Ученые реконструировали картину быстрого распространения вируса желтой крапчатости риса по всей Африке, чтобы показать - контактная передача является основным путем передачи вирусов растений, однако ей в значительной степени пренебрегают. Контактно-передающиеся вирусы имеют частицы, которые стабильны вне инфицированных клеток, остаются инфекционными на загрязненных поверхностях и достигают высоких концентраций (титра) в инфицированных растениях.
Согласно новому исследованию под руководством Эжени Эбрар из Института исследований в области развития (IRD, Франция), опубликованному в журнале открытого доступа PLOS Pathogens, с середины 1800-х годов деятельность человека способствовала быстрому распространению вируса желтой крапчатости риса (Rice yellow mottle virus, RYMV) - патогена, поражающего рис, - по всей Африке.
RYMV - это патоген, который заражает рис и несколько родственных видов злаковых культур, и который представляет серьезную угрозу для производства риса в Африке. В новом исследовании ученые изучили, как история человечества повлияла на распространение RYMV, изучая, как различные штаммы RYMV развивались в разных местах и в разное время.
Исследовательская группа сравнила последовательности генов, кодирующих вирусный белок, или полноразмерные вирусные геномы из 335 образцов вирусов, собранных на обширных площадях в Восточной Африке в период с 1966 по 2020 год.
На основании вариаций и сходств в последовательностях генов исследователи обнаружили доказательства того, что RYMV появился в середине 1800-х годов в горах Восточной Дуги, очаге биоразнообразия, расположенном на территории современной Танзании, где люди выращивали рис для подсечно-огневого земледелия.
Было выявлено несколько случаев попадания вируса RYMV из диких злаковых трав в культурный рис, при этом вирус быстро распространился на близлежащие районы выращивания риса, включая долину Киломберо и регион Морогоро на юге Танзании.
Исследование также показало, что люди переносили RYMV на большие расстояния в зараженном рисовом растительном материале в различные моменты истории. Вирус распространялся по караванным путям от побережья Индийского океана до озера Виктория во второй половине 1800-х годов, из Восточной Африки в Западную Африку в конце 1800-х годов, от озера Виктория до севера Эфиопии во второй половине 1900-х годов, а затем на Мадагаскар в конце 1970-х годов.
Неожиданно к концу Первой мировой войны он переместился из долины Киломберо в южную часть озера Малави, вероятно, из-за того, что рис был основным продуктом питания для солдат.
В целом эти результаты свидетельствуют о том, что транспортировка зараженных семян риса была основным фактором распространения вируса RYMV на большие расстояния не только в пределах Восточной Африки, но и в его заносе из Восточной Африки в Западную Африку и на Мадагаскар.
Распространение вируса желтой крапчатости риса по всей Восточной Африке, визуализированное с помощью Evolaps. Автор: Франсуа Шевене.
Исследователи приходят к выводу, что из-за деятельности человека RYMV может распространяться так же эффективно, как некоторые высокомобильные зоонозные вирусы, которыми люди заразились от животных. Исследование также проливает свет на риск передачи RYMV и других вирусов растений из Африки на другие континенты.
Контактная передача является основным путем передачи вирусов растений, однако ей в значительной степени пренебрегают, подчеркивают авторы работы. Контактно-передающиеся вирусы имеют частицы, которые стабильны вне инфицированных клеток, остаются инфекционными на загрязненных поверхностях и достигают высоких концентраций (титра) в инфицированных растениях. Благодаря стабильности вириона и высокому титру, Sobemoviruses (семейство Solemoviridae), Tobamoviruses (Virgaviridae), Potexviruses (Alphaflexiviridae) и Tombusviruses (Tombusviridae) перечислены в качестве кандидатов на контактную и абиотическую передачу.
«Вирус желтой крапчатости риса - это одноцепочечный РНК-вирус рода Sobemovirus. Род Sobemovirus отличается от трех других родов тем, что имеет узкий круг хозяев - ограничен двумя видами культурного риса Oryza sativa и O. glaberrima, видами дикого риса и несколькими родственными видами Eragrostideae, достигает высокой концентрации вируса в течение двух-трех недель и остается заразным в стерне риса в течение месяцев. В этой статье мы отмечаем роль человеческой истории в передаче фитопатогенов и подчеркиваем риски межконтинентальной передачи», заключают авторы работы.
Источник: Public Library of Science. DOI: 10.1371/journal.ppat.1013168