Izvorni znanstveni članak
Da li su različiti bjelančevinasti kristali kakteja virusna tijela?
Davor Miličić
; Hrvatska
Sažetak
U posljednje su se vrijeme dosta često istraživali bjelančevinasti kristali raznih biljaka, a naročito mnogo kristali kakteja. Među posljednjima posebni su interes privukla parakristalinična proteinska vretena, koja su vrlo česta u epidermi raznih vrsta Epiphyllum i Opuntia.
Bjelančevinasta vretena kakteja otkrio je koncem prošlog stoljeća Molisch i smatrao ih za rezervne tvari. Godine 1951. Rosenzopf o- v a je preispitala karakter ovih tijela, pa je cijepljenjem i inokulacijom inficiranoga soka dokazala, da su tijela ovisna o virusnoj infekciji. Poslije toga u stanicama inficiranih kakteja Weber i suradnici otkrili su X-tijela, a drugi su autori pomoću elektronskog mikroskopa pronašli produžene i savitljive elementarne virusne čestice. U pogledu poznavanja značenja proteinskih vretena naročito su vrijedna istraživanja Amelun- x e n a (1956 b i 1958), koji je ustanovio, da su proteinska vretena agregati virusnih čestica i da virus sadrži pored bjelančevine još i ribonukleinsku kiselinu, t. j. da se po kemijskom sastavu ne razlikuje od drugih virusa viših biljaka.
Prilikom istraživanja proteinskih vretena otkriveni su kod raznih kakteja i drugi bjelančevinasti kristali. Većinu ovih kristala razni autori dovodili su u vezu s proteinskim vretenima i smatrali ih ovisnim o vi- rusnoj infekciji. To su slijedeći kristali: rompske pločice kakteje Opuntiu inermis DC., bodljikaste kugle vrste Opuntia monacantha Haw., proteinske druže kakteje Epiphyllum te heksagonski kristali vrste Opuntia tomentosa S. D. Budući da mišljenja o virusnoj prirodi ovih kristala nisu bila poduprta eksperimentalnim dokazima, započeli smo ovom radnjom istraživanja u tom smjeru.
Da bi se točnije upoznali ovi kristali, važno je bilo i znati, u kojem se dijelu stanice nalaze. Već je u jednom prijašnjem izvještaju bilo objavljeno, da se proteinske druže nalaze redovno u staničnom soku (M i 1 i č i ć i P 1 a v š i ć, 1956). U ovom izvještaju možemo tome dodati, da su i rompske pločice i bodljikaste kugle uvijek smještene u vakuolama. Osim toga smo ustanovili, da i heksagonski kristali imaju katkada intravakuolarnu lokalizaciju. Prema tome razni bjelančevinasti kristali kod kakteja često se nalaze u staničnom soku. Budući da prema dosadašnjim podacima iz literature nije bilo sa sigurnošću poznato, da proteinski kristali mogu postojati i u tekućim vakuolama, ima ovaj nalaz posebnu važnost.
Da su spomenuti kristali lokalizirani u staničnom soku. bilo je dokazano slijedećim pokusima i zapažanjima. Intravakuolarni kristali bojili su se vitalnim bojama neutralnim crvenilom i metilenskim modrilom; isti su kristali u horizontalnom mikroskopu prilikom vertikalne orijentacije preparata mijenjali svoj položaj u stanici, prilikom traumatske vakuolarne kontrakcije nalazili su se redovno u smanjenoj vakuoli, a pored toga su često pokazivali Brownovo gibanje. Naročito je slijedeće zapažanje bilo vrlo ubjedljivo: Bodljikaste kugle poslije vitalnog bojanja s neutralnim crvenilom intenzivno su upijale boju; pritom je dolazilo u vakuoli do rastavljanja staničnog soka u dvije tekuće faze, od kojih je jedna bila mnogo viskoznija. Posljednja je faza imala oblik malenih kapljica, vrlo intenzivno crveno obojenih. Crveno obojene kapljice prislanjale su se postepeno na površinu bodljikaste kugle i uskoro je tako dobro prekrile, da se bodlje više nisu raspoznavale, pa je na taj način površina kugle postala glatka. Pojava, da su viskozne kapljice pokrile u debelom sloju površinu kugle, svjedoči, da se kugle nalaze u vakuoli, jer bi inače — kad bi kugle imale intraplazmatsku lokalizaciju — protoplazma priječila, da se kapljice prislone uz bodljikaste kugle.
Dok smo na osnovi navedenih zapažanja mogli ustanoviti, da je pretežni dio kristala smješten u vakuolama, detaljnija istraživanja na heksa- gonskim kristalima pokazala su, da se samo jedan njihov dio nalazi u vakuoli, a drugi dio u citoplazmi i vrlo rijetko u jezgri.
Od navedenih kristala do sada smo najbolje istražili rompske pločice iz vrste Opuntia inermis. Da bismo ustanovili, da li su ove pločice ovisne
0 virusu, koji obrazuje proteinska vretena, nastojali smo pribaviti što veći broj neinficiranih primjeraka ove vrste, t. j. primjerke bez proteinskih vretena. To smo postigli tako, da smo iz sjemenki uzgojili 40 mladih biljaka, od kojih ni jedna nije imala virusnih uklopina. Moramo napomenuti, da su mlade biljke potjecale od sjemenki sabranih sa primjeraka, koji su bili inficirani virusom proteinskih vretena. Budući da se virusi u velikoj većini ne prenose sjemenkama na potomstvo, dobiveni su i u ovom slučaju od inficiranih roditelja zdravi potomci, koji nisu sadržavali virusne uklo- pine. Time je ujedno bilo dokazano, da se ni virus proteinskih vretena ne prenosi sjemenkama na potomstvo.
Prema tome, ako se kakteje uzgajaju iz sjemena, dobiveno potomstvo bit će zdravo, t. j. neće imati proteinskih vretena. Nasuprot tome, ako se kakteje razmnažaju pomoću bolesnih sadnica, virus će preći na nove biljke.
Mlade biljke bile su detaljno mikroskopski istražene, pa su pritom gotovo kod svih primjeraka nađene rompske pločice. Na osnovi toga moglo se zaključiti, da pojavljivanje rompskih pločica nije ovisno o prisustvu proteinskih vretena. Prema tome vrlo je vjerojatno, da rompske pločice predstavljaju normalne i redovne sastavne dijelove stanica kod vrste Opuntia inermis.
Analogne pokuse s vrstama, koje sadrže bodljikaste kugle, proteinske druže i heksagonske kristale, nismo mogli izvršiti, jer nismo imali na raspolaganju klijave sjemenke dotičnih vrsta. Vrlo je vjerojatno, da bi se
1 kod tih vrsta iz sjemenki dobili zdravi egzemplari bez vretena. Ako bi mlade biljke bile bez vretena, a sadržavale navedene kristale, onda bi se moglo zaključiti, da kristali nisu ovisni o virusu iz proteinskih vretena.
Što se tiče bodljikastih kugli i proteinskih druza, tim je kristalima također bio pripisan virusni karakter, ali to mišljenje nije se zasnivalo ha eksperimentalnim dokazima. Okolnost, da se ta tijela nalaze redovno u vakuolama isto kao i rompske pločice, ukazuje na mogućnost, da ni ona ne predstavljaju virusne tvorevine.
Od tih se kristala već po samoj lokalizaciji u stanici razlikuju heksa- gonski kristali kakteje Opuntia tomentosa. Da bismo saznali, kako su rasprostranjeni heksagonski kristali kod te vrste, nabavili smo veći broj primjeraka ove biljke iz raznih botaničkih vrtova u Evropi. Primjerci su bili detaljno pregledani, jer smo očekivali, da bi nam raspodjela kristala u tim primjercima mogla dati neke indicije o prirodi kristala. Ako su kristali virusne prirode, onda se moglo očekivati, da će se naći samo u nekim, t. j. inficiranim primjercima, a da će u neinficiranim posvema izostati; nasuprot tome, ako su kristali normalne tvorevine, morali bi se nalaziti u svim primjercima bez razlike. Suglasno tome proteinska vretena, koja predstavljaju virusna tijela, nalazila su se samo u jednom dijelu dobivenih primjeraka, dok su drugi primjerci bili bez njih. Što se tiče heksagonskih kristala, nismo mogli dobiti jasnu sliku o njihovoj raspodjeli. Čini se, da ih imaju svi dobiveni primjerci. Neki su ih primjerci sadržavali u vrlo malenom broju, pa je to otežalo ocjenjivanje. Svakako je posve sigurno, da ovi kristali ne predstavljaju neki posebni kristalni oblik virusa, koji producira proteinska vretena, jer produžene elementarne čestice toga virusa ne mogu obrazovati heksagonske kristalne onakvog tipa, kakav se nalazi u kakteji Opuntia tomentosa.
Polimorfizam proteinskih kristala kod kakteja nije prema tome uvijek ovisan samo o virusu proteinskih vretena, nego o tome, što se pored virusnih kristala (proteinskih vretena) pojavljuju — katkad u istoj stanici — još i kristali drugog karaktera, koji su vjerojatno redovni stanični dijelovi dotične vrste.
Prilikom ovih zapažanja uspjeli smo konstatirati, da se virus proteinskih vretena mnogo brže mehanički prenosi na zdrave biljke, i to već kroz 6 do 10 dana, ako se upotrebi kao pomoćno sredstvo karborundski prašak. Inače je kod prijašnjih načina prenošenja »inkubacija« trajala obično preko mjesec dana.
Ključne riječi
biljni virusi; kristali; kakteje
Hrčak ID:
152778
URI
Datum izdavanja:
31.12.1960.
Posjeta: 963 *