Анотація до роботи:

Бойко В.Р. Ґрунтові водорості при взаємодії із вірусами вищих рослин: реакція культур та структурно-функціональні зміни в клітинах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05. – ботаніка. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Дисертація присвячена вивченню ґрунтових водоростей при взаємодії із вірусами вищих рослин. На основі проведених досліджень встановлено, що клітини ґрунтових водоростей, виділених з природних місцезростань, можуть містити антигени вірусів вищих рослин.

У дослідах по штучному ураженню ґрунтових водоростей вірусами вищих рослин вперше експериментально доведено, що ґрунтові водорості можуть уражуватись вірусами вищих рослин.

Встановлено, що реакція водоростевих клітин на проникнення фітовірусів залежить від виду водоростей та морфобіологічного стану клітин.

Встановлено, що зооспори Bracteacoccus minor проявляють чутливість до проникнення ВТМ. Оскільки проникнення ВТМ в клітини B. minor не спричиняє масової загибелі клітин, B. minor можна розглядати як можливий резервуар ВТМ у природі.

При дослідженні ультраструктури клітин Bracteacoccus minor із контрольних ліній вперше зареєстровано спосіб поділу внутрішніх хлоропластів, розроблено схему класифікації вікових станів Bracteacoccus minor на ультратонкому рівні, виявлено та описано комплекси асоційованих органел.

Ключові слова. ґрунтові водорості, резервуари вірусних інфекцій, ультраструктура Bracteacoccus minor, електронна мікроскопія, ВТМ.

1. Евкаріотичні ґрунтові водорості (зокрема, з відділу Chlorophyta) можуть бути уражені деякими вірусами вищих рослин, що вперше встановлено в умовах лабораторного експерименту за допомогою методів світлової, люмінесцентної та електронної мікроскопії, рослин-індикаторів, імуноферментного аналізу, поверхневого плазмонного резонансу та полімеразної ланцюгової реакції.

2. Необхідною умовою для проникнення фітовірусів в клітини ґрунтових водоростей є наявність у водоростей стадій, на яких клітина контактує з навколишнім середовищем безпосередньо через ділянки плазмалеми, які не захищені від проникнення віруса клітинною оболонкою (т.зв. "вхідних воріт інфекції"), що показано на модельних системах "Bracteacoccus minor – вірус тютюнової мозаїки" та "Chlorosarcinopsis dissociata – вірус бронзовості томату".

3. На модельній системі "Bracteacoccus minor – вірус тютюнової мозаїки" показано, що B. minor проявляє сприйнятливість до проникнення ВТМ, і, таким чином, може виступати резервуаром даного фітовірусу в природі.

4. На прикладі модельної системи "Chlorosarcinopsis dissociata – вірус бронзовості томату" показано, що водорість може проявляти надчутливість до дії фітовіруса, внаслідок чого гине і не може виступати резервуаром вірусної інфекції у природі.

5. На прикладі дев'яти видів ґрунтових зелених водоростей та двох фітовірусів встановлено, що фітовіруси проникають у водоростеві клітини при наявності у життєвому циклі т.зв. “вхідних воріт інфекції”, тобто стадій, на яких плазмалема клітини (у Bracteacoccus minor, B.grandis, Chlorosarcinopsis gelatinosa, C.bastropiensis, C.dissociata, Dictyochloropsis cf. splendida, Dictyococcus cf.varians), або принаймні її окремі ділянки (Chlamydomonas culleus та Neochlorosarcina negevensis) безпосередньо контактує з оточуючим середовищем.

6. Результати скринінгу антигенів 6-и фітовірусів у природних ізолятах 11-и найбільш поширених у ґрунтах видів евкаріотичних водоростей свідчать, що хоча б один з антигенів цих вірусів виявляється у 81% досліджених водоростей, тобто ґрунтові водорості характеризуються потенційно високим рівнем вірусоносійства.

7. В експерименті ураження ґрунтових водоростей фітовірусами не відбувається, якщо клітини повністю вкриті клітинними оболонками і не мають ділянок плазмалеми, що безпосередньо контактують із зовнішнім середовищем (вхідних воріт інфекції).

8. При дослідженні ультраструктури клітин Bracteacoccus minor з контрольної лінії встановлено, що збільшення кількості хлоропластів в клітинах B.minor відбувається за рахунок поділу парієтальних хлоропластів у поперечному напрямку та внутрішніх хлоропластів у поздовжньому напрямку, причому поздовжній тип поділу хлоропласта зафіксовано вперше.

9. На ультратонкому рівні у клітинах Bracteacoccus minor виявлено два топологічно асоційованих комплекси органел та клітинних структур: хлоропласт-мітохондріальний комплекс та асоційований ядерний комплекс, що складається з асоційованих з ядерною оболонкою пари центріолей та комплексу Гольджі. Отримані дані дозволяють поточнити класифікацію вікових станів та систему діагностичних ознак даного виду.

Публікації автора:

1. Бойко В.Р. Про необхідність вивчення ґрунтових еукаріотичних водоростей як можливих резервуарів вірусної інфекції вищих рослин // Науковий вісник Національного аграрного університету – 1998. - № 7. – С. 144-148.

2. Болтовець П.М., Бойко В.Р., Дяченко Н.С., Снопок Б.А., Ширшов Ю.М. Застосування поверхневого плазмонного резонансу для виявлення вірусних антигенів // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Сер. Біологія – 2001. – Вип. 35. – С. 9-11.

3. Boltovets P.M., Boyko V.R., Kostikov I.Yu., Dyachenko N.S., Snopok B.A., Shirshov Yu.M. Simple method for plant virus detection: effect of antibody immobilization technique // Journal of Virological Methods – 2002. – Vol. 105. – P. 141-146.

4. Болтовець П.М., Бойко В.Р., Іве М., Снопок Б.А., Ширшов Ю.М., Дяченко Н.С. Дослідження взаємодії імуноглобулінів та виявлення вірусних антигенів у клітинних гомогенатах методом поверхневого плазмонного резонансу // Мікробіологічний журнал – 2003. – Т. 65, № 4. – С.51-61.

5. Бойко В.Р., Костіков І.Ю., Сенчугова Н.А., Поліщук В.П., Шевченко Т.П. Про можливість штучного ураження ґрунтової водорості Bracteacoccus minor (Chodat) Petrova (Chlorophyta) вірусом тютюнової мозаїки // Вісник Запорізького державного університету – 2004. - № 1. – С.33-39.

6. Boltovets P.M., Snopok B.A., Boyko V.R., Shevchenko T.P., Dyachenko N.S., Shirshov Yu.M. Detection of plant viruses using a surface plasmon resonance via complexing with specific antibodies // Journal of Virological Methods – 2004. – Vol. 121. – P. 101-106.

7. Polischuk V.P., Kostikov I.Yu., Romanenko P.A., Boyko V.R. Probably viral ethiology of disease of soil alga Chlorococcum elkhartiense Arch.et Bold // 1-st European Phycological Congress (Cologne (EPC1), August 11-18, 1996). – Kohln, 1996. – Late Abstracs 2.

8. Бойко В.Р., Костіков І.Ю., Дарієнко Т.М., Бєлашов Є.В. Про можливу вірусну природу захворювання Chlorococcum elchartiense Arh. et Bold, виділенного з грунту // Тези ІІ Міжнародної конференції "Біоресурси та віруси". – 1998. – С.73-75.

9. Болтовец П.Н., Бойко В.Р., Снопок Б.А., Ширшов Ю.М. Применение метода поверхностного плазмонного резонанса для обнаружения вирусных антигенов в клетках водорослей // Тези ІІІ Міжнародної конференції "Біоресурси та віруси". – 2001. – С.5.

10. Boyko V., Senchugova N., Polishjuk V., Shevchenko T., Boltovets P., Hoffmann L., Kostikov I. Artificial infection of the soil alga Bracteacoccus minor by Tobacco Mosaic Virus // Programme and Abstracts of International symposium "Byology and Taxonomy of Green Algae IV" (Smolenice, Slovakia, 24-28, 2002) – 2002. – P.20.

11. Boyko V.R., Kostikov I.Yu., Boubriak I.I., Hoffmann L. Detection of Tobacco Mosaic Virus in green soil algae Chlorosarcinopsis dissociata Hernd. and Chlorosarcinopsis gelatinosa Chant. et Bold // Programme and Abstracts International conference "Algae in terrestrial ecosystems" (Kaniv, 2005). – Nizhyn. – 2005. – P. 21.

12. Boyko V.R., Kostikov I.Yu., Hoffmann L. Detection of tobacco mosaic virus in green soil algae // Programme and Abstracts of International symposium "Byology and Taxonomy of Green Algae V" (Smolenice, Slovakia, 25-29, 2007) – 2007. – P.16.