โรคพืชที่เกิดจากวิสา

วิสา (virus, pi. viruses) มาจากภาษาลาตินหมายถึง เป็นพิษหรือสารพิษ วิสาเป็นสิ่งก่อโรค ที่มีขนาดเล็กมาก โปร่งแสง (transparency) ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทัศน์ธรรมดา ทวีจำนวนได้เฉพาะในเซลอื่นที่มีชีวิตและเป็นสาเหตุของโรค มีขนาดและรูปร่างแตกต่างไปจากเชื้อสาเหตุโรคอื่นๆ อย่างมากมาย รวมทั้งส่วนประกอบทางเคมีและโครงสร้างทางฟิสิกส์ของเชื้อ วิธีการติดเชื้อ การทวีจำนวน การเคลื่อนย้ายของเชื้อในพืชอาศัย การแพร่กระจาย อาการของพืชที่เชื้อทำให้เกิดโรค และการตรวจสอบเชื้อ ยังมีวิธีการแตกต่างไปจากการใช้กับเชื้อสาเหตุโรคอื่นๆ
พืชที่เป็นโรคเกิดจากวิสา จะมีอาการคล้ายพืชขาดธาตุอาหารและเกิดจากสารพิษ แต่แตกต่างออกไปที่พืชที่เป็นโรคนี้ ติดต่อไปยังพืชอื่นๆ ได้ โดยเชื้อสาเหตุสามารถถ่ายทอดไปสู่ต้นปกติด้วยกรรมวิธีต่างๆ แล้วแต่ชนิดของวิสา วิสาชนิดหนึ่งสามารถทำให้เกิดโรคแก่พืชต่างๆ ได้หลายสิบชนิด และในทำนองเดียวกัน พืชชนิดหนึ่งก็สามารถเป็นโรค โดยมีวิสาเป็นสาเหตุหลายชนิดได้เช่นกัน
ลักษณะต่างๆ ของวิสาสาเหตุโรค (Characteristics of plant viruses)
1. วิสาเป็น nuclecoproteins ประกอบด้วย nucleic acid และมีโปรตีนห่อหุ้มอยู่ภายนอก  ประกอบกันเป็นอนุภาควิสา (virus particle or virions) ไม่มีเยื่อหุ้ม (membrane) ยกเว้น Rhabdovirus group ซึ่งมีเยื่อหุ้มเป็น lipid membrane มีขนาดและส่วนประกอบของโครงสร้าง แตกต่างกันมากมายแล้วแต่ชนิดของวิสา วิสาบางชนิดอาจมีสารประกอบเคมีอื่นๆ อีก เช่น polyamine, lipid และเอนไซม์ต่างๆ มีลักษณะสัณฐานแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ
ก. ท่อนทรงกระบอก (rod-shaped) บางชนิดเป็นท่อนเรียบ (rigid rods) เช่น วิสาโรคใบด่างของยาสูบ (TMV) มีขนาดประมาณ 15X300 nm บางชนิดเป็นท่อนยาวคล้ายเชือก อ่อนตัว (elongated virions or flexuous threads) ส่วนมากมีขนาดประมาณ 10-13X480-2,000 nm เช่น tristeza virus ของส้ม โรควิสาใบด่างแคระของข้าวโพด (maize dwarf mosaic) และบางชนิดเป็นท่อนสั้นคล้ายบักเตรี (bacilluslike or bullet-shaped, rhabdoviruses) โดยทั่วไปมีขนาดยาวประมาณ 3-5 เท่าของความกว้าง


ภาพลักษณะสัณฐานของวิสาสาเหตุโรคพืช A) ท่อนเรียบ (rigid rods, TMV) B) ท่อนยาวคล้ายเชือก (flexuous threads, maize dwarf mosaic) C) ทรงกลมเหลี่ยม (icosahedral,
cowpea chlorotic mottle) และ D) ท่อนสั้น (rhabdovirus, broccoli necrotic yellows) ที่มา: Agrios, 1978)
เช่น วิสาต้นเหลืองแคระของมันฝรั่ง (potato yellow dwarf virus) มีขนาด 75 X 380 nm และวิสาใบเหลืองตายของผักกาดหอม (lettuce necrotic yellow virus) มีขนาด 52 X 300 nm เป็นต้น
ข. ลักษณะทรงกลมเป็นเหลี่ยม (isometric or polyhedral or quasi-spherical or icosahedral) มี 20 ด้าน (faces) แต่ละด้านเป็นโปรตีนหน่วยย่อย (protein sub-units) เรียงกันมีระยะห่างสมํ่าเสมอ มี โพลงแกนตรงกลางของ nucleic acid เช่นเดียวกัน เช่น วิสาสาเหตุโรคใบด่างของแตงกวา (cucumber mosaic virus) วิสาสาเหตุโรคใบด่างของกระหล่ำดอก (cauliflower mosaic virus) เป็นต้น
2. Nucleic acid ของวิสา เรียงตัวขดเป็นเกลียวคล้ายเชือกประกอบด้วย single หรือ double strands ของ RNA หรือ DNA มีโปรตีนห่อหุ้ม (a single or double strand helix of nucleic acid surrounded by protein coat) เป็นโพลงแกนตรงกลางความยาว (hollow core)
3. การทวีจำนวจของอนุภาควิสา nucleic acid และโปรตีนที่ห่อหุ้มจะเกิดแยกกันภายในเซลพืชอาศัย โดย nucleic acid ทวีจำนวน แล้วโปรตีนมารวม กลายเป็นอนุภาคของวิสาที่สมบูรณ์
4. RNA หรือ DNA เป็นตัวการถ่ายทอดทางพันธุกรรม (genetic material) ซึ่งเป็นส่วนก่อโรคของวิสา
5. วิสาไม่มีระบบเอนไซม์หรือกลไกอื่นในการสังเคราะห์สารด้วยตัวเอง ต้องอาศัยจากเซลพืชจึงต้องเป็นปรสิตในสิ่งมีชีวิตอื่น
6. วิสามีความแตกต่างกัน นอกเหนือจากขนาดและรูปร่างดังกล่าวแล้ว ยังมีความแตกต่างกันทางพืชอาศัย วิธีการถ่ายทอดและคุณสมบัติอื่นๆ ทางการติดเชื้อ การทวีจำนวน นํ้าหนัก การทนต่อความร้อน (thermal inactivation) การเจือจางของเชื้อก่อโรค (dilution end point) การทำลายเชื้อด้วยสารเคมีอายุของเชื้อที่ยังก่อโรคได้ (resistance to aging) และคุณสมบัติทางเซรุ่มวิทยา (serological properties)
อาการโรคเกิดจากวิสา
อาการโรค แบ่งอย่างกว้างๆ ได้ 2 กลุ่มใหญ่
ก. อาการภายนอก (external symptoms)
อาการที่มองเห็นเป็นหย่อม มีปฏิกริยาของการติดเชื้อ ขอบเขตจำกัด
1. Chlorotic lesions เนื้อเยื่อบริเวณ โดยรอบที่ติดเชื้อจะสูญเสียคลอโรฟิลและรงควัตถุ ทำให้แผลมีสีซีดถึงเกือบขาว เช่น วิสาโรคใบด่างของผักกาดหวานที่ทำให้เกิดโรคบน Chenopodium amaranticolor
2. Necrotic lesions บริเวณเนื้อเยื่อที่เชื้อเข้าทำลายเซลจะตาย ขนาดของแผลอาจเล็กตั้งแต่หัวเข็มหมุด จนถึงใหญ่ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 มม. อาการโรคอาจเกิดแบบ chlorosis ก่อน แล้วตามด้วย necrosis เช่น TMV บนยาสูบใบเล็ก (Nicotiana glulinosa)
3. แผลแบบจุดวง (ring spots) แผลจุดวงนี้อาจเกิดขึ้น จากการที่เกิด chlorosis หรือ necrosis รุนแรง และเนื้อเยื่อสีเขียวของใบพืชตามปกติเปลี่ยนไป เช่น วิสาโรคใบจุดวงของยาสูบบน Nicotiana rustica
อาการที่แสดงออกให้เห็นทั่วต้น
1. อาการแคระแกรน ใบ ดอก ผล มีขนาดเล็กลง ก้านใบ ข้อปล้องสั้น เช่น วิสาโรคใบด่างเหลืองของถั่ว (bean yellow mosaic virus) ที่เกิดบนต้นถั่ว การแคระแกรนของพืชจะมากน้อยเพียงไรขึ้นอยู่กับการติดเชื้อนั้นเกิดกับพืชในระยะใดของการเจริญเติบโต อาจพบบางส่วนของพืชแคระแกรนมากกว่าส่วนอื่นๆ เป็นต้น
2. อาการเปลี่ยนสีของใบ อาการมีตั้งแต่ chlorosis เล็กน้อย จนถึงเห็นเส้นใบได้ชัดเจน  บางโรคอาจมีเนื้อเยื่อสีเขียวเข้มรวมอยู่กับเส้นใบ เช่นโรคใบด่างของกระหลํ่าในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว อาการจะเป็นแถบ หรือขีด บนใบแบบ chlorosis
3. ใบเปลี่ยนรูป อาการใบหด หงิก บุ๋ม ใบม้วนขึ้นหรือลง
4. จุดวง อาการเป็นวงเข้ม ขอบแผลไม่เรียบ เกิดบนใบ หรือผล เนื้อเยื่อบริเวณขอบแผลเกิด chlorosis


ภาพอาการโรคที่เกิดจากวิสาต่างๆ บนยาสูบใบเล็ก (Nicotiana glutinosa) แสดงแผลในลักษณะต่างๆ A) วิสาใบด่างยาสูบ, TMV B) วิสาใบด่างมะเขือเทศ C) Tomato bushy stunt เเละ D)ยาสูบใบจุดวงแหวน (ที่มา: Luria, 1978)
5. เหี่ยว พืชเหลือง ใบตก ใบจะเล็กและการเจริญเติบโตของรากลดลง
6. การเจริญเติบโตของพืชเปลี่ยนรูปไป เช่น Fiji disease ของอ้อย โรคใบหดของยาสูบ แผลพองรอยแยกที่เปลือก แผลบุ๋มที่ลำต้น เป็นต้น
7. สีของดอกไม่สมํ่าเสมอ เช่น ดอกทูลิพ
8. เป็นหมัน แตกพุ่ม เป็นอาการของโรคแบบ “Yellow type” เกิดกรีนนิงที่ช่อดอกแตกตามากกว่าปกติ
9. ผลมีรูปร่างผิดปกติ มีรอย ย่น เล็ก บิดเบี้ยว เป็นต้น


ภาพอาการต่างๆ ของพืชที่เป็นโรคเกิดจากวิสา(ที่มา:Agrios, 1978)
ข. อาการภายใน (Internal symptoms)
โรคพืชที่เกิดจากวิสาสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดภายในพืช ได้แก่
1. การเปลี่ยนแปลงทางขนาด และจำนวนของเซล เนื้อเยื่อพืชที่เป็นโรค เช่น โรคใบด่าง เนื้อเยื่อของส่วนที่มีอาการสีเหลืองจะเป็น hypoplasia มี chloroplast น้อย โรคที่แสดงอาการเส้นใบใส หรือไม่มีสี จะพบเซลที่อยู่ใกล้เส้นใบมีขนาดใหญ่ขึ้น เป็นแบบ hypertrophy การสลายตัวของเซล phloem โรคยอดห่อของผักกาดหวาน เป็นต้น
2. การพบ inclusion bodies เซลพืชที่เป็นโรคเมื่อพืชเริ่มติดเชื้อและทวีจำนวนของเชื้อแล้ว พืชอาจแสดงอาการของโรคหรือยังไม่แสดงอาการให้เห็นก็ได้ อาจมี inclusion bodies ในเซลผิวของใบ ลำต้น และอาจพบในเนื้อเยื่อของราก ดอก ยกเว้นในท่อลำเลียงน้ำอาหาร Inclusion bodies นี้ นอกจากมีอนุภาควิสารวมอยู่ด้วยแล้ว อาจประกอบด้วย mitochondria รงควัตถุ ผลิตผลของโปรตีน และสารเชื่อมระหว่างเซลพืช
Inclusion bodies ตรวจได้จากเนื้อเยื่อพืชด้วยกล้องจุลทัศน์ โดยไม่ต้องย้อมสี แต่การย้อมสีอาจช่วยให้เห็นชัดเจนขึ้นได้ วิธีปฏิบัติที่สะดวกและทำได้เร็ว โดยลอกผิวสดๆ ของพืช จุ่มในนํ้ายาเป็นเวลา 1-2 นาที สีที่ใช้มี rose bengal หรือ methyl green-pyronin หรือ phloxine ที่ละลายในน้ำเข้มข้น 0.5% inclusion bodies ที่พบมีดังนี้
ก. Crystalline and paracrystalline array เป็นการตกผลึกมีขนาดใหญ่ และขนาดผลึกเล็กๆ อยู่รวมกันของอนุภาควิสา ซึ่งการตกผลึกนี้นอกจากพบในเซลพืชแล้ว ยังพบเกิดขึ้นได้ในสภาพ in vitro ด้วย แรงกดดันทางฟิสิกและเคมี
ข. Amorphous inclusions or X-bodies มีรูปร่างไม่แน่นอน ประกอบด้วยส่วนที่เพิ่งเกิดขึ้นใหม่ๆ ของเซล เช่น vesicles และส่วนประกอบอื่นๆ ของพืช ซึ่งไม่พบในพืชปกติ และประกอบด้วย อนุภาควิสา
ค. Proteinaceous inclusions เป็นโปรตีนต่างๆ ที่เกิดขึ้นจากการติดเชื้อวิสา
ง. Abnormal cell organelles เป็นส่วนประกอบโครงสร้างภายในที่ผิดปกติ อาจพบเดี่ยว หรือรวมเป็นกลุ่ม
ที่มา:ไพโรจน์  จ๋วงพานิช