Natalia O. Kalinina 박사가 이끄는 Lomonosov Moscow State University의 연구자들이 수행한 연구에 따르면kalinina@belozersky.msu.ru)
원래 연구: Samarskaya VO et al., "러시아의 감자 바이러스 Y 다양성의 시간적 및 지리적 역학"
국제 분자 과학 저널, 2023, 24(19), 14833 – 전체 텍스트 읽기
PVY의 간략한 역사: 안데스 산맥에서 러시아 들판까지
감자 바이러스 Y(PVY)는 가장 파괴적인 바이러스 병원균 중 하나입니다. 솔라 늄 (감자). 20세기 초에 처음 발견된 PVY는 재배 감자와 함께 안데스 산맥에서 유래된 것으로 추정됩니다. 시간이 지남에 따라 전 세계적인 위협으로 부상하여 수확량과 품질에 상당한 손실을 초래하고 있습니다.
PVY는 두 가지 주요 경로를 통해 확산됩니다. 첫 번째는 진딧물(예: 미주스 페르시카에 — 식물에서 식물로 바이러스를 전파하는 방식입니다. 두 번째는 감염된 종자 괴경을 통해 전파됩니다. 괴경에 PVY가 있는 경우, 그 괴경에서 자라는 모든 식물은 처음부터 감염됩니다. 또한, 야생 식물 잎 가지과 식물은 종종 자연적인 바이러스 저장고 역할을 하여 PVY가 계절마다 지속될 수 있게 합니다.
러시아 과학자들이 바이러스를 연구한 방법
다양한 기후에서 PVY 다양성을 조사하기 위해 Shemyakin-Ovchinnikov 생물유기화학 연구소와 Belozersky 물리화학생물학 연구소의 연구팀이 로모 노 소프 모스크바 주립대 학교 (MSU)가 이끄는 나탈리아 O. 칼리니나 박사 (kalinina@belozersky.msu.ru), 다년간 현장 연구를 수행했습니다. 모스크바 주 그리고 아스트라한 주. 이 지역들은 기후가 상당히 다릅니다. 모스크바 지역은 겨울이 춥고 성장기가 짧은 반면, 아스트라한 지역은 겨울이 더 따뜻하고 성장기가 길고 겨울이 온화합니다.
연구원들은 두 가지 상업용 품종의 바이러스 없는 종자 감자를 심었습니다. 남빛 그리고 라 Strada살충제가 없는 열린 들판에서. 진딧물에 의한 자연 감염이 발생하도록 두었습니다. 성숙한 식물의 잎 샘플과 수확한 괴경의 새싹을 채취하여 다음을 사용하여 분석했습니다. 고처리량 RNA 시퀀싱(RNA-seq)이 현대적인 기술을 통해 연구자들은 샘플에서 거의 100개의 완전한 PVY 유전체를 직접 재구성하고 각 영역과 샘플에 어떤 유형의 PVY가 존재하는지 확인할 수 있었습니다.
주요 발견
1. 러시아 남부에는 PVY 다양성이 더 크다
아스트라한 지역은 모스크바 지역보다 훨씬 더 다양한 PVY 개체군을 보였습니다. 총 8개의 재조합 PVY 변이체가 확인되었습니다. NTNa, NTNb, N:O, N-Wi, SYR-I, SYR-II, SYR-III및 261-4.
2. 순수 PVY-O 또는 PVY-N 유형을 찾을 수 없습니다.
샘플에서 검출된 모든 PVY 게놈은 재조합체 — 고전적인 PVY-O 및 PVY-N 유형의 모자이크. 원래 부모 균주의 전장 유전체는 발견되지 않았습니다. 이는 재조합 균주가 적합성이나 적응력 향상으로 인해 고전적인 균주를 대체하는 전 세계적인 추세를 반영합니다.
3. 결절성 전염으로 인한 바이러스 구성 변화
감염된 괴경의 새싹은 종종 모식물의 잎보다 다른 PVY 변종을 가지고 있었는데, 이는 괴경을 통한 수직 전달 유전적 필터 또는 병목 현상으로 작용할 수 있습니다. 이는 바이러스 개체군이 세대 간에 이동할 수 있음을 시사하며, 이는 씨감자 생산자에게 중요한 고려 사항입니다.
4. 기후와 풍경이 중요합니다
아스트라한의 따뜻한 기후와 주변 생물 다양성(야생 식물, 적은 살충제)은 이 지역의 PVY 변종 다양성이 높은 데 기여할 가능성이 높습니다. 이와 대조적으로, 해충 방제가 더 빈번한 춥고 도시화된 모스크바 지역은 PVY 변종 범위가 더 좁았습니다.
5. 바이러스 부하와 다양성이 항상 연관되는 것은 아니다
이기는하지만 남빛 식물은 PVY를 더 많이 축적했습니다. 라 Strada두 품종 모두 비슷한 수의 서로 다른 바이러스 유형을 보유하고 있었습니다. 이는 감수성이 식물이 얼마나 많은 바이러스를 축적하는지에 영향을 미치지만, 얼마나 많은 바이러스 유형을 보유하는지에 반드시 영향을 미치는 것은 아니라는 것을 의미합니다.
이것이 농부와 육종가에게 중요한 이유
심기 전에 씨감자를 테스트하세요: PVY는 괴경을 통해 쉽게 전파되므로 깨끗한 씨앗이 필수적입니다. 진단 도구를 사용하여 PVY 감염 여부를 확인하십시오.
현재 균주에 대한 저항성을 위한 품종: 저항성 품종 개발 또는 선택에 집중 재조합 균주 NTNa, NTNb, N-Wi와 같은 유형은 이제 고전적인 유형보다 더 널리 퍼져 있습니다.
진딧물과 잡초를 방제하세요: 진딧물은 빠르다 vectorPVY의 감염원과 주변 야생 가지과 식물이 바이러스의 숙주가 될 수 있습니다. 감염 압력을 줄이기 위해서는 두 가지 모두 관리해야 합니다.
바이러스 진화 모니터링: 이 연구에서 보여주듯이, 바이러스 개체 수는 역동적이며 세대 간에 변화할 수 있습니다. 장기적인 모니터링은 시기적절한 대응에 도움이 됩니다.
마지막 말
이 연구는 러시아의 선도적인 식물 바이러스학 팀 중 하나가 수행했습니다. 로모 노 소프 모스크바 주립대 학교 — 기후, 지리, 그리고 작물 재배 방식이 농업의 바이러스 환경에 어떻게 영향을 미치는지 조명합니다. PVY 개체군의 숨겨진 복잡성과 그 진화 과정을 밝혀냄으로써, 이 연구는 더 나은 바이러스 방제, 더 건강한 종자 생산, 그리고 더 지속 가능한 감자 농사를 위한 로드맵을 제시합니다.
전체 과학 기사:
Samarskaya VO et al., 러시아 감자 바이러스 Y 다양성의 시간적 및 지리적 역학. 국제 분자 과학 저널, 2023, 24(19), 14833.
온라인에서 읽어보세요: https://www.mdpi.com/1422-0067/24/19/14833
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