Phytopathologische Charakterisierung von Isolaten des Gurkenmosaikvirus

Abstract

Die Diversität von 9 CMV-Isolaten, darunter die hinreichend beschriebenen Isolate K, Fny und Q, wurden mittels RT-PCR, Wirtspflanzenreaktion, DAS- und TAS-ELISA in simultanen, standardisierten Versuchen verglichen. Dazu wurden <i>Nicotiana rustica, N. glutinosa, N. clevelandii, N. tabacum </i>"Samsun-NN", <i> Lycopersicon esculentum</i> (Rheinlands Ruhm), <i>Capsicum annum </i> (Yolo Wonder B) und verschiedene Sorten von <i>Cucumis sativus und Valerianella locusta</i> mit Suspensionen definierter Viruskonzentration der gereinigten Isolate inokuliert. <br /> Die RT-PCR mit zwei Untergruppen-spezifischen Primerpaaren erlaubte die Typisierung der Isolate in die Untergruppen S-I und S-II. Mittels RT-PCR mit generellen CMV-Hüllprotein-Primern und anschließendem MspI-Verdau konnte dieses Ergebnis bestätigt werden. Davon abweichende Muster wurden nicht gefunden. Die Assoziation aller Isolate mit Satelliten konnte in der RT-PCR mit generellen Primern für Satelliten-RNA nachgewiesen und mittels dsRNA-Analyse bestätigt werden, wobei die Stärke der Banden auf eine hohe Akkumulation der Satelliten in den infizierten Pflanzenzellen schließen ließ.<br /> Die Vielfalt der durch CMV ausgelösten systemischen Symptome war sehr groß und reichte von keinen sichtbaren Veränderungen bis zu systemischer Nekrotisierung der kompletten Pflanze. Ein Zusammenhang mit der Untergruppenzugehörigkeit konnte nicht festgestellt werden. Weder zwischen den Isolaten derselben Untergruppe, noch zwischen denen beider Untergruppen, konnte in gemischten Infektionen eine signifikante synergistische oder antagonistische Wechselwirkung nachgewiesen werden. Die histologischen und zytologischen Untersuchungen verdeutlichten die Auswirkungen der Infektion auf das Wirtspflanzengewebe. Isolat- oder CMV-spezifische Veränderungen wurden nicht festgestellt.<br /> Mittels ELISA wurden hohe Viruskonzentrationen sowohl in symptomlosen Pflanzen als auch in Pflanzen mit starken Virussymptomen nachgewiesen. Die Sensitivität beider ELISA-Verfahren war in allen Wirt-Virus-Systemen sehr gut. So wurde auch in Pflanzen Virus nachgewiesen, die nach der Inokulation keinerlei Anzeichen einer erfolgreichen Virusinfektion zeigten. <br /> Die vorliegenden Untersuchungen bestätigen, dass kein genereller Zusammenhang zwischen Wirtspflanzenbeeinträchtigung, der systemischen Verbreitung und Konzentration der Viren in der Pflanze sowie der Gruppenzugehörigkeit der Isolate besteht, und keiner dieser Merkmale einen zuverlässigen Hinweis auf das Schädigungs-potential der verschiedenen CMV-Isolate geben kann.

<strong>Phytopathological characterization of isolates of cucumber mosaic virus</strong><br /> The biodiversity of 9 isolates of cucumber mosaic cucumovirus (CMV), including the well known isolates K-, Fny- and Q-CMV, were compared by RT-PCR, dsRNA electrophorese, host plant reaction, DAS- and TAS-ELISA under identical conditions. There-fore a purified virus suspension of defined concentration was used to inoculate Nicotiana rustica, N. glutinosa, N. clevelandii, N. tabacum "Samsun-NN", <i>Lycopersicon esculentum</i> (Rheinlands Ruhm), <i>Capsicum annum</i> (Yolo Wonder B) and different varieties of <i>Cucumis sativus</i> and <i>Valerianella locusta</i>. <br /> RT-PCR with two sets of primers specific for subgroup I (S-I) and subgroup II (S-II), allowed the classification of the isolates within S-I and S-II. RT-PCR with primers specific for CMV RNA 3 followed by digestion with MspI substantiated the above results. Distinct and different patterns were not found. Association of all isolates with satellites were detected by RT-PCR with primers specific for satellite-RNA and confirmed by dsRNA analysis, indicating a high level of accumulation in infected plant cells.<br /> The isolates induced symptoms of different phenotype and severity, varying from complete systemic necrosis to no symptoms at all, but no correlation was found with sub-group type. In mixed infections, between two isolates within one subgroup or from sub-group S-I and S-II each, no synergistic or antagonistic effect was evident. Examinations of histological and cytological changes in infected host plant tissue elucidated the extent of damage caused by the infection but neither isolate- nor CMV-specific effects were observed.<br /> There was no general relationship between the severity of systemic symptoms and virus accumulation. By ELISA high levels of virus accumulation were detected in plants with none or mild symptoms as well as in plants with severe symptoms. In all host species the sensitivity of both ELISA-variants was satisfactory. Virus was detected even in plants, which appeared to be not infected at all.<br /> The results of the present work confirm, that there is no correlation between symptom expression, incidence and subgroup type of the CMV-isolates, and non of them are reliable guides to assess the actual amount of damage caused by infection.