ویروس موزائیک خیار (CMV) : علل، علائم، چرخه بیماری

ویروس موزائیک خیار (^[1]CMV) یکی از مهم‌ترین ویروس‌های گیاهی از نظر اقتصادی است که بیش از ۱۲۰۰ گونه در بیش از صد خانواده گیاهی را آلوده می‌کند. این ویروس در محصولاتی مانند خیار، گوجه‌فرنگی، فلفل، کاهو، موز، طالبی، اسفناج و توتون شناسایی شده و موجب کاهش شدید عملکرد می‌شود. CMV عمدتاً توسط شته‌های ناقل به صورت غیرپایدار منتقل می‌شود. این ویروس همچنین ممکن است توسط دانه‌های آلوده، تماس مکانیکی و مخازن موجود در علف‌های هرز گسترش یابد. این بیماری باعث توقف رشد، ایجاد الگوهای موزاییکی بر روی برگ‌ها، تغییر شکل میوه و کاهش بهره‌وری می‌شود. در نتیجه آن را به تهدیدی جدی برای کشاورزان در سراسر جهان تبدیل می‌کند. بررسی علل، علائم و چرخه بیماری‌زایی این ویروس می‌تواند در شناخت بهتر راهکار‌های پیشگیری و کنترل آن نقش کلیدی داشته باشد.

عامل بیماری‌زایی ویروس موزائیک خیار

ویروس موزائیک خیار یک ویروس گیاهی متعلق به جنس Cucumovirus در خانواده Bromoviridae است. این ویروس بسیار متنوع است و چندین سویه از آن وجود دارد که از نظر بیماری‌زایی، دامنه میزبانی و توانایی ایجاد علائم شدید بیماری متفاوت هستند. ویروس CMV ساختار بیست‌وجهی دارد که به آن شکل کروی با قطر تقریبی ۲۸ تا ۳۰ نانومتر می‌دهد. برخلاف بسیاری از ویروس‌های گیاهی دیگر، ویروس موزائیک خیار فاقد پوشش لیپیدی است. همین ویژگی موجب پایداری آن در شیره گیاهی شده و امکان بقا برای چندین ماه در بقایای آلوده را فراهم می‌کند. این ویژگی ساختاری، ویروس را قادر می‌سازد تا به راحتی از طریق تماس و روش‌های مکانیکی بین گیاهان منتقل شود.

ساختار ژنوم ویروس موزائیک خیار

ژنوم ویروس موزائیک خیار از سه بخش RNA تک رشته‌ای با قطبیت مثبت تشکیل شده است:

• RNA1 :آنزیم RNA پلیمراز وابسته به RNA را کد می‌کند که نقش مهمی در تکثیر ویروس دارد.
• RNA2 :پروتئین‌های حرکتی ویروس‌ها را کد می‌کند و به ویروس‌ها اجازه می‌دهد در سلول‌های گیاهی و همچنین در داخل گیاه میزبان حرکت کنند.
• RNA3 :پروتئین کپسید و یک پروتئین حرکتی دیگر را کد می‌کند که نقش مهمی در پایداری ویروس و انتقال توسط شته‌ها ایفا می‌کند.
• علاوه بر این، CMV زیرژنومی RNA4 را تولید می‌کند که سنتز پروتئین پوششی را جهت تشکیل ذرات ویروس جدید هدایت می‌کند. پروتئین پوششی، ویروس را قادر می‌سازد به واسطه شته منتقل شود ، زیرا در طول تغذیه با قطعات دهانی حشره تعامل دارد.

برخی از سویه‌های ویروس موزائیک خیار علاوه بر این عنصر ژنتیکی، دارای RNA ماهواره‌ای (satRNA) هستند که هیچ محصول کدکننده پروتئینی را رمزگذاری نمی‌کند، با این حال در برخی مواقع تاثیرات عمیقی بر الگوی بیماری خواهد داشت. وجود آن، ویروس را یا به سمت فنوتیپ‌های خفیف‌تر سوق می‌دهد یا یک فنوتیپ بسیار تهاجمی ایجاد می‌کند که باعث کوتولگی شدید همراه با نکروز در گیاهان آلوده می‌شود.

علائم ویروس موزائیک خیار (CMV)

علائم برگ

یکی از بارزترین علائم آلودگی به CMV، ایجاد الگوی موزاییکی در برگ هاست که در آن لکه‌های نامنظم سبز روشن و تیره روی برگ‌ها ظاهر می‌شود. این الگوی موزاییکی اغلب با لکه‌دار شدن، کلروز (زرد شدن) و تغییر شکل برگ همراه است. برگ‌های آلوده ممکن است چروکیده، مجعد یا پیچ خورده شوند و توانایی آن‌ها در انجام فتوسنتز به طور چشم‌گیر کاهش یابد. در برخی گیاهان، مانند گوجه فرنگی، ویروس موزائیک خیار باعث ایجاد اثر بند کفشی (shoestring effect) می‌شود که از نشانه‌های آن می‌توان به برگ‌های باریک، نخ مانند و به شدت تغییر شکل یافته اشاره کرد. این علائم گیاه را ضعیف می‌کند و آن را بیشتر مستعد ابتلا به عفونت‌های ثانویه و استرس‌های محیطی می‌کند.

علائم رشد و نمو

گیاهان آلوده اغلب دچار کوتولگی می‌شوند. فاصله میان‌گره‌ها کاهش یافته و اندازه برگ‌ها کوچک‌تر می‌گردد. در موارد شدید، گیاهان آلوده، کوتوله و پرپشت به نظر می‌رسند و به ارتفاع طبیعی خود نمی‌رسند. این ویروس همچنین در رشد گل اختلال ایجاد می‌کند و منجر به تأخیر در گلدهی یا از بین رفتن گل می‌شود. این اختلال، توانایی گیاه در میوه‌دهی را کاهش می‌دهد و مستقیماً بر عملکرد آن تأثیر می‌گذارد. در محصولاتی مانند تنباکو و گوجه‌فرنگی، ویروس موزائیک خیار می‌تواند باعث تضعیف عمومی گیاه شود و آن را در برابر عوامل استرس‌زای محیطی مانند خشکسالی یا کمبود مواد مغذی آسیب‌پذیرتر کند.

علائم میوه

کیفیت و کمیت میوه به طور قابل توجهی تحت تأثیر آلودگی CMV قرار می‌گیرد. در خیار و خربزه، میوه‌های آلوده اغلب دچار تغییر شکل، رشد برجستگی‌های زگیل مانند و شکل‌های ناهموار می‌شوند. علاوه بر این، بر سطح میوه ممکن است رگه‌های زرد یا سفید، الگوهای تغییر رنگ یا لکه‌های نکروتیک دیده شود که فروش آن‌ها را غیر ممکن می‌سازد. در گوجه فرنگی، آلودگی به CMV منجر به میوه ناهموار و ضعیف، تغییر رنگ می‌شود و ارزش تجاری محصول را کاهش می‌دهد. برخی از میوه‌های آلوده ممکن است از نظر اندازه کوچک‌تر و بی‌مزه نیز باشند که این امر میزان تقاضای آن‌ها در بازار را کاهش می‌دهد. در محصولاتی مانند فلفل و کدو، علائم میوه ممکن است شامل بافت ناهموار، ترک خوردگی و قهوه‌ای شدن داخلی باشد که فروش یا مصرف آن‌ها را نامناسب می‌کند.

تاثیرات بلند‌مدت

آلودگی به CMV اثرات بلندمدتی بر میزان تولید محصول دارد. ترکیبی از کاهش فتوسنتز، توقف رشد، تشکیل ضعیف میوه و پیری زودرس گیاه منجر به کاهش قابل توجه عملکرد گیاه می‌شود. همچنین گیاهان آلوده در مقایسه با گیاهان سالم بیشتر مستعد ابتلا به عفونت‌های ثانویه توسط باکتری‌ها، قارچ‌ها و سایر ویروس‌ها می‌شوند که سلامت آن‌ها را بیشتر به خطر می‌اندازند. کشاورزان در چنین وضعیتی محتمل ضرر‌های اقتصادی خواهند شد، زیرا هزینه‌های تولید در شرایط مدیریت مزارع آلوده افزایش می یابد، کیفیت میوه کاهش یافته و میزان فروش نیز کاهش خواهد یافت.

چرخه بیماری ویروس موزائیک خیار (CMV)

اکتساب و انتقال ویروس توسط شته‌ها

روش اصلی انتقال CMV از طریق شته‌ها است. بیش از ۸۰ گونه شته، از جمله شته سبز هلو (Myzus persicae) و شته خربزه (Aphis gossypii)، می‌توانند CMV را منتقل کنند. ابتلا به این بیماری زمانی اتفاق می‌افتد که شته از گیاه آلوده تغذیه می‌کند و ویروس‌ها را بازیابی و جدا می‌کند. ویروس به خرطوم (stylet) شته می‌چسبد اما در بدن حشره گردش نمی‌کند. از آنجایی که انتقال CMV پایدار نیست، شته می‌تواند بلافاصله هنگام حرکت و تغذیه ویروس را به گیاه دیگری منتقل کند، اما پس از چندین بار تغذیه، توانایی انتقال را از دست می‌دهد. این مکانیسم انتقال سریع، ویروس را قادر می‌سازد تا به سرعت در فواصل کوتاه و بلند، به ویژه هنگامی که جمعیت شته‌ها زیاد است، گسترش یابد.

نفوذ و عفونت اولیه

پس از ورود به میزبان جدید، ویروس در محل تغذیه وارد سلول‌های اپیدرمی می‌شود و شروع به آلوده کردن گیاه میزبان می‌کند. CMV یک ژنوم RNA تک‌رشته‌ای است که فاقد پوشش درون سلول است و برای تولید پروتئین‌هایی که برای تکثیر نیاز دارد از سلول میزبان خود استفاده می‌کند. سپس ویروس شروع به تکثیر می‌کند و نسخه‌های متعدد از خود ایجاد می‌کند. در این مرحله اولیه، CMV تنها سلول‌های اطراف محل عفونت را الوده می‌سازد ، اما ظرف چند روز، شروع به حرکت در بافت‌های گیاه و بخش های دیگر را نیز درگیر می‌کند.

همانندسازی و حرکت سلول به سلول

CMV در داخل سلول‌های گیاهی از آنزیم خاصی به نام RNA پلیمراز وابسته به RNA برای تکثیر استفاده می‌کند که درون ویروس کدگذاری شده است. پس از تولید مقادیر کافی از ذرات ویروس، CMV با استفاده از پلاسمودسماتا (Plasmodesmata) شروع به گسترش سلول به سلول می‌کند. پلاسمودسماتا کانال‌های میکروسکوپی بین سلول‌های گیاهی هستند که ویروس به کمک  پروتئین حرکتی تولیدی خود در آن گسترش می‌یابد. این پروتئین کانال را گسترش می‌دهد و به ویروس اجازه می‌دهد آزادانه حرکت کند. در این مرحله اولین علائم بیماری شامل  الگوهای موزاییکی، تغییر شکل برگ و کلروز که زرد شدن ناحیه آلوده است، ظاهر می‌شوند.

عفونت سیستمیک

CMV وقتی وارد آوند‌های گیاه، به ویژه آوند آبکش می ‌شود، ، به سرعت در سراسر گیاه پخش می‌شود زیرا این سیستم می‌تواند ویروس را به برگ‌های جوان، ساقه‌ها، گل‌ها و میوه‌ها منتقل کند. نتیجه آن علائم شدید موزاییک، توقف رشد و بدشکلی میوه خواهد بود. در این مرحله، آلودگی حالت سیستمیک دارد یعنی کل گیاه آلوده می‌شود نه فقط یک ناحیه محدود. این عفونت اغلب منجر به ضعیف شدن گیاهان، کاهش فتوسنتز و تشکیل میوه ضعیف می‌شود و در نتیجه بر عملکرد و کیفیت محصول تأثیر زیادی می‌گذارد.

گسترش ثانویه

در CMV گیاهان آلوده به عنوان مخازن ویروس عمل کرده و در گسترش بیشتر بیماری نقش دارند. این شیوع زمانی بسیار تشدید می‌یابد که شته‌ها به تغذیه از آن‌ها ادامه دهند و پس از آن ویروس را به گیاهان جدید منتقل کنند. علاوه بر شته‌ها، گیاهان آلوده می‌توانند از طریق روش‌های مکانیکی مانند ابزار کشاورزی آلوده، دستکاری انسان و تماس مستقیم گیاه با گیاه دیگر نیز ویروس را منتقل کنند. موزائیک خیار همچنین از طریق انتقال بذر در چند محصول مانند کاهو، لوبیا و خیار منتقل می‌شود، به این صورت که ویروس موجود در بذر آلوده به نسل بعدی گیاهان منتقل می‌گردد.

بقا در طول فصل استراحت

ویروس موزائیک خیار در فصل زمستان قادر به فعالیت نیست. مگر اینکه در علف‌های هرز و از طریق بذر و بقایای گیاه دیگر در فصول دیگر زنده بماند. این ویروس می‌تواند در علف‌های هرز و گیاهان دیگر پنهان شود و در فصول کشت زنده بماند. وقتی محصولات جدید کاشته می‌شوند، شته‌هایی که از این علف‌های هرز یا گیاهان آلوده تغذیه می‌کنند، ویروس را برداشته و به گیاهان تازه و سالم منتقل می‌کنند و در نتیجه چرخه بیماری دوباره آغاز می‌شود.

مدیریت بیماری ویروس موزائیک خیار (CMV)

مدیریت موزائیک خیار ((CMV چالش برانگیز است زیرا ویروس دامنه میزبانی وسیعی دارد، به راحتی از طریق ناقلین پخش می‌شود و در مخازن و دانه‌های علف‌های هرز زنده می‌ماند. هیچ درمان مستقیمی برای عفونت‌های ویروسی گیاهان وجود ندارد.  بنابراین اقدامات پیشگیرانه؛ کنترل ناقلین، شیوه‌های زراعی و گونه‌های مقاوم به آفات بهترین راه‌های مدیریت این ویروس هستند. برای کاهش شیوع ویروس‌ها و متعاقباً کاهش تلفات محصول، باید ترکیبی از همه این استراتژی‌ها اعمال شود.

کنترل یا مدیریت جمعیت شته‌ها

به نظر می‌رسد مدیریت حشرات ناقل، تا حدی در کنترل شیوع بیماری مؤثر باشد. با توجه به اینکه ویروس موزائیک خیار عمدتاً از طریق شته منتقل می‌شود، مدیریت جمعیت آن‌ها می‌تواند به طور مؤثر از انتشار بیشتر بیماری جلوگیری کند. اگرچه اغلب در محدود کردن گسترش ویروس استفاده از حشره کش‌ها نمی‌تواند جلوی شیوع را بگیرد ، اما کاهش اندازه جمعیت می‌تواند به طور موثری فعالیت ویروس را کند کند. در عوض، شیوه‌های مدیریت تلفیقی مانند مالچ‌های بازتابنده، پوشش‌های ردیفی و شکارچیان طبیعی مانند کفشدوزک‌ها و سنجاقک ‌، تکثیر شته‌ها را در مزارع کنترل می‌کنند. روغن‌های معدنی یا صابون‌های حشره‌کش نیز می‌توانند توانایی شته‌ها را در تغذیه و انتقال ویروس‌ها مختل کنند.

کشت انواع مقاوم و متحمل محصولات کشاورزی

بهترین مدیریت بلندمدت CMV، استفاده از گونه‌های مقاوم به CMV است. برخی از محصولات در جهت مقاومت در برابر  CMV یا تحمل آن اصلاح شده‌اند. بدین معنی که حتی اگر برخی از گونه‌های گوجه‌فرنگی و فلفل آلوده شوند بدون بروز علائم عمده یا کاهش عملکرد خواهند بود. در میان سایر محصولات میزبان CMV، خیار و خربزه مقاومت ندارند. می‌توان گونه‌های نسبتاً مقاوم یا متحمل را کاشت تا بروز علائم و خسارات به حداقل برسد.

حذف گیاهان آلوده و مدیریت علف‌های هرز

از آنجایی که CMV می‌تواند در گیاهان و علف‌های هرز آلوده زنده بماند، حذف منابع ویروس ضروری است. گیاهان آلوده باید فوراً شناسایی و حذف شوند تا از شیوع بیشتر آن‌ها، به ویژه در گلخانه‌ها و مزارع کوچک، جلوگیری شود. اقدامات بهداشتی مناسب، مانند ضدعفونی کردن ابزارها و اجتناب از تماس با گیاهان آلوده، می‌تواند به کاهش انتقال مکانیکی نیز کمک کند.

روش‌های زراعی

چندین اقدام زراعی می‌تواند از آسیب ناشی از عفونت‌های ویروس موزائیک خیار جلوگیری کند یا حداقل به کاهش آن کمک کند. با کاشت گیاهان غیر‌میزبان به صورت چرخشی ، ویروس کمتر می‌تواند بین سال‌ها زنده بماند. برای کاهش میزان آلودگی، از کاشت در زمان اوج فعالیت شته‌ها خودداری کنید. استفاده از مالچ‌های بازتابنده که نور را منعکس می‌کنند، از نشستن شته‌ها روی گیاه جلوگیری کرده و متعاقباً آلودگی ویروسی را کاهش می‌دهد. در محیط‌های گلخانه‌ای، استفاده از توری‌های ضد‌حشرات و سیستم‌های ورودی دارای دو درب، به مهار آلودگی از طریق شته‌ها در گلخانه کمک می‌کند. کوددهی و آبیاری مناسب، سلامت گیاه را افزایش داده و مقاومت آن را در برابر عفونت‌های ویروسی افزایش می‌دهد.

کاهش انتقال مکانیکی

CMV می‌تواند از طریق دست زدن انسان، استفاده از ابزار آلوده و تجهیزات کشاورزی منتقل شود. کشاورزان و باغداران نباید گیاهان آلوده را لمس کرده و سپس به گیاهان سالم دست بزنند. این کار می‌تواند ویروس را به صورت مکانیکی منتقل کند. برای جلوگیری از انتقال تصادفی، ابزار هرس باید ضدعفونی شود و دست‌ها پس از کار با گیاهان شسته شوند.

کنترل زیستی

برخی از موجودات مفید ممکن است از طریق کنترل جمعیت شته‌ها یا اختلال در تکثیر ویروس، به مدیریت CMV کمک کنند. برخی از حشرات مفید، مانند کفشدوزک‌ها، سنجاقک‌‌ها و زنبورهای انگلی، شته‌ها را شکار می‌کنند و جمعیت آن‌ها را کاهش می‌دهند. در برخی مطالعات با استفاده از مواد شیمیایی یا میکروب‌های مفید، پاسخ های دفاعی طبیعی گیاهان تحریک می شود تا مقاومت گیاه در برابر بیماری افزایش یابد.

درمان‌های شیمیایی و ارگانیک

هیچ درمان شیمیایی برای خود ویروس موزائیک خیار وجود ندارد، اما ترکیبات طبیعی وجود دارند که ممکن است شیوع ویروس را کاهش دهند. برخی از روغن‌های گیاهی (مانند روغن چریش و روغن‌های معدنی) ممکن است مانع تغذیه شته‌ها از گیاهان شوند و در نتیجه، انتقال ویروس را کاهش دهند. برخی کشاورزان از عصاره‌های گیاهی ضد ویروسی یا درمان‌های بیولوژیکی برای افزایش ایمنی گیاهان استفاده می کنند. با این حال استفاده از آن‌ها رایج نیست و اثربخشی آن‌ها در هر محصول و سویه ویروس متفاوت است.

آزمایش بذر و گواهی آن

از آنجایی که ویروس موزائیک خیار از طریق بذر منتقل می‌شود، باید هنگام کاشت محصولات حساس، بذرهای عاری از ویروس و دارای گواهی کشت شوند. شرکت‌های تولیدکننده بذر و محققان، آزمایش‌های مولکولی را به شکل RT-PCR یا ELISA برای تشخیص CMV از بذرها انجام می‌دهند. این عمل از شیوع ویروس جلوگیری می‌کند. کشاورزان باید بذر را از منابع معتبر خریداری کنند. بذرهای برداشت شده از گیاهان بیمار می‌توانند ناخواسته ویروس را به محصولات آینده منتقل کنند.

سخن پایانی

ویروس موزائیک خیار نمونه‌ای بارز از ویروس های گیاهی با دامنه میزبانی وسیع و قدرت بیماری زایی بالا می‌باشد. این ویروس سلامت گیاهان زراعی و امنیت غذایی را به طور جدی تهدید می‌کند. مطالعه علل، نشانه‌ها و چرخه بیماری‌زایی CMV نشان‌دهنده کاهش کیفیت و کمیت محصولات است. انتشار ویروس موزائیک خیار مدیریت زراعی را نیز با سختی‌های فراوان مواجه می‌سازد. بنابراین اتخاذ راهبرد‌های تلفیقی نظیر مدیریت شته‌ها، و رعایت اصول بهداشتی، در کشت و کار ، برای کاهش خسارات ناشی از این ویروس ضروری است. آینده تحقیقات در این حوزه می‌تواند با بهره‌گیری از روش‌های نوین زیست فناوری زمینه ساز تولید گیاهان مقاوم‌تر و مدیریت پایدار بیماری باشد.