Back to top

Növényvírus is fertőzi a méheket?

A szakirodalomban a kolónia-összeomlás („colony collapse disorder”, CCD) néven elemzett jelenség okainak feltárása gőzerővel folyik. Ismertté vált számos kórokozó gomba, baktérium és vírus, valamint parazita ízeltlábú (pl. varroa atka) szerepe a méhpusztulásban.

Felmerült a növényvédő szerek (pl. neonikotinoidok) mérgező hatása is. A CCD-probléma nyilvánvalóan nagyon összetett, egyetlen okra nem visszavezethető. Azt azonban, hogy a lehetséges kórokok listájára egy növényvírus is felkerülhet, senki nem gondolta volna.

Telelőfűrt
Fotó: Hevesi Mihály

A mézelő méh (Apis mellifera) a szarvasmarha és a sertés után a harmadik legfontosabb haszonállatunk. A FAO becslései szerint a méhek haszna világszerte évi 200 milliárd dollárra tehető. Méhbeporzás nélkül nagy termésveszteség érné az almatermésű és a csonthéjas gyümölcs fajokat, de sok pillangósvirágú növényt is.

A rovarbeporzás hiányát Európában a kultúrnövények 80 %-ának termékenyülése érezné meg, nem is beszélve arról, hogy a vadon élő növényfajok sokaságának fennmaradása függ a beporzó rovaroktól.

A méhcsaládok utóbbi években világszerte tapasztalt pusztulása joggal okoz riadalmat. A CCD vélhető okainak listájára az elmúlt években egy növényvírus is felkerült. A dohány gyűrűs foltosság vírus (Tobacco ring spot virus, TRSV) kimutatása a méhekből, különösen pedig annak felvetése, hogy ez a vírus szaporodik is a méhekben, új irányba terelheti a kóroki kutatásokat és a növényvírusoknak, mint kórokozóknak a megítélését is.

Vírusvektor rovarok és rovarokban is szaporodó növényvírusok

A tudomány ma megközelítőleg 5000 vírusfajt ismer. A vírusok közös tulajdonsága, hogy sokszorozódni csak a gazdaszervezet sejtjeiben képesek, obligát sejtparaziták. Nem tudjuk pontosan, hogy a vírusok hogyan alakultak ki, kétségtelen azonban, hogy az élővilág evolúcióját követve – és ebben fontos szerepet is betöltve – sajátosan alkalmazkodtak és specializálódtak a különböző szerveződési szintű gazdákhoz (baktériumok, gombák, növények és állatok).

A specializációt mutatja, hogy a baktériumokat vagy a gerinceseket fertőző vírusok nem kórokozói a növényeknek és a legtöbb növényvírus is csak növényeket fertőz. Általában!

A gazdaszervezetek között különös helyet foglalnak el az alacsonyabb rendű élőlények (gombák, férgek, ízeltlábúak), melyek gyakran terjesztői (vektorai) a növények és az állatok vírusainak. Régóta ismert, hogy a növényi nedvekkel táplálkozó ízeltlábúak (pl. levéltetvek, pajzstetvek, kabócák, atkák) és fonálférgek sok vírust vihetnek át egyik növényről a másikra, és mint vírusvektorok sokszor kulcsszereplői a kultúrnövényeken tapasztalható nagy vírusjárványoknak. Az is jól ismert, hogy pl. a szúnyogok és a kullancsok számos gerinceseket fertőző vírus (pl. az emberi agyvelőgyulladást okozó vírus) terjesztői.

1. kép: Pollent és nektárt gyűjtő mézelő méh vadcitrom (Citrus trifoliata) virágán

A vírusterjedésben a szúró-szívó szájszervű állatok (sok ízeltlábú, fonálférgek) legtöbbször nem egyszerű „injekciós tűként” működnek.

A vektorátvitel általában nem mechanikus, hanem többnyire evolúciósan finomra hangolt biológiai folyamat, melyben a vírus géntermékeinek (specifikus fehérje molekuláknak) és az állat-vektor genetikai tulajdonságainak egyaránt fontos szerepe van. A növényi vírusok és vektoraik közötti kapcsolatok tanulmányozásának már korai szakaszában (az 1930-40-es évek) kimutatták, hogy egyes vírusokat a vektorok csak rövid ideig „őriznek meg” fertőzőképesen, másokat azonban a felvételi táplálkozás után hosszú ideig, akár életük végéig fertőzőképesen megőrizhetnek és leadhatnak újabb és újabb növényekre. A rovarokban fennmaradó un. perzisztáló növénypatogén vírusok az emésztőrendszerből a „véredény”-rendszerbe (rovaroknál a hemolimfába), ezen keresztül a nyálmirigyekbe jutnak és a szájszerveken keresztül innen pumpálódnak a gazdanövény sejtjeibe.

Egyes növényvírusokról kiderült, hogy nem csak cirkulálnak, hanem szaporodnak is a rovarvektor szervezetében.

2. kép: Mézelő méh pollenzsákkal alma virágán
Ilyen vírus pl. a kertészetekben „rettegett” paradicsom foltos hervadás vírus (Tomato spotted wilt orthotospovirus, TSWV), amely tripszekkel (Frankliniella és Thrips fajok) vihető át. Újabb kutatások mutattak rá, hogy a TSWV felvétele után, ami lárvakorban történhet, a rovarok viselkedése megváltozik, azaz a TSWV-nek fiziológiai hatása is van a tripszekre. Néhány növényvírus nem csak szaporodik a rovarvektorban, hanem azok petéibe is bejut és a következő rovargenerációt is fertőzi. Sok rovar nem specifikus vektorként terjeszthet vírusokat. A pollent vagy nektárt gyűjtő és azt fogyasztó rovarok pl. a pollennel vihetnek át vírusokat (1. és 2. kép). Így terjesztik például a poszméhek a pepino mozaik vírust a paradicsomon és az ebszőlő csucsoron vagy az újabban felfedezett paradicsom barna termésráncosodás vírust a paradicsomon.

A dohány gyűrűsfoltosság vírus (Tobacco ring spot virus, TRSV)

3. kép: Nepovirus virionok növényi szövetnedvben
A dohány gyűrűsfoltosság vírust az USA-ban fedezték fel az 1920-as években dohányon, melyen a levelek elhaló vagy sárgás gyűrűsfoltosságát okozza. Részecskéi (a virionok) gömb alakúak, kb. 28 nm átmérőjűek (3. kép). A TRSV 30 másik vírusfajjal együtt a Secoviridae víruscsalád Nepovirus nemzetségéhez tartozik és a nemzetség típusfaját képviseli.

 

Örökítőanyagát két különböző molekulatömegű, egyszálú RNS-molekula képezi, melyek külön-külön csomagolódnak be egy-egy virionba.

A vírus RNS-ek nyolc fehérjemolekulát kódolnak, melyek feladata a vírus szaporodásában és patológiai tulajdonságainak megnyilvánulásában ma már viszonylag jól ismert.

A TRSV világszerte elterjedt kórokozó, számos törzse, variánsa ismert. A dohányon kívül gazdanövényei közé tartozik a szőlő, az alma, az őszibarack, több bogyós gyümölcs, a szója, a tojásgyümölcs és a nárcisz. Kísérleti körülmények között mintegy 500 egyszikű és kétszikű növényfajt fertőz. Előfordulása Magyarországon valószínű.

4. kép: A TRSV fertőzésre jellemző betegségtünetek kínai tollbuga (Astilbe) levelein

Laboratóriumunkban tesztnövény-vizsgálatokkal muskátlin és kínai tollbugán mutattuk ki (4. kép), de a vírus formális leírása hazánkban még nem történt meg.

A nepovírusok specifikus vektorai talajban élő gyökérparazita fonálférgek (nematodák), főként a Xiphinema nemzetséghez tartozó fajok. A TRSV-ről azonban igazolták, hogy átvitelében fontos szerepet játszanak a tripszek is (pl. Thrips tabaci), de a szakirodalom vektorként egyes levéltetveket és kabócákat is megemlít. A nematodák hosszú ideig megőrzik a vírust, azonban ezekben a vektorokban a TRSV jelenlegi ismereteink szerint nem szaporodik. A tripszek a kórokozót pollennel terjesztik.

A legtöbb nepovírushoz hasonlóan a TRSV sok fertőzött növény magjával egyik növénygenerációról a másikra átvihető.

A TRSV „átugrása” a méhekre és szaporodása a méhekben

A kolónia-összeomlást először az USA-ban figyelték meg 2006-2007-ben, amikor a beteleltetett családok tömeges pusztulását észlelték tavaszra. A „kóroki nyomozás” egyebek mellett hat amerikai és egy kínai intézet összefogásával a virológiai vizsgálatokra is kiterjedt. A pollenre, mint a mézelő méh specifikus „rovarvírusainak” (pl. szárnytorzulás vírus /deformed wing virus, DWV/; anyabölcső feketedés vírus /black queen cell virus, BQCV/) forrására már korábbi kutatási eredmények ráirányították a figyelmet.

Az USA Méhészeti Kutató Intézetének kísérleti méhészetében (Beltsville, Maryland) eredetileg ezeket a rovarvírusokat szerették volna nyomon követni 6 egészséges (erős) és 4 gyenge, tavaszra összeomlott kolónia vizsgálatával egy éven keresztül, márciustól a következő év februárjáig.

A havonta begyűjtött méhekből virionokat tisztítottak, melyekből kivonták és elemezték a vírus genomi nukleinsavakat. A nagyra értékelt amerikai mBio folyóirat 2014. januári számában Li és munkatársai (mBio 5(1):e00898-13. doi:10.1128/mBio.00898-13.) beszámoltak arról, hogy a gyenge méhcsaládokban kimutatott vírusok között – néhány már ismert rovarvíruson kívül – nagy meglepetésre jelentős gyakorisággal fordult elő a dohány gyűrűsfoltosság vírus genomi RNS-ével azonosítható nukleinsav, míg az erős családokban ezt a vírust nem találták. A TRSV genomi RNS-ére tervezett specifikus próbákat használva (3. ábra) érzékeny molekuláris diagnosztikai módszerrel kimutatták a TRSV-t a méhek csaknem minden szervéből (beleértve pl. az idegszövetet, az izmokat, a zsírszövetet, a csápokat és a szárnyakat is!), kivéve a szemeket.

Mivel a vírusok örökítőanyagát képező genomi nukleinsavakat a méhek testéből tisztított virion preparátumból vonták ki, feltételezték, hogy a TRSV nem csak jelen volt, hanem szaporodott is a méhek szervezetében.

Ezt a közleményben részletezett molekuláris vizsgálatokkal megerősítették.

A varroa atka is felveszi a TRSV-t

Az ázsiai méhatka (Varroa destructor) önmagában is súlyosan gyengíti a kolóniákat. Jól ismert volt, hogy táplálkozásuk alatt az atkák különböző méhvírusokat képesek felvenni a fertőzött méhekről, majd ezeket átvinni egészséges méhekre. A gyenge méhcsaládok Varroapopulációjának vizsgálatával Li és munkatársai a TRSV-t az atkákból is kimutatták. Mikroszkópi vékony metszetek vírusspecifikus próbával történt jelölése után megállapították a vírus lokalizációjának helyét is az atkák bélrendszerében.

A TRSV előfordulásának szezonális változása és a méhekből kimutatott vírus változékonysága

A TRSV – mindig más vírusokkal együtt – csak a tavaszra összeomlott, gyenge családokban fordult elő. Ezekben a kaptárakban kimutatták a méhekből, a méhatkákból és a pollenből egyaránt, míg az erős, túlélő családok kaptáraiból nem.

A TRSV a méhekben 7%-os gyakorisággal áprilistól jelent meg és januárig folyamatosan jelen volt elérve a 22,5%-os gyakoriságot a családok január-februári összeomlásakor.

A TRSV-n kívül a CCD-t mutató kolóniákból még számos méhvírust is kimutattak, legnagyobb gyakorisággal (44%) a szárnytorzulás vírust. A méhekből, az atkákból és a pollenből kimutatott TRSV izolátumok köpenyfehérje génjének (CP-gén) részleges bázissorrendjét összehasonlították egymással és a növényekből származó ismert TRSV izolátumok bázissorendjével. Az adatok arra utaltak, hogy a kolóniákból kimutatott TRSV izolátumok „közös őstől” származtak és kissé elkülönültek a növényekről származó izolátumoktól.

Mi az igazság? Reflexiók és kritikus kérdések

A TRSV a vele közel rokon kb. 30 másik nepovírus fajjal együtt jól ismert, tipikus növénykórokozó vírus. Kimutatása a méhekből, de különösen annak megállapítása, hogy a méhek szervezetében szaporodik és szétterjed meglepetésként hatott és azonnali reflexiókat váltott ki a virológusok körében. Ennek csak részben volt az oka a TRSV esetleges hozzájárulása a CCD-hez, azonban sokkal inkább az a ritka és fontos esemény vonta magára a figyelmet, hogy egy növényvírus, talán hirtelen megváltozva, átugrott a „növények világáról az állatok birodalmára”.

A vírusok gazdaváltása ugyan nem ritka – az új koronavírus kapcsán ezt éppen most tapasztalja az emberiség – de az ilyen birodalmakat áthidaló gazdaváltás (cross kingdome jumping) sok szempontból a tudományos érdeklődés homlokterébe kerülhet.

Az mBio folyóirat 2014. márciusi számban a montanai egyetem virológusa, Michelle L. Flenniken kommentárt fűzött Li és munkatársai előző lapszámban közzétett eredményeihez. Ebben többek között felhívja a figyelmet arra, hogy a vírusgenom kis részére kiterjedő ismeretek nem elégségesek olyan alapvető kérdések tisztázáshoz, hogy van-e a vírusban a gazdaváltást segítő mutáció, rendszeres-e a TRSV átugrása a növényekről a méhekre, és előfordul-e a vírus hasonló átugrása más beporzó rovarfajokra is. 2014 tavaszán a neves virológus Ed Rybiczki internetes blogjában (TRSV or not TRSV, that is the question. In bees, obviously. 25 February, 2014 at 11:45) már erősen kritikus megjegyzéseket fűz Li és kollégái munkájához. A növényvirológia egyik vezető egyéniségét, Adrian Gibbs professzort is idézve csodálkozásuknak adnak hangot, hogy a méhekből tisztított vírussal nem végeztek fertőzési kísérletet a TRSV-re fogékony növényekre. Felhívták a figyelmet arra is, hogy csak kevés növényekről származó TRSV izolátum ge­nomja volt ismert, ezért azok a következtetések, melyek a méhekből származó TRSV izolátumok genetikai elkülönülésére vonatkoztak nem elég megalapozottak. Megjegyzik továbbá, hogy hasznos lett volna a méhekből kettős szálú RNS-t tisztítani és elemezni, ami csak a vírus szaporodásakor képződik és annak bizonyítéka lehet.

2014 májusában A. Miller és kollégái, az Iowai Egyetem méh­vírus specialistái az mBio szerkesztőségéhez rövid levelet írtak, melyben élesen bírálták Li és mtsai azon megállapítását, hogy a TRSV szaporodik a méhekben.

Véleményük szerint ez ugyan nem zárható ki, de Li és mtsai eredményeiből nagyrészt módszertani problémák miatt erre nem lehetne következtetni, sőt felvetik, hogy a méhekből kimutatott TRSV pollenszennyeződés eredménye is lehetett.

Hiányolták, hogy elmaradt egészséges méhek mesterséges fertőzése és ezt követően a vírusszaporodás igazolása a méhekben. Li és mtsai válaszlevelükben igyekeztek munkájuk módszertanát megvédeni, és jelzik, hogy a mesterséges fertőzések folyamatban lévő munkáik célkitűzései között szerepelnek.

Ismereteink szerint a mézelő méh-TRSV gazda-vírus kapcsolatról az elmúlt hat évben újabb elemző tudományos közlemény nem jelent meg, de számos, a méhek kórokozóival foglalkozó munka hivatkozik Li és kollégái eredményeire. Időközben a TRSV növényekről származó több izolátumát is szekvenálták, így lehetőség nyílott a méhekből származó izolátumok szélesebb körű összehasonlító molekuláris elemzésére.

Az mBio 2017. januári számában Robert Cornman felhasználva az új ismereteket, többek között négy csehországi Impatiens izolátum CP-génének szekvenciaadatait is, bioinformatikai elemzés után revideálta Li és mtsai következtetéseit: ezek szerint a méheket fertőző TRSV izolátumok nem képeznek a vírusfajon belül elkülönülő alcsoportot.

Az amerikai kutatások mellett Európában, Ázsiában, Afrikában és a Közel-Keleten is intenzíven tanulmányozzák a méhek vírusfertőzöttségét, azonban növényvírusokat, mint a méhekben szaporodó kórokozókat a szakirodalom legtöbbször már nem is említi.

Azokban az esetekben, melyekben genomikai vizsgálattal növényvírus jelenlétét is megállapították a méhekben (pl. Spanyolországban a tarlórépa gyűrűsfoltosság vírust és a tarlórépa sárga mozaik vírust) feltételezik, hogy a kórokozók a pollenről vagy pollenből származtak. A méhek minden világrészre kiterjedő új generációs genomi vizsgálata más vírusokon kívül, a picornavírusok családjához tartozó, eddig nem ismert, a növényvírusokkal rokon virális nukleinsavakat mutatott ki méhekből /Galbraith és mtsai, 2018. Scientific Reports, 8:8879/. Feltételezik azonban, hogy ezek a vírusok is a pollenekről vagy a nektárról származtak.

Végezetül engedje meg az olvasó, hogy a szerző, mint növényvirológus, aki a méhvírusok szakirodalmának tengeréből csak a vizek felszínének fodrozódását ismeri, óvatos magánvéleménnyel zárja ezt az ismertetőt.

Li és mtsai dolgozata 2014-ben feltehetően másokhoz hasonlóan engem is meglepett és úgy gondoltam, hogy eredményeikről gyorsan referálok a magyar méhészeknek. Éltem azonban a gyanúperrel, hogy a TRSV fertőzésének igazolása a méhekben nincs eléggé alátámasztva, sok a nyitott kérdés, és érdemes lenne megvárni, hogy az eredményeket más laboratóriumok is megerősítsék. Ezért az eredeti kéziratot évek óta a „fiókomban” tartottam. Írásomból talán kitűnik, hogy Li és mtsai közleményét olyan sok kritika érte, ami indokolja, hogy a cím után ne pont, hanem kérdőjel kerüljön, azaz továbbra is várjuk azokat a vizsgálatokat, melyek kétséget kizáróan igazolják vagy kizárják a TRSV szaporodását a méhekben.

Ettől függetlenül kétségtelen, hogy a mézelő méh és más beporzó rovarok a pollennel sok növényvírust átvihetnek egyik gazdanövényről a másikra és olykor jelentős szerepük lehet növényi vírusbetegségek járványos kialakulásában is.

 

 

Forrás: 
Méhészet
Ezt a cikkünket és a témában további cikkeket a Méhészet 2020/5 számában olvashat.

Népszerű agrárszaklapok

Ezeket olvasta már?

Színes őszi immunerősítők

Elődeink a gyógyuláshoz, szépüléshez vagy éppen a főzéshez is gyakran hívták segítségül a természet gazdag kincsestárát, ami máig kíméletes és olcsó megoldás. Az őszi, színesedő erdőben tett kiránduláskor is sokféle immunerősítő termésre bukkanhatunk.

Maszkok milliárdjai az óceánokban

Tavaly összesen 52 milliárd polipropilén eldobható maszkot gyártottak a világon. Becslések szerint ebből 1,56 milliárd arcmaszk már az óceánokat szennyezi.

Megtiltják a hím naposcsibék leölését Németországban

Megtiltják a hím naposcsibék leölését Németországban 2022-től - döntött szerdai ülésén a szövetségi kormány.

Zölden, jót, olcsón és sokat termelni? - A digitális Zöld Hét fő kérdése

A koronavírus-járvány miatt idén első ízben került tisztán digitális formában megrendezésre Berlinben az Internationale Grüne Woche (IGW, Nemzetközi Zöld Hét), a világ egyik meghatározó élelmiszeripari és mezőgazdasági szakiállítása és fóruma. A két napos IGW Digital rendezvény január 20-án nyilvános online sajtótájékoztatóval vette kezdetét.

Aggasztó mennyiségű mérgező fémet találtak a cápákban

Egy új kutatás során nagy mennyiségű mérgező fémet találtak a Bahama-szigetek környékén élő cápák húsában. A kutatócsoport egyik tagja ezzel kapcsolatban úgy fogalmazott, hogy „ez még egy bizonyíték arra, hogy az embereket távol kell tartani a cápahús fogyasztásától.”

Nemzeti Akcióterv a sertéspestis megfékezésére

Minden tagállamot a vaddisznóállomány szabályozásáról szóló nemzeti akcióterv összeállítására kötelezte az EU-s afrikai sertéspestis (ASP) stratégia tavaly áprilisi módosítása. Az akcióterv célja, hogy a világszerte hatalmas kárt okozó betegséget sikerüljön ellenőrzés alatt tartani és mielőbb felszámolni az EU területén.

Így lesz hatékony az atkakezelés: kontroll, protokoll, b-terv (1. rész)

Nagy segítség lehet az atkakezelésben egy évszakokra lebontott atkakezelési protokoll/eljárásrend, melybe leírjuk a tervezett kezeléseket, kontroll vizsgálatok időpontját, módszerét és atka túlfertőzöttség esetén a b-terveinket.

A jégkorszakot túlélték, de a COVID-járványt nem biztos – a vérük aranyat ér

Az atlanti tőrfarkú rákról van szó, melynek egyedszáma rohamosan csökken, mert különleges és egyedülálló vérük a gyógyszergyártók számára rendkívül hasznos, ezért egy egész iparág épült erre.

Vírusok és étrend: mi a megoldás?

Az étrendünk megváltoztatásával elkerülhető lenne a vírusok terjedése, például a húsevés elhagyásával megszűnnének a zoonotikus vírusok a tudósok szerint. Ám a helyzet ennél bonyolultabb, a legtöbb ember ugyanis nem akar lemondani a húsevésről. A COVID-19 járvány mutatott rá a zoonotikus vírusok, azaz az állatról emberre terjedő vírusok veszélyére. 

Mérgező a méhlegelő?

A Méhészet októberi számában olvashattunk egy cikket a napraforgóval kapcsolatos mérgezésekről. Ezzel, a legnagyobb területen tenyésző méhlegelőnkön tapasztalható méhveszteséggel kapcsolatban szeretnék megosztani egy másik, érdekes történetet.