ویروسهای گیاهی انگل‌های داخل سلولی هستند که با میکروسکوپ‌های معمولی دیده نمی‌شوند. ابتدا تصور می‌شد این ویروس‌ها صرفاً عامل بیماری‌های مخرب در گیاهان زراعی هستند، اما مطالعاتی که پژوهشگران در سال‌های اخیر انجام دادند، نشان داد که آن‌ها جنبه‌های مثبت و کاربردی نیز دارند. ویروس‌ها همچنین با گیاهان و میکروب‌های میزبان خود روابط هم زیستی دارند.
در آینده به جایی خواهیم رسید که از ویروسهای گیاهی برای ساخت مواد در علوم گیاهی و زیست فناوری نانو استفاده کنیم.علاوه بر آن، در مهندسی ژنتیک از ژنوم ویروسهای گیاهی برای انتقال ژن استفاده می‌شود و در حال حاضر شاهد استفاده‌ی روز افزون از ژنوم این ویروس‌ها به عنوان نانو ذرات در فناوری زیستی نانو هستیم.
علائم و نشانه‌های ابتلا به ویروس گیاهی
بیش از 1000 گونه‌ی ویروسی عامل آلودگی گیاهان زراعی در سراسر جهان هستند. این ویروس‌ها می‌توانند باعث اپیدمی‌های بزرگ شوند و به این طریق کل محصولات از بین می‌روند. در کشورهای در حال توسعه برای تأمین غذا و درآمد خود وابسته به چند محصول اصلی محدود هستند، و وقوع اپیدمی‌ها در این کشورها اثرات ویرانگر و مخرب بیشتری دارند. به عنوان مثال، گونه‌های متعدد ویروس بگوم از جمله ویروس موزائیک کاساوای آفریقایی باعث اپیدمی بیماری موزائیک کاساوا در بسیاری از کشورهای آفریقایی می‌گردد. این ویروس‌ها از طریق مگس سفید از گیاهی به گیاه دیگر منتقل میشوند.
تصویر: ویروس آبله‌ی آلو در زردآلو
استفاده از ذرات ویروس به عنوان نانو داربست حوزه‌ی جدید و نوظهوری در زیست فناوری نانو است.غالباً ویروس‌ها محصولات کشاورزی را به صورت کامل نابود نمی‌کنند اما سبب کاهش کیفیت و باردهی آن‌ها می‌گردند. در مورد محصولات میوه و سبزیجات، ویروس آبله‌ی آلو درختان میوه سنگی را آلوده می‌کند، در حالی که ویروسهای عامل پژمردگی لکه‌ای و پیچیدگی برگ زرد گوجه فرنگی که از خانواده‌ی ویروسهای بگوم هستند، باعث از بین رفتن حجم زیادی از محصولات گوجه فرنگی می‌گردند. ویروس وای (Y) سیب زمینی، بسیاری از سبزیجات و سیب زمینی‌ها را آلوده می‌کند.
غیر از ویروسهای بیماری زایی که نام برده شد، تعداد زیادی از ویروسهای خوش خیم نیز می‌توانند در مواد مورد استفاده برای کاشت محصولات انباشته شوند و سپس به قلمه، ریشه یا غده‌ی گیاهان زراعی منتقل گردند. این ویروس‌ها، باعث از بین رفتن و کاهش باردهی محصولات در فصل‌های بعدی رشد می‌گردند.
در زمین‌های زراعی با کشت سیب زمینی، غده گیاهان به 5 تا 6 نوع ویروس مختلف گیاهی آلوده می‌گردد. این میزان آلودگی باعث کاهش کیفیت و باردهی محصولات می‌شود. تحقیقات صورت گرفته در صحرای آفریقا نشان داده است، اگر کشاورزان از مواد کاشت سالم و بهداشتی استفاده کنند، بار دهی محصولات 30 تا 50 درصد افزایش می‌یابد.
ویروسهای گیاهی بیماری زا، همچنین می‌توانند از گیاهان میزبان خود در برابر فشارهای محیط زیستی مانند سرما یا خشک سالی محافظت کنند.در گذشته تصور می‌شد که برخی علائم آلودگی گیاه به ویروس بد نیستند. برای مثال، در نقاشی‌های استادان هلندی در قرن هفدهم، گیاهان مبتلا به ویروس با گلبرگ‌های رنگارنگ دیده میشوند که عامل آن ویروس شکستگی لاله است. در آن زمان پیازهایی که باعث رشد چنین گل‌هایی می‌شدند، بسیار با ارزش و محبوب بودند. در قرن بیستم محققان پی بردند پیاز این گیاهان به ویروس آلوده است و علت رنگ متفاوت گلبرگ این لاله‌ها ویروس شکستگی لاله است.
تصویر: نقاشی آبرنگ متعلق به قرن هفدهم
ویروسهای گیاهی را می‌توان با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی سریع و حساس تشخیص داد. علاوه بر این، می‌توان با استفاده از آفت‌کش‌ها، ناقل‌های طبیعی ویروس‌ها را از بین برد. ناقل‌های طبیعی ویروس‌ها، حشرات یا کرم‌های لوله‌ای هستند که ویروس‌ها را از گیاهی به گیاهی دیگر منتقل می‌کنند. با از بین بردن این ناقل‌ها، می‌توانیم گسترش ویروس‌ها را کنترل کنیم. بسیاری از انواع حشرات مانند شته، تریپس و مگس سفید ویروس‌ها را انتقال می‌دهند و جمعیت این حشرات از نظر اندازه و دامنه‌ی جغرافیایی روز به روز در حال افزایش است. به همین دلیل افزایش مقاومت میزبان ویروس، مهم‌ترین و مؤثرترین راه کنترل ویروس‌ها در گیاهان زراعی است.
ویروسهای گیاهی را می‌توان با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی سریع و حساس تشخیص داد.
ویروسهای مفید
مطالعات اخیر نشان داده است که بسیاری از گیاهان در جمعیت‌های طبیعی آلوده به ویروس شده‌اند و بسیاری از آن‌ها بی علامت هستند اما آلودگی ویروسی را توسط بذرهای خود به نسل‌های بعدی منتقل می‌کنند. دلیل این ارتباطات پیچیده‌ی میزبان و ویروس هنوز مشخص نیست. همانند فعل و انفعالاتی که بین باکتری‌ها و میزبان آن‌ها پستانداران وجود دارد، برخی ویروس‌ها نیز می‌توانند با میزبان خود هم زیستی کنند و اثرات سودمندی داشته باشند. مثال خوب در این باره مطالعه‌ای است که در مورد رشد چمن‌های بومی مناطق گرمسیری در پارک ملی یلوستون صورت گرفته است. در این منطقه دمای خاک می‌تواند به بیش از 50 درجه‌ی سانتی گراد برسد، و چمن از طریق هم زیستی با قارچ آلوده به ویروس قادر به تحمل این شرایط است.ویروسهای گیاهی بیماری زا، همچنین می‌توانند از گیاهان میزبان خود در برابر فشارهای محیط زیستی مانند سرما یا خشک سالی محافظت کنند. گیاهان آلوده به ویروسهای موزائیک خیار، بروم و تنباکو شرایط خشکسالی را بیشتر از گیاهانی که مبتلا نشده‌اند، تحمل می‌کنند. ویروس موزائیک تنباکو اولین بار در سال 1898 به عنوان یک عامل بیماری زا شناخته شد و تحقیقات در حوزه‌ی زیست فناوری نانو درباره‌ی آن همچنان ادامه دارد.
در زمین‌های زراعی با کشت سیب زمینی، غده گیاهان به 5 تا 6 نوع ویروس مختلف گیاهی آلوده می‌گردد.ویروسهای گیاهی، نانو ذرات طبیعی هستند و ویروس‌هایی مانند ویروس میله‌ای شکل موزائیک تنباکو و ویروس موزائیک کروی به نام گلیس کلروتیک گاوچران هر کدام در موارد متعددی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. دانشمندان توانسته‌اند با دستکاری ژنتیکی ژنوم ویروس و کد گذاری مولکول‌های آن، باعث تولید مولکول‌های اضافی در گیاهان میزبان آلوده به ویروس شوند. این مولکول‌ها می‌توانند در سطح ذرات ویروس و چسبیده به آن و یا به صورت پروتئین آزاد بیان شوند. پس از تولید مولکول‌های اضافی در گیاهان، می‌توانیم برگهای گیاهان را جمع آوری کنیم و مولکول‌های اضافی را برای تولید واکسن یا سایر داروهای مهم تصفیه و استفاده کنیم.
استفاده از ذرات ویروس به عنوان نانو داربست حوزه‌ی جدید و نوظهوری در زیست فناوری نانو است. در این روش، سطح ذرات را از نظر شیمیایی یا ژنتیکی تغییر می‌دهند و ترکیبات خاص، پپتیدها و آنزیم‌های مخصوصی به آن‌ها اضافه می‌کنند. برای مثال، ساختارهای نانوی ساخته شده با استفاده از ویروس موزائیک تنباکو می‌توانند مواد مایع مغناطیسی را در اجزای ترانزیستور حفظ و تثبیت کنند. در حقیقت در آینده به جایی خواهیم رسید که از ویروسهای گیاهی برای ساخت مواد در علوم گیاهی و زیست فناوری نانو استفاده کنیم.
ویروسهای گیاهی انگل‌های داخل سلولی هستند که با میکروسکوپ‌های معمولی دیده نمی‌شوند.منبع: لسلی تورانس، University of St Andrews
