket néhány csepp desztillált vízzel reszusz- pendáltuk és centrifugáltuk (3000 q/15 perc). A koncentrált vízmintákat DAS-ELISA módszerrel vizsgáltuk. A felülúszóval C henopodium quinoa és N icotiana m egalosiphon tesztnövényeket is inokuláltunk.
1997-ben a Kis-Balaton térségéből mintegy 22 vízi és mocsári növényfajból (magas aran)rvessző [Solidago gigantea], réti bolhafű [Pulicaría dysenterica], réti imola [Centaurea jacea], egynyári seprencefű [Stenactis annua], közönsé
ges lizinka [Lysimachia vulgarís], szürke aszat [Cirsium canum], közönséges gyújtoványfu [Linaría vulgarís], hürók [Conium maculatum], vízi tök [N uphar _________________________ ^
7
126^
lutea], sárga nőszirom [Iris pseu docoru s], érdes tócsagaz [Ceratophyllum demersum], átokhínár [Anacharis canadensis], vízi hídőr [Alisma plantago-aquatica], rókasás [C arex vulpina], nagy útifű [Plantago major], boglárkafélék [Ranunculus spp.], vízi peszérce [Lycopus europeus], réti füzény [Lythrum salicaria], podagrafű [A egopodium podagraria], keskenylevelű békakorsó [Sium erectum ], bojtos békalencse [Spirodela polyrrhiza], keresztes békalen
cse [Lemna trisulca]) fajonként 10-10 mintát g3mjtöttünk. A növénymintákat egynapi tárolás után (5 °C), vagy több hétig, -1 8 °C-on történő tárolás után 1:10 arányú Boehringer-mintapufferrel homogenizáltuk. A vírusok kimutatá
sát DAS-ELISA szerológiai módszerrel végeztük. A vizsgálatok során 16 vírus antiszérumát használtuk fel. A szerológia reakciók értékelését Labsystem Multiskan Plus típusú fotométerrel 405 nm-nél végeztük. A fertőzöttségi határt az egészséges kontroll és a minták közül kiválasztott, két, közel azonos extinkciós értéket mutató minták extinkciós értéke aritmetikai átlagának a kétszeres szorzatával állapítottuk meg. A szerológiai vizsgálatokkal párhuza
mosan tesztnövényeken (C hen opodiu m , N icotiana nemzetségbe tartozó fajok) vizsgálatokat végeztünk az egyes mintákban előforduló vírusok izolálá
sára. Az ún. „bioteszt-vizsgálatokat" - azok igen jelentős hely-, idő- és munka
igényessége miatt - folyamatosan végezzük. A beteg növény szövetnedvében előforduló zárványokat fénymikroszkóppal vizsgáltuk. A vízi hídőr esetében elektronmikroszkópos vizsgálatra is sor került.
Eiedm ények és küuetheztetések
A vízminták vizsgálata során kimutattuk a dohány mozaikvírus jelenlétét.
A C. quinoa és a N. m egalosiphon nekrotikus lokális léziókkal reagált. Az N.
m égalosiphon élő szőrsejtjeinek zárván3^estvizsgálata során kristályos zárvá
nyokat (hexagonális prizmák) mutattunk ki. Hazai folyók és tavak vizeiből eddig tizenegy növénypatogén vírust (Arabis mozaikvírus, burgonya M vírus, burgonya S vírus, búza törpülés vírus, cukkini sárga mozaikvírus, dohány mozaikvírus, dohány nekrózis vírus, dohány rattle vírus, paradicsom bronz
foltosság vírus, szilvahimlő vírus, uborka mozaikvírus) sikerült DAS-ELISA szerológiai módszerrel kimutatni, amely vizsgálatokat bioteszt módszerrel is megerősítettük. Ezek közül 5 vírus (arabis mozaikvírus, burgonya M vírus, pa
radicsom bronzfoltosság vírus, búza törpülés vírus, cukkini sárga mozaik
vírus) természetes vizekben történő előfordulása jelen vizsgálataink során vált először ismertté.
1997-ben 22 vízi és mocsári növényfaj tanulmányozása során a mocsári vízi hídőr {Alisma plantago-aquatica) fajból két vírust sikerült kimutatni.
Az A. plantago-aquatica érközi mozaikot mutató leveleiből indikátornövénye
ket nem tudtunk fertőzni, a vírus izolálása mind virofil, mind pedig virofób
növényeken eredménytelen volt. Elektronmikroszkópos vizsgálatokkal azon
ban a növényekben a potyvíruscsoportra iellem ző, fonál alakú víruspartiku- lumokat és pin w heel struktúrájú zárványtesteket mutattunk ki. DAS-ELISA szerológiai módszerrel a burgonya Y vírus jelenlétét igazoltuk. Az A. plan- tago-aquatica klorotikus gyűrűsfoltosság tüneteket mutató leveleiből pedig a C henopodium mozaikvírust tudtuk izolálni. A rókasás (Carex vulpina), a magas aranyvessző (Solidago gigantea), a közönséges gyújtoványfű {Linaria vulgáris) és a vízi tök (Nuphar lutea) szövetnedvének C henopodium és do
hányfajokra történő mechanikai átvitele során a tesztnövényeken loká]i§
klorotikus léziók és szisztemikus mozaik kialakulását tapasztaltuk, mély 1. táblázat
A Kis-Balaton területén gyűjtött növényekből DAS-ELISA módszerrel kimutatott vírusok
A növény neve Vírusok*
Alisma plantago-aquatica PVY, SoMV
Cirsium canum CMV PVM
Plantago major CMV ToMV
Ranunculus spp. A rM VCM V
Solidago gigantea CMV RRSV B N Y W
Carex vulpina CMV
Lysimachia vulgaris ArMV BNYVy CMV TMV ToMV
Lycopus europeus
-Pulicaria dysenterica PVM, T M y PAMV
Centaurea jacea PVM, CMV
-*ArMV, Arabis mozaikvírus; CMV, uborka mozaikvírus; B N Y W , répa nekrotikus sárgaerűség ví
rus; PAMV, burgonya aukuba mozaikvírus; PVM, burgonya M vírus; PVA, burgonya A vírus; PVY, burgonya Y vírus; PVS, burgonya S vírus; RRSV, málna gyűrűsfoltosság vírus; SoMV, Chenopodi
um mozaikvírus; ToMV, paradicsom mozaikvírus; TMV, dohány mozaikvírus.
szimptómák szintén vírusfertőzöttségre utalnak. A növényi mintákból szero
lógiai módszerrel kimutatott vírusokat az 1. táfaiázattartalmazza.
Figyelemre méltó az uborka mozaikvírus széles körű elterjedése, ami könnyen magyarázható a vírus polifág természetével és a természetvédelmi területen előforduló levéltetű vektorok {Myzus p ersic a e) igen nagy számá
val. Az Arabis mozaik- és a málna gyűrűsfoltosság vírusok előfordulása ösz- szefüggésben lehet a talajban élő fonálféregvektorok jelenlétével. A dohány és paradicsom mozaikvírus előfordulása igen erős agresszivitásukkal és polifág tulajdonságukkal kapcsolatos. Nem kizárt ezen vírusok maggal tö r
ténő teijedése sem.
A természetes vizek, vízi és mocsári makrofitonok vírusfertőzöttségének tanulmányozása választ adhat az alábbi a fontos kérdésekre: 1. Milyen a ma
gyarországi természetes vizek és a vizekben élő növények vírusfertőzöttsége?
2. Milyen szerepet játszanak ezek a vírusok a kultúr- és gyomnövények vírus- fertőzöttségében és fordítva? 3. Milyen etológiái összefüggések mutathatók ki a vizsgált ökoszisztémákban?
Tekintettel a természetes vizekben és vízi növényekben előforduló, gazda
ságilag is igen jelentős vírusokra, feltétlenül indokolt a vírusfertőzési lánc további vizsgálata és a vírus ökológiai összefüggések kiderítése.
A p ályázat er ed m é n y e ib ő l m eg jelen t p u b lik á c ió k listája
Pocsai E.-H orváth J.: Növén3?patogén vírusok előfordulása a magyarországi folyók és tavak vizei
ben. Növényvédelem, 1997. 33, 6 9 -7 6 .
Pocsai E,-H orváth J,: O ccurrence ofplant viruses in waters o f the Hungarian rivers and lakes. 25'**
Ann, Newsl, ISHS-Vegetable Virus Working Group, Torino, 1 9 9 7 ,1 9 ,
Horváth J.: Environmental waters as terrestrial virus sources and their role in the epidemiology o f plant viruses. 2"'* Hungarian-Egyptian Conf Environment. Budapest, 1998.
Horváth J.-Pocsai E.-Kazinczi G.: Plant virus contamination o f natural waters in Hungary. 4**’
Slovenian Plant Prot. Conf Portoroz, Slovenia, 1999.
Pocsai E,-H orváth J,-Kazinczi G.: Nevi? results on the occurrence of plant viruses in Hungarian rivers and lakes. Acta Botanica Croatica, 1999.
lte®vfe«feÂ^«ié.Éa^aigfj!&îSÉ|ÂλaiÎii3#»^li¥^ ’
■í"' 1
t^.'i
.^-■ s fe * ö ^ 0 sró ;# # tó
:émmsiêê&ïimÉf^mm;^ià ttív itjía«» f s ífs w M ^ A ' '
i^0éhms>4^ 4 $ iéééh üüí, iá ^ ís!aai#ir ¡seá^e^áirtíü.flRj'
- « « w ,s
f s ^ Ä #
ü ííd ^ i^ íí^ ífe i^ A ^ ^ l « l w ä a » t # i ^ a f e Ä ■
■GÍÍ
MIHALIK E R Z S E B E T -KALMAN KATALIN- NAGY ERIKA - MEDVEGY ANNA
Infraspeciíikus díuerzítás indihácíós jelentősége nOuényí popuIációk]]an
Az infraspecifikus diverzitás megváltozásának indikációs jelentősége ma még kevéssé ismert. Ennek oka abban is keresendő, hogy ezen változások elsősor
ban kvantitatív jellegűek, s ezért egzakt kimutatásukhoz statisztikailag feldol
gozható mintaszám szükséges. Számos elővizsgálat szükséges annak megálla
pítására is, hogy a vegetatív vagy generatív jellegek alkalmasabbak-e a diverzitás kimutatására. Eddigi eredményeink alapján egyértelművé vált, hogy a genotípusosan determinált és a környezeti hatások által módosított fenotípus vegetatív jellemzői - éppen az aktuális környezet egyes esetekben jelentős módosító hatásai következtében - kevéssé alkalmasak a más időlép
tékben kialakuló infraspecifikus diverzitás detektálására. A generatív szervek kvantitatív jellemzői közül a takarólevelek és az ivarlevelek is számos repro
dukálható adatot szolgáltatnak. A méretátlagértékek információértéke cse
kély, ugyanakkor az arány- és méreteloszlás-változások a diverzitás követke
zetes indikátorai.
Elővizsgálataink mono- és dimorf fajokra vonatkoztak, s magának az infra
specifikus diverzitásnak a feltárására irányultak. Jelen munkában új elemként tűztük ki célul e diverzitás indikációs értékének felmérését célzó vizsgálat- sorozat előkészítését. Egy vegetációs periódusra szorítkozó tevékenységünk alapján leszögezhető, hogy a vizsgálat előkészítése során a tervezettnél lénye
gesen több megoldandó probléma merült fel. Mono- és dimorf fajok vizsgála
tánál követett algoritmus nem bizon5mlt elégségesnek, holott a vizsgálatba vont faj {Lythrum saiicariaj elképzeléseink szerint minden tekintetben ideáUs tesztfajnak látszott. Általános előfordulású, talajtípusokkal szemben nem igényes, nedves élőhelyeken mindenütt megjelenik. Évelő, azaz ugyanazon egyedek/klónok több éven át történő vizsgálata megoldható. A faj virágja trimorf, ami egy populáción belül is számos variációs lehetőséget eredményez, virágbiológiai tekintetbenjól feltárt faj.
Megoldandó problémát jelent a populáció kijelölése: a faj egy-egy, általunk egyéb tekintetben alkalmasnak vélt területen kis egyedszámban fordult elő ahhoz, hogy mindhárom alakból kellő számú egyed mérhető legyen. Elővizs-________________________________ X- X Elővizs-________________________________
7 131 ^
gálatok nélkül nehezen állapítható meg az is, hogy a területen egy (néhány) klón vagy több egyed van-e jelen.
A virágzás elhúzódó, ez egyrészt a virágzatok időbeli megjelenésére, más
részt a virágzatokban nyíló virágokra is vonatkozik. Egy klón (egyed), illetve egy virágzat virágainak összehasonlító tesztelése nélkülözhetetlen.
A legnagyobb problémát az jelentette, hogy az éppen kinyíló virágok több
ségét egyelőre nem azonosított növényevő rovarok keresték fel, s különösen a portokokat és a bibét fogyasztották el. Ennek elkerülésére ki kell választani a generatív fenofázis azon szakaszát, ahol a rovarok kártétele a legcseké
lyebb.
Munkánk eredménye abban foglalható össze, hogy felmértük azon elővizs
gálatok körét, amelyek az infraspecifikus diverzitás indikációs jelenőségének felmérését optimálissá tehetik. A következő vegetációs periódusban két populáció fentieknek megfelelő feldolgozását tervezzük.
A nagyszámú minta elemzésének tárgyi feltételei adottak. A mérendő virágrészek képének digitális rögzítésével a mintavétel és a preparálás időben elválasztható a méréstől és az adatértékeléstől. Ez lehetővé teszi a munka hatékonyságának növelését.
BAGI ISTVÁN