Смешанные инфекции вирусов растений распространены в природе и могут влиять на тяжесть заболевания, эффективность передачи и реакцию хозяина.
Эти взаимодействия могут быть синергетическими, когда коинфекция усиливает репликацию вируса и патогенность, или антагонистическими, когда один вирус подавляет другой.
Неродственные вирусы, за некоторыми исключениями, взаимодействуют друг с другом синергетическим образом. Тогда как для родственных вирусов взаимодействия в основном антагонистические.
Эти антагонистические отношения, также называемые перекрестной защитой или исключением суперинфекции, исключают вирус из тканей, уже инфицированных другим вирусом. Это явление может быть использовано как форма перекрестной защиты в сельском хозяйстве, где мягкие штаммы вируса используются для «вакцинации» растений против тяжелых штаммов того же вируса.
Смешанные инфекции фитовирусами представляют собой ценную возможность для понимания того, как несколько вирусов могут одновременно инфицировать одного и того же хозяина. Ортотосповирус пятнистого увядания томата (TSWV) и ортотосповирус некротической пятнистости бальзамина (INSV) присутствуют в одних и тех же географических зонах и тесно связаны между собой. В последние годы было зарегистрировано больше случаев смешанных инфекций TSWV и INSV, а круг хозяев INSV, как сообщается, расширяется.
Ученые Университета штата Пенсильвания последовательно исследуют подробности того, что происходит, когда два распространенных вируса - ортотосповирус пятнистого увядания томатов (TSWV) и ортотосповирус некротической пятнистости бальзамина (INSV) - заражают одно и то же растение.
Смешанные инфекции TSWV и INSV были впервые зарегистрированы на растениях томата в Италии в 2000 году. В США они были зарегистрированы на табаке в шести округах в Джорджии, Флориде, Южной Каролине и Вирджинии в 2002 году, где частота сопутствующего заражения табака составляла около 40 %, а в Северной Каролине и Кентукки с 2003 года.
Сначала, поскольку одиночная инфекция INSV в исследовании Мартинеса-Очоа никогда не была обнаружена на табаке, а только на окружающих сорняках, авторы предположили, что INSV может действовать как вирус-помощник во время смешанного заражения, предполагая, что TSWV и INSV имеют синергические отношения во время вторжения.
«Напротив, в наших последних исследованиях, которые использовали два изолята из Пенсильвании двух вирусов, INSV и TSWV показали антагонистические отношения в их насекомом-хозяине трипсе, где INSV отрицательно влиял на способность трипсов сохранять и передавать TSWV, и мы предполагаем, что эти векторы передачи могут служить узким местом для установления и поддержания смешанной инфекции TSWV и INSV. Хотя наше исследование не обнаружило никаких существенных различий между идентичностью летучих веществ растений, выделяемых во время одинарной и двойной инфекции, или между симптомами и внешним видом и размером зараженного растения, трипсы были способны различать те или иные зараженные растения, а с возрастом они передавали в основном один вирус. Гипотетически результат и установление смешанной инфекции могут зависеть от прямого взаимодействия двух вирусов (например, от прямой конкуренции за ресурсы хозяина), от реакции растений на инфекцию и от склонности вирусных векторов передавать один вирус. В предыдущем исследовании мы выделили и охарактеризовали один штамм INSV и один штамм TSWV и обнаружили, что их векторы имеют антагонистические отношения. Однако ранее нам не удалось определить, распространяется ли этот антагонизм на растение-хозяина, или раскрыть основные механизмы и вклад хозяина», поясняют авторы работы, опубликованной в журнале Viruses.
В настоящей работе ученые показывают, что TSWV и INSV проявляют антагонистические взаимодействия в растении-хозяине, о чем свидетельствует более низкий титр вируса при смешанных инфекциях по сравнению с одиночными инфекциями.
Используя секвенирование малых РНК, они определили, что растение-хозяин способствует этому антагонизму посредством дифференциального процессинга малых РНК, который, по-видимому, регулирует репликацию вируса и успешность заражения. Это исследование расширяет понимание взаимодействия вирусов между собой и с хозяином и открывает возможности для использования этой динамики в комплексных стратегиях борьбы с вредителями.
Источник: Viruses 2025, doi.org/10.3390/v17060789
