Molekulare Pflanzenvirologie

ISBN-13: 9783540006619 / Niemiecki / Twarda / 2003 / 262 str.

Gerhart Drews; Günter Adam; Cornelia Heinze

Opis

Viruserkrankungen von Mensch und Tier, wie etwa Influenza, Masern, Aids oder Maul- und Klauenseuche, sind in der Offentlichkeit bekannt und neue Forschungsergebnisse und Therapievorschlage zu diesen Krankheiten werden durch die Medien verbreitet und diskutiert. Die molekularen - chanismen der Virus Wirtsinteraktion werden intensiv untersucht. Viel weniger ist uber Viruserkrankungen der Pflanzen bekannt, die aber gleichwohl von grosser Bedeutung sind, weil sie jahrlich weltweit betrac- liche wirtschaftliche Schaden an Kulturpflanzen hervorrufen. Das erste - rus, das als filtrierbares, infektioses Agens entdeckt wurde, war das Tabak Mosaik Virus. Wir wissen heute, dass alle hoheren Pflanzen von Viren - fallen werden konnen. Die Symptome und die Schwere der Erkrankung sind recht unterschiedlich. Sie reichen von harmlosen oder erwunschten Verfarbungen der Blatter und Bluten bis zu einem fast vollstandigen - sterben der Pflanzen und damit dem Verlust der Ernte. Nach Einfuhrung biochemischer, vor allem aber molekulargenetischer Methoden in die Pflanzenvirologie hat sich diese von einer beschreibenden zu einer kausal forschenden Wissenschaft entwickelt. Heute bestimmen drei Schwerpunkte die Arbeit der Pflanzenvirologen: 1. Analyse der Str- tur des Virions und seines Genoms und damit verbunden die Verfeinerung der Diagnose und der Taxonomie, 2. Untersuchung von Replikation und Morphogenese der Viren und ihrer Ausbreitung im Wirt sowie der We- selwirkungen zwischen Wirt und Virus und 3. Bekampfung von Vir- krankheiten durch epidemiologische Massnahmen, Resistenzzuchtung und Entwicklung resistenter, transgener Pflanzen. Tierische und pflanzliche Viren ahneln sich in wesentlichen Eigensch- ten."

Spis treści

Allgemeiner Teil.- 1 Historisches.- 1.1 Entdeckung der Infektionskrankheiten.- 1.2 Das filtrierbare, infektiöse Agens.- 1.3 Viren als Krankheitserreger.- 1.4 Bakteriophagen.- 1.5 Nachweis von Protein und Nukleinsäure.- 1.6 Infektiöse RNA, Proteinsequenzen.- 1.7 Biochemische und molekulargenetische Analytik.- 1.8 Die Aufklärung der Virusstruktur.- 1.9 Der molekulargenetische Ansatz.- 1.10 Virusbedingte Pflanzenkrankheiten und ihre Bekämpfung.- Literatur.- 2 Virus, Viroide, Virusoide, Prionen - Definition.- 3 Methoden in der Pflanzenvirologie.- 3.1 Biotest.- 3.1.1 Symptomatologie.- 3.2 Virusisolierungen und Charakterisierung des Genoms.- 3.2.1 Ablauf der Virusisolierung.- 3.2.2 Isolierung von Nukleinsäuren.- 3.2.3 Charakterisierung von Nukleinsäuren.- 3.3 Serologische Verfahren.- 3.3.1 Polyklonale Antiseren.- 3.3.2 Monoklonale Antiseren.- 3.3.3 Einsatz von polyklonalen und monoklonalen Antiseren.- 3.3.4 Direkter Nachweis von Antikörper-Antigen-Bindungen.- 3.3.5 Enzym- oder farbstoffgebundene Immunoassays.- 3.3.6 ELISA.- 3.3.7 Serologischer Nachweis von Viren auf Membranen.- 3.4 Elektronenmikroskopie.- 3.4.1 Tropfpräparate und Ultradünnschnitte.- 3.4.2 Immunelektronenmikroskopie (IEM).- 3.5 Nukleinsäurebasierende Verfahren.- 3.5.1 Methoden mit In-vitro-Amplifikation (PCR).- 3.5.2 Methoden ohne In-vitro-Amplifikation/Hybridisierung.- 3.6 Methoden zur Untersuchung von Replikation und Genfunktion.- 3.6.1 In-vitro-Translation.- 3.6.2 Protoplasten.- 3.6.3 Rekombinante Viren.- Literatur.- Spezieller Teil.- 4 Strukturprinzipien bei Pflanzenviren.- 4.1 Ikosaeder.- 4.2 Bazilliforme Partikel mit isometrischer Symmetrie.- 4.3 Stäbchenförmige Partikel mit helikaler Symmetrie.- 4.4 Viren mit Lipidhülle.- Literatur.- 5 Evolution von Pflanzenviren.- 5.1 Mutation.- 5.2 Rekombination.- 5.3 Pseudorekombination.- 5.4 Homologie und Konvergenz, Ähnlichkeit und Identität.- 5.5 Herkunft und Entstehung von Pflanzenviren.- Literatur.- 6 Klassifizierung von Pflanzenviren.- 6.1 Bedeutung der Virustaxonomie.- 6.2 Viren mit doppelsträngiger DNA.- 6.2.1 Familie Caulimoviridae.- 6.3 Viren mit einzelsträngiger DNA.- 6.3.1 Familie Geminiviridae.- 6.3.2 Familie Nanoviridae.- 6.4 Viren mit doppelsträngiger RNA.- 6.4.1 Familie Reoviridae.- 6.4.2 Familie Partitiviridae.- 6.4.3 Genus Varicosavirus.- 6.5 Isometrische Partikel mit einzelsträngiger (+)RNA.- 6.5.1 Familie Sequiviridae.- 6.5.2 Familie Tombusviridae.- 6.5.3 Familie Tymoviridae.- 6.5.4 Familie Bromoviridae.- 6.5.5 Familie Comoviridae.- 6.5.6 Familie Luteoviridae.- 6.5.7 Genus Umbravirus.- 6.5.8 Genus Sobemovirus.- 6.5.9 Genus Idaeovirus.- 6.5.10 Genus Ourmiavirus.- 6.6 Stäbchen mit einzelsträngiger (+)RNA.- 6.6.1 Genus Tobamovirus.- 6.6.2 Genus Tobravirus.- 6.6.3 Genus Hordeivirus.- 6.6.4 Genus Furovirus.- 6.6.5 Genus Pecluvirus.- 6.6.6 Genus Pomovirus.- 6.6.7 Genus Benyvirus.- 6.7 Fädige Partikel mit einzelsträngiger (+)RNA.- 6.7.1 Familie Potyviridae.- 6.7.2 Familie Closteroviridae.- 6.7.3 Genus Foveavirus.- 6.7.4 Genus Capillovirus.- 6.7.5 Genus Trichovirus.- 6.7.6 Genus Vitivirus.- 6.7.7 Genus Allexivirus.- 6.7.8 Genus Carlavirus.- 6.7.9 Genus Potexvirus.- 6.8 Viren mit einzelsträngiger (-)RNA.- 6.8.1 Familie Rhabdoviridae.- 6.8.2 Familie Bunyaviridae.- 6.8.3 Genus Tenuivirus.- 6.8.4 Genus Ophiovirus.- 6.9 Sonstige Familien, Genera und Defective interferings.- 6.9.1 Familie Pseudoviridae.- 6.9.2 Viroide.- 6.9.3 Satelliten.- 6.9.4 Defective-interfering-Partikel (DI).- Literatur.- 7 Strategien der Virusvermehrung.- 7.1 Der Inokulationsvorgang.- 7.1.2 Weitere Faktoren, die eine Inokulation beeinflussen.- 7.2 Freisetzung des Virusgenoms in der Zelle.- 7.2.1 Die kotranslationale Zerlegung von TMV.- 7.2.2 Wege zur Freisetzung der RNA bei ikosaedrischen Viren.- 7.2.3 Freisetzung bei anderen Viren.- 7.3 Transkriptions- und Replikationsstrategien.- 7.3.1 Transkriptionsstrategien.- 7.3.2 Replikationsstrategien.- 7.4 Expression viraler Proteine.- 7.4.1 Monocistronische mRNA.- 7.4.2 Bildung subgenomischer mRNAs.- 7.4.3 Direkte Nutzung 3'-gelegener ORFs.- 7.4.4 Steigerung der Informationsdichte.- 7.5 Bildung neuer Viruspartikel.- 7.6 Ausbreitung der Viren von Zelle zu Zelle und in der Pflanze.- 7.6.1 Zell-zu-Zell-Transport.- 7.6.2 Langstreckentransport.- Literatur.- 8 Übertragung von Viren.- 8.1 Typen der Übertragung von Pflanzenviren.- 8.2 Übertragung durch tierische Vektoren.- 8.2.1 Beteiligung viraler Komponenten an der Übertragung.- 8.2.2 Übertragungsmechanismen bei Insekten.- 8.2.3 Übertragung durch Fadenwürmer (Nematoden).- 8.3 Weitere Möglichkeiten der Virusübertragung.- 8.3.1 Virusübertragung durch Pilze.- 8.3.2 Übertragung durch Samen und Pollen.- 8.3.3 Mechanische Übertragung im Feld.- 8.3.4 Übertragung durch vegetative Vermehrung.- 8.3.5 Übertragung durch Veredelung.- 8.3.6 Übertragung durch Kleeseide.- 8.4 Kontrolle der Ausbreitung von Viren.- Literatur.- Molekularbiologie einzelner Virusgruppen.- 9 Starre Stäbchen mit (+)ssRNA-Genom.- 9.1 Genus Tobamovirus.- 9.1.2 Genomaufbau und Expressionsstrategien.- 9.1.3 Verbreitung und wirtschaftliche Bedeutung.- 9.1.4 Virus-Wirt-Interaktionen.- 9.2 Genus Tobravirus.- 9.2.1 Struktur.- 9.2.2 Replikation, Genexpression und Morphogenese.- 9.2.3 Übertragung von Tobraviren durch Nematoden.- 9.2.4 Pathogenese und wirtschaftliche Bedeutung.- 9.2.5 Diagnose und Bekämpfung.- Literatur.- 10 Flexible Stäbchen mit (+)ssRNA-Genom.- 10.1 Potyviridae.- 10.2 Capsidstruktur.- 10.3 Virusvermehrung, Genexpression.- 10.4 Pathogenese, Wirtskreis, wirtschaftliche Bedeutung.- Literatur.- 11 Viren mit Ikosaederstruktur und (+)ssRNA-Genom.- 11.1 Luteoviridae.- 11.1.1 Genomaufbau und Expression.- 11.1.2 Verbreitung und Bedeutung.- 11.1.3 Vektorielle Verbreitung.- 11.1.4 Virus-Wirt-Interaktion.- 11.2 Bromoviridae.- 11.2.1 Genomaufbau und Expression.- 11.2.2 Verbreitung und Bedeutung.- 11.2.3 Virus-Wirt-Interaktion.- Literatur.- 12 Viren mit (-)Einzelstrang-RNA-Genom.- 12.1 Viren mit ungeteiltem Genom und Lipidhülle.- 12.1.1 Organisation und Zusammensetzung der Viruspartikel.- 12.1.2 Strategien der Virusvermehrung.- 12.1.3 Genexpression und Morphogenese.- 12.1.4 Pathogenese, Wirtskreis und wirtschaftliche Bedeutung.- 12.2 Viren mit mehrteiligem (+/-)Genom und Lipidhülle (Tospoviren).- 12.2.1 Tospovirus.- 12.2.2 Struktur.- 12.2.3 Replikation, Genexpression und Morphogenese.- 12.2.4 Übertragung von TSWV durch den Vektor.- 12.2.5 Pathogenese und wirtschaftliche Bedeutung.- 12.2.6 Resistenz.- 12.3 Viren mit mehrteiligem (+/-)Genom ohne Lipidhülle (Tenuiviren).- 12.3.1 Struktur.- 12.3.2 Genomorganisation.- 12.3.3 Pathogenese, Wirtskreis und wirtschaftliche Bedeutung.- Literatur.- 13 Viren mit Dopelstrang-RNA-Genom: Reoviridae.- 13.1 Capsidstruktur und Genomorganisation.- 13.1.1 Phytoreovirus.- 13.1.2 Fijivirus.- 13.1.3 Oryzavirus.- 13.2 Replikation und Morphogenese.- 13.3 Übertragung der Viren, Vektoren und Pathogenese.- Literatur.- 14 Viren mit Einzelstrang-(ss)DNA-Genom.- 14.1 Geminiviridae.- 14.1.1 Struktur der Zwillingspartikel.- 14.1.2 Genomorganisation.- 14.1.3 Replikation.- 14.1.4 Genus Mastrevirus.- 14.1.5 Genus Curtovirus.- 14.1.6 Genus Begomovirus.- 14.1.7 Genus Topocuvirus.- 14.2 Nanoviridae.- 14.2.1 Nanovirus.- 14.2.2 Genomorganisation, Transkription, Replikation.- 14.2.3 Übertragung, Krankheiten und wirtschaftliche Bedeutung.- Literatur.- 15 Pararetroviren mit dsDNA.- 15.1 Caulimoviridae.- 15.1.2 Capsidstruktur.- 15.1.3 Genomorganisation und Replikation.- 15.1.4 Genexpression und Morphogenese.- 15.1.5 Übertragung der Viren und Zell-zu-Zell-Transport.- Literatur.- 16 Viroide und Satelliten.- 16.1 Viroide.- 16.1.1 Struktur der Viroid-RNA.- 16.1.2 Replikation der Viroid-RNA.- 16.1.3 Ausbreitung, Übertragung und Pathogenese von Viroiden.- 16.2 Satellitenviren und Satellitennukleinsäuren.- 16.2.1 Satellitenviren.- 16.2.2 Satellitennukleinsäuren.- Literatur.- 17 Kontrolle von Viruserkrankungen.- 17.1 Klassische Maßnahmen zur Viruskontrolle in Kulturpflanzen.- 17.2 Virusfreimachung.- 17.3 Crossprotection.- 17.4 Schutz durch Resistenzgene.- 17.5 Pathogenvermittelte Resistenz.- 17.6 Genstummschaltung (gene silencing).- Literatur.