تحقیق مقاله قارچ ویروس ها

مقدمه

ازهنگامی که ذرات ویروسی برای اولین بار در سال 1962 در بافت های خوراکی                   biporus  Agaricus  توسط  هولینگزمشاهده شد. ویروسها و ذرات شبه ویروسی (VLPs ) متجاوز از 100 گونه مختلف متعلق به گروههای عمده قارچها گزارش شده است. همچنین هولینگز در1978 تخمین زد که قارچ ویروسها ممکن است درحداقل 5000 گونه از قارچهاوجودداشته باشد.استفاده ازواژه ذرات شبه ویروسی به جای ویروس درمواردی بکارمی رود که«قارچ ویروس» جدا نشده ومشخصات آن نیز تعیین نشده است .

اغلب می توان آنها را در آلودگی های رایج قارچی مشاهده کرد که دربعضی صفات خاص شبیه ویروسهای متداول هستند و در ژنوم آنها نیز شباهتهایی با پلاسمیدها وجود دارد. غالباً دارای RNA دورشته ای و چند قسمتی بوده که این قطعات معمولاً جداگانه ولی درون ذرات شبیه هم قرار دارند.

قارچ ویروسها اغلب دارای ذرات ایزومتریک به قطر nm48-25 هستند ولی ذرات باسیلی فرم، میله ای فرم و ذرات گرد خال مانند(Herpeslike) نیز گزارش شده است.انتقال آنها اغلب طی تقسیمات سلولی و ترکیب سلولی و تولید اسپور در میزبان قارچ صورت می گیرد. هنوز ناقل طبیعی کارایی برای آنها شناخته نشده است که شاید به همین دلیل دارای دامنه میزبانی محدودی در بین گونه ها و جنسهای قارچها می باشند.

نکته قابل توجه این است که مایکوویروسها سبب آلودگیهای پنهان در قارچهای میزبان خود می شوند, همچنین در آلودگیهای ویروس در مخمرها همراه بودن پروتئینهای کشنده کاملاً محرز است.

اخیراً ازآنها درکنترل بیولوژیک وایجاد نژادهای کم تهاجم قارچی(Hypovirulent) وهمچنین فعالیت های بیولوژیکی آنتی ویروسی و آنتی توموری و ... استفاده می شود. 

تاریخچه :

ازهنگامی که ذرات ویروسی برای اولین بار در سال 1962 در بافتهای خوراکی                   biporus  Agaricus  توسط  هولینگزمشاهده شد. ویروسها و ذرات شبه ویروسی (VLPs ) متجاوز از 100 گونه مختلف متعلق به گروههای عمده قارچها گزارش شده است. همچنین هولینگز در1978 تخمین زد که قارچ ویروسها ممکن است درحداقل 5000 گونه از قارچهاوجودداشته باشد.

دلایل نا شناخته ماندن آنها :

مایکوویروسها به چهار دلیل از ویروسهای روی گیاهان و حیوانات و باکتریها دیرترکشف شدند. 

بسیاری از قارچهای تحت تأثیر ویروس علائمی از خود نشان نمی دادند.

در مورد قارچهای رشته ای ممکن است تحقیق کردن در مورد آنها یا ایزوله کردن آنها از منابع طبیعی سخت باشد. زیرا ایزوله های آنها یا خوب رشد     نمی کنند و یا در شرایط آزمایشگاهی کولونیهایی می دهند که با کلونیهای ایجاد شده توسط آنها در طبیعت متفاوت است.

انتقال آزاد سلولی یا خالص سازی ویروس مشکل است و باید تحت شرایط کنترل شده دقیق صورت گیرد تا طی تلقیح ویروس خالص سازی شده, همان آلودگی ناشی از اسپورهای قارچی هوازاد آلوده به این ویروس در میزبان زراعی را ایجاد کنند.

بیماریهای قابل انتقال قارچی نظیر victoria Helminthosporium  را یک بیماری ویروسی می دانستند در صورتیکه با تکنیکهای ویروس شناسی قابل شناسایی نبودند. با وجود اینکه علائم آنها شبیه بیماری ویروسی نبود دانشمندان آن را بیماری ویروسی تصور می کردند که اتفا قاً از روی همین علائم و تضادها اولین مایکوویروسها کشف شدند.

کلیات:   

انواع مورفولوژیکال متعددی از اجسام شبه ویروسی در قارچها یافت شده اند و مقدار کمی از اینها ( VLPs ) از قواعد ویروسها تبعیت می کنند . استفاده از واژه شبه ویروس به جای ویروس در مواردی بکار می رود که «قارچ ویروس» جدا نشده و مشخصات آن نیز تعیین نشده است . و واژه ویروس برای ذراتی که از نظر مورفولوژیک مشابه ویروس هستند, خالص سازی شده و ژنوم اسید نوکلئیک در یک پوشش پروتئینی در آنها مشاهده شده است . با وجود اینکه در مواردی عفونت  زایی هم ندارند.

جدولی در سال 1986 ارائه شد که شامل حدود  200 (VLPs  )  در متجاوز از 100 گونه قارچ بود. به دو دلیل اعتقاد داشتند که تعدادواقعی ( VLPs ) از این مقدار ممکن است کمتر باشد:

بعضی از VLP ها ممکن است دارای ژنوم دوقسمتی باشند به عنوان مثال, VLP های ایزومتریک ظاهراً با ابعاد اندازه گیری شده مختلف که در

آزمایشگاههای مختلف اندازه گیری شده اند در واقع مشابه هستند این موضوع با اندازه گیری ابعاد ذرات,از یک نژاد مشابه Penicillium chrysogenum که ابعاد آن از 40 35 نانو متر متغیر است مشخص می شود . متغیرهای زیادی هستند که اندازه گیری ابعاد این ذرات را توسط میکروسکوبهای الکترونی تحت تأثیر قرار می دهند. از جمله این عوامل متغیر می توان به 1 رنگ استفاده شده 2 درجه خلوص ویروس 3 تجمع ذرات ویروس 4 استاندارداهایی که در کالیبراسیون استفاده می شود, را نام برد.از این رو زمانیکه این ذرات با اندازه های مختلف متعدد از یک گونه خاص قارچ گزارش شدند اغلب کاملاً مشخص نیست که دقیقاً چند نوع مختلف VLP را ارائه داده اند. بطور مثال در Pyricularia oryzae دو ذره به ابعاد  nm30 وnm 45 از یک آزمایشگاه و دو ذره دیگر با ابعاد nm 36 35 و nm 25 از آزمایشگاه دیگر گزارش می شود حال معلوم نیست که این گزارشات مربوط به 4 ( VLPs ) مجزا هستند و یا هر دو اندازه ذرات مذکور در آزمایشگاههای مختلف متفاوت به همان دو ذره ( VLPs ) بر می گردد.

بعضی از VLPها ممکن است در واقع ویروس نبوده بلکه با عناصر ویروسی اشتباه گرفته شوند بطور مثال از عناصر سلولی که ممکن است در برشهای بسیار باریک تهیه شده جهت بررسی با میکروسکوپ الکترونی با VLP ها اشتباه شدند می توان گرانولهای گلیکوژن و ذرات گاما را نام برد.

درتحقیقی جهت بررسی این امرکه آیا امکان این هست که ویروسهایی که ازنژادهای مختلف  Slime mold , ( Physarum polycephalum) گرفته شده اند بتوانند واکنشهای بدنی را تحت تأثیر قرار بدهند محققین متوجه شدندکه علت رفتار مختلف نژادهای مختلف این قارچ در این تستها بخاطر تفاوت در تعداد نسخه های این اجزا هست. از طرف دیگر اسپکترومتریک نشان داد که اینها پیک جذب درnm 260 یا nm 280 که مختص اسید نوکلئیک و پروتئین هست را ندارند در نتیجه به این نتیجه رسیدند که ممکن است این اجزا گرانولهای گلیکوژن باشند. این نتیجه گیری با مشاهده حساسیت آن نسبت به آلفا آمیلاز قوت گرفت. این نتیجه در مورد قارچهای Clindrocladium scoparium , Lentinus edodes , Schizophyllum commune صادق است.

اما در مورد ذرات گاما , این ذرات در زمان اسپوروژنز از گرانولهای دارای بار شکل می گیرند. در حدود 40  نانومتر  قطرشان هست. در داخل سیسترنهای شبکه آندوپلاسمیک دانه دار ظاهر شده که با هم آمیخته و تشکیل تجمعات nm 100 را می دهند. در برشهای عرضی ذرات گاما توسط سه لایه پوشیده شده اند که لایه بیرونی غشاء لیپیدی است. زئوسپورهای Blastocladiella emersonii دارای 12 ذره گاما و همچنین در سایر کتریدیومیستها از جمله Allomyces arboscular , Allomyces macrogenus , Catcuaria anguilulae  , Coelomomyces punctatus , Coelomysidium simulii , Olpidium brassicae  , Phlyctochytrium irregulare , Rozella allomyces .

ذرات گاما از نظر مورفولوژی و سایز ترکیبات پایه  DNAها  مشابه Poxvirus ها هستند. هیچ شاهدی مبنی بر این نداریم که این ذرات گاما , خودشان  عفونت زا هستند و یا خودشان توانایی نسخه نویسی را دارند برای همین ناخواسته کاندیدای ویروس بودن هستند چون وابسته اند.

شواهد خوبی وجود دارد که ذرات گاما تشکیل سیتزوم می دهند. سیتزومها وزیکولهای کروی هستند که شامل کمپلکس کتین سنتتاز که توانایی تشکیل میکروفیبریلهای کتین را دارا هستند. کار آنها این است که کتین سنتتاز را به سایتهایی که میکروفیبریلها انباشته می شوند در سطح سلولهای قارچ انتقال می دهند احتمالاً حضوردر قارچهای کتین ساز از قبیل Allomyces sp.  , Mocur sp. , Neurospora sp. , Saccharomyces sp. , Agaricus sp.  و زئوسپورهای Blastocladiella emersonii که فاقد دیواره سلولی هستند یافت می شوند.

در غیاب سنتز RNA و پروتئین , در طی تشکیل زئوسپور, ذرات گاما از نظر ظاهری تغیر کرده و وزیکولهای متعددی در حدود nm 80 آزاد می کنند. این وزیکولهای ذرات گاما به سطح اسپور مهاجرت کرده و به غشاء سلولی می پیوندند که این واقعه همزمان با ظهور دیواره اولیه سیست اتفاق می افتد. در مطالعات Invitro نشان داده شده است که ذرات گاما ایزوله شده  فعالیت کتین سنتتاز را نیز شامل می شوند. این ذرات بیشتر به عنوان عناصر سلولی طبقه بندی می شود و کار و طریقه نسخه نویسی DNA آنها مشخص نیست.

از سایر ساختارهایی که ممکن است با VLP ها اشتباه شوند بخشهای کوچک سلولها شامل تجمعات کریستالین پروتئینها مانند الکل دهیدروژناز در Saccharomyces carlsbergensis   و گرانولهای پلی فسفات در برشهای عرضی از ساختارهای توبولار دستگاه گلژی و ساختارهای غشایی ساخته شده توسط دستورالعمل میتوکندریهای موجود در سلولهای مخمر در حال جوانه زنی.

همانطور که گفته شد مسلماً نیاز مبرمی به ایزوله کردن و تعیین مشخصات VLP ها یی که با میکروسکوپ الکترونی یافت شده اند احساس می شود قبل از اینکه بطور قطعی بتوان آنها را ویروس نامید.

مرفولوژی :

ژنوم قارچ ویروس دارای شباهتهایی با ژنوم پلاسمید می باشد . اغلب دارای ذرات ایزومتریک به قطورnm  25 45 می باشند اما گاهی ذرات باسیلی شکل,  میله ای شکل , نخی شکل, گرزی شکل و همچنین ذرات گرد خال مانند Herpslike ) ) گزارش شده است. اغلب دارای dsRNA چند قسمتی بوده که این قطعات معمولاً جداگانه ولی درون ذرات شبیه هم قرار دارند. در زیر به گروههای مختلف (  VLPs) با توجه به فرم ذرات و محتوی ژنوم آنها اشاره می کنیم :

ذرات میله ای شکل ( Rod – shaped ) : در قارچهای آسکومیست, بازیدیومیست و قارچهای ناقص کشف شده اند. که این ذرات میله ای شکل محتوی ssRNA هستند و شامل گروههای ویروسی:

-Tabamovirus

-Forovirus

-Tobravirus

-Hordeivirus

-Tobaco stunt virus group

 که از جمله اینها می توان  TMV – like particle را نام بردکه بر روی زنگها شامل Puccinia sp.  , Coleosporium sp. , sp.  Uromyces و سفیدکهای پودری شامل Erysiphe sp. , Phylactinia sp .  , Sphaerotheca sp.  دیده شده اند.

ذرات نخی شکل ( Flexuous Rod – shaped ) : در قارچهای آسکومیست , بازیدیومیستها و قارچهای ناقص و ماستیگومایکوتینا کشف شده اند. این ذرات محتوی ssRNA هستند و شامل گروههای ویروسی :

-Potexvirus

-Clastrovirus

-Carlavirus

-Rice strip virus group

-Potyvirus

ذرات باسیلی شکل ( Bacilliform and Bullet – shaped ) : محتوی ssRNA وشامل گروه ویروسی Rhabdoviridae  هست که به عنوان مثال می توان ذرات alfalfa mosaic virus را که ذراتی بدون پوشش (  non – involved) هستند و بر روی  Agaricus bisporus اثر می گذارند را نام برد.

ذرات گرزی شکل ( Club – shaped ) : محتوی dsRNA که از آن جمله می توان ویروسهای روی قارچ  Endothia parasitica عامل بیماری سوختگی شاه بلوط  Chesnut blight را نام برد.

ذرات  Enveloped pleomorphic : بر روی Neurospora crassa  و Saccharomyces sp.  میتوان آنها را یافت .

   ذرات گرد خال مانند ( Herpslike ) : محتوی DNA هستند . این ذرات خارج سلولی و پوشیده شده با غشاء هستندو بر روی Oomycetes  مورد بررسی به موارد زیر می توان اشاره کرد:

  Phytophthora parasitica var. parasitica

Schizochytrium aggnegatum 

   Thraustochytrium sp.  ( بیش از بقیه مورد بررسی بوده است.)

Geminate particle : محتوی ssDNA می باشند و روی ایزوله های کندرشد از Neurospora crassa  یافت می شوند.

ذرات ایزومتریک : از نظر محتوی ژنوم به چهار دسته تقسیم می شوند:   

dsRNA ها , که از این گروه می توان Penecillium stoloniferum , Penecillium citrinum , Allomyces arbuscular  را نام برد.

ssRNA ها ,که از Oomycetes  بر روی سفیدک دروغین برنج Sclerophthora macrospora اثر می گذارد.

dsDNA ها , تنها ذرات ایزومتریک بدون پوشش که بر روی Rhizidiomyces sp. از کیتریدیومیستها اثر می گذارد. ( این قارچ پارازیت روی Achyla  و Saprolegnia از Oomycetes  می باشد.)

VLP هایی از قارچهای پست با ابعادی بین nm200 – 40  که بر روی قارچ Albugo candida  اثر می گذارد.

Retrovirus – like particle : این گروه بر روی Saccharomyces cerevisiae تأثیر می گذارد.

 انتقال :

انتقال قارچ ویروسها اغلب طی تقسیم سلولی, ترکیب سلولی و تولید اسپور در میزبان قارچ صورت می گیرد. هنوز ناقل طبیعی کارایی برای قارچ ویروسها شناخته نشده است و یکی از مشکلات عمده آنها عدم وجود آزمونهای مرسوم بیماریزایی مثل انتقال با مایه زنی عصاره به میزبان سالم است.

بیشتر قارچ ویروسها رابطه سرولوژیکی با هم ندارند و دامنه میزبانی محدودی در بین گونه ها و جنسهای قارچها دارند. دلیل این اختصاصی بودن آشکار ممکن است به علت عدم وجود ناقلین مشخص یا نبود روشهای انتقال آزمایشگاهی خاص باشد تا عدم توانایی آنها به آلودگی گونه های قارچی مختلف.

علائم :

 هر چند اغلب ویروسهای گزارش شده بدون علائم بیماری هستند و یا آلودگی نهفته در میزبان های قارچی ایجاد می نمایند, ولی تأ ثیرات آلودگیهای ویروسی در قارچ خوراکی کاملاً محرز است.

از جمله علائم روی قارچ Agaricus bisporus   به شرح زیر است:

اسپوروفر یا کلاهک قارچهای آلوده کوچک, بدشکل و ممکن است چروکیده و یا آبکی باشد.       

معمولاً ساقه قارچ بیمار در اثر بیماری کشیده شده و قارچ به شکل چوب طبل و یا بشکه ای شکل در می آید.

کلاهک قبل از موعد باز می شود.         

باید توجه داشت که این علائم ممکن است در اثر عوامل زیست محیطی و زراعی نیز بوجود آید. بطور کلی بیماریهای ویروسی روی قارچهای خوراکی ممکن است علائم مشخصی نداشته باشند و کاهش میزان محصول در واحد سطح شاید بهترین و مشخص ترین علامت بیماری باشد. ویروس باعث ضعیف شدن و کاهش میسیلیوم قارچ می شود. این میسیلیوم در محیط کشتهای مصنوعی نیز در مقایسه با قارچ سالم از رشد مطلوبی برخوردار نیستند.

بیماری ویروسی در قارچ Agaricus bisporus :

 قارچ خوراکی Agaricus bisporus در اروپا 300 سال و در امریکا حدود یک قرن است که پرورش داده می شود اولین بار علائم بیماری آبکی شدن ساقه در سال 1948 توسط برادران لافرانس مشاهده شد که بنا به همین دلیل به بیماری لافرانس هم شهرت یافت,  در استرالیا و ژاپن تحت نامهای بیماری x , بیماری قهوه ای, آبکی شدن ساقه و خشکیدگی قارچ ( die - back )  گزارش شده است.

با اینکه علائم خیلی زود مشاهده شد ولی تا مدتها تصور نمی شد که بیماری ویروسی باشد تا اینکه در سال 1959 گاندی بطور قاطع نشان داد که این بیماری بوسیله قطعات میسیلیوم انتشار می یابد و عامل انتقال آناستموز میان هیفها بوده که همین مسئله منجر به دلالت بر یک فاکتور سیتوپلاسمیکبه عنوان عامل بیماری شد.

چند سال بعد در سال 1962 هولینگز اولین قارچ ویروس را روی Agaricus bisporus کشف کرد و سپس سه نوع ذره از قسمت میوه قارچ بیمار در انگلستان بدست آورد که 2 ذره آن ایزومتریک و تحت نامهای MV1 , MV2  نامیده شد و ذره سوم که باسیلی فرم بود به نام MV 3 نامیده شد.

بعدها دو ذره ایزومتریک دیگر به قطرهای nm 34 و nm 35 به نامهای MV4 , MV5 کشف شد. اما رایجترین آنها ذرات باسیلی فرم و ذرات ایزومتریک با قطرهای nm 25, nm 34 , nm 35 بوده است.این بیماری موجب خسارت شدید به محصول قارچ خوراکی در بسترها می شود, همچنین انتقال ویروس از طریق اسپور و بذر قارچ به راحتی صورت می گیرد.

کنترل:

در مراکز پرورش قارچ ممکن است از طریق میسیلیومهای سالم ( Spawn ) , استریل سازی کمپوست , استریل کردن بسترهای پرورش قاچ و استفاده از فیلترهای هوا جهت جلوگیری از ورود اسپورهای آلوده به ویروس, کنترل می شود.

ارائه دو سیستم مدل از مایکوویروسها

 بیماری مسری Helminthosporium victoriae ؛ گواهی برای بیماری شناسی ویروسی

مقدمه:

حداقل 4 انگیزه اصلی برای شناسایی و مطالعه عوامل میرمسی در بیماریهای قابل انتقال   Helminthosporium victoriae می باشد.

بیماری ویروسی H. victoriae سیستمی بوجود می آورد که از آن    می توان برای مطالعه در مورد تأثیرات آسیب شناختی قارچ ویروسها در قارچهای رشته ای استفاده کرد. در این بررسی ما به این نتیجه می رسیم که اکثریت قارچ ویروسها غیر بیماریزا هستند و معمولاً هیچ اثر زیان آوری بر روی میزبان خود ندارند.

علائم این بیماری به عنوان نشانه های با ارزشی در تشخیص و شناسایی قسمت های مبتلا شده قارچ که مورد آزمایش یک دوره ویروسی قرار گرفته است به کار می رود. تلاشهای اخیر برای به وجود آمدن یک سیستم آزمایشی برای انتقال قارچ ویروس به صورت بدون سلول به علت عدم وجود علائم قابل شناسایی مختل شده است. اخیراً برای شناسایی میسیلیومهای مبتلا شده نیاز است که مسیسیلیوم مجزا با استفاده از کلونیهای بزرگ قارچی تولید شده و در مورد وجود ویروس و یا اسید نوکلئیک ویروس مورد بررسی قرار گیرند.