Μελέτη σπορομεταδιδόμενων ιών των χορτοδοτικών ψυχανθών vicia sativa και lathyrus cicera

Abstract

A seed-transmitted virus was isolated from a vetch seedling showing severe stunting, reduced lamina and leaf mottling. The host range included 49 species in eight plant families, mainly Fabaceae and Solanaceae, exhibiting ringspots, severe malformations, top necrosis or latent infections. The virus was transmitted readily through seed of vetch, Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Nicotiana benthamiana, N. megalosiphon, N. rustica and Trigonella foenum-graecum. Virus particles were isometric, about 28 nm in diameter and purified preparations sedimented as three components in sucrose density gradients. Its coat protein consists of a single polypeptide, 54,000 daltons in size, encapsidating two nucleic acid species, presumably single stranded RNA, with molecular weights 2.54 x 10⁶ and 1.8 x 10⁶. Particles in plant sap reacted with Artichoke yellow ringspot virus (AYRSV) antiserum in indirect ELISA and ISEM. A virus with slightly flexuous, filamentous particles was isolated from a symptomless seedling of Lathyrus cicera. The virus, designated Lathyrus latent virus (LaLV), infected 25 species in five plant families, but caused no symptoms on most hosts. It was transmitted readily through seed of L. cicera and other legumes. Purified preparations yielded slightly flexuous filaments, 600-650 nm m length that contained one nucleic acid species with molecular weight of 2.6 x 10⁶. The 3' terminal 2210 nucleotide sequence excluding the poly(A) tail of the genomic RNA was determined. Based on computer analysis and sequence comparison three open reading frames (ORFs) were identified encoding: a putative RNA-dependent RNA polymerase, a movement and a coat protein. Based on particle morphology, biological and physicochemical properties, the genome organization, amino acid homology and phylogenetic analysis it is suggested that LaLV is a new member of the Trichovirus genus.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των σπορομεταδιδόμενων ιών που μολύνουν το βίκο (Vicia sativa) και το κτηνοτροφικό λαθούρι (Lathyrus cicera), στην Ελλάδα. Έπειτα από έλεγχο μεγάλου αριθμού σπορομερίδων βίκου και κτηνοτροφικού λαθουριού, απομονώθηκαν με μηχανική μετάδοση σε φυτοδείκτες, δύο ιοί. Ο πρώτος, στον οποίο δόθηκε η προσωρινή ονομασία ιός του νανισμού του βίκου, απομονώθηκε από σπορομερίδα βίκου προερχόμενη από την Ένωση Γεωργικών Συνεταιρισμών Ιωαννίνων. Το μολυσμένο φυτάριο εμφάνισε έντονο νανισμό, μικροφυλλία και ποικιλοχλώρωση του ελάσματος των φύλλων. Ο δεύτερος ιός απομονώθηκε από σπορομερίδα λαθουριού ποικιλίας Ρόδος που στάλθηκε από το Ινστιτούτο Κτηνοτροφικών Φυτών και Βοσκών Λάρισας. Το μολυσμένο φυτάριο δεν εμφάνισε συμπτώματα, γι’ αυτό και θα αναφέρεται ως λανθάνων ιός του λαθουριού. Ο ιός του νανισμού του βίκου ξενίζεται σε αρκετά μεγάλο αριθμό πειραματικών ξενιστών, κυρίως στις οικογένειες των Ψυχανθών και Σολανωδών, προκαλώντας συνηθέστερα δακτυλιοειδείς κηλίδες, έντονες παραμορφώσεις ή λανθάνουσες μολύνσεις. Μεταδίδεται με το σπόρο του βίκου και των τεχνητών ξενιστών του Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Nicotiana benthamiana, N. megalosiphon, N. rustica και Trigonella foenum-graecum. Τα σωματίδια αποτελούνταν από ένα πολυπεπτίδιο μεγέθους 54.000 daltons και δύο είδη RNA μοριακού βάρους 2,54 x 10⁶ (7,4 kb) και 1,8 x 10⁶ (5 kb). Στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παρατηρήθηκαν σφαιρικά σωματίδια, διαμέτρου περίπου 28 nm. Τα χαρακτηριστικά του ιού μοιάζουν με εκείνα των ιών του γένους Nepovirus. Από τις παραπάνω ιδιότητες και την ορολογική σύγκριση, με δοκιμές ΡΤΑ-ELISA, με πολυκλωνικούς αντιορούς 15 ιών του γένους Nepovirus, φαίνεται ότι ο ιός του νανισμού του βίκου είναι ταυτόσημος με τον ιό της κίτρινης δακτυλιωτής κηλίδωσης της αγκινάρας (Artichoke yellow ringspot nepovirus, AYRSV), γεγονός που επιβεβαιώθηκε και με δοκιμές ανοσοηλεκτρονικής μικροσκοπίας. Ο λανθάνων ιός του λαθουριού διακρίνεται από μέτριο εύρος ξενιστών, με ιδιαίτερη ευπάθεια στα Ψυχανθή και κύριο χαρακτηριστικό τις λανθάνουσες μολύνσεις. Μεταδίδεται με το σπόρο του λαθουριού και άλλων Ψυχανθών (μπιζέλι, βίκος, κουκιά). Διαθέτει ένα είδος RNA μοριακού βάρους 2,6 x 10⁶ (7,76 kb) ενώ στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παρατηρήθηκαν εύκαμπτα, νηματοειδή σωματίδια, μέσου μήκους 600-650 nm. Η αλληλουχία των 2210 νουκλεοτιδίων του 3' άκρου καθορίστηκε, όπου φάνηκε ότι το γονιδίωμα του ιού αποτελείται από τρία ανοιχτά πλαίσια ανάγνωσης (ORFs) που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες της RNA πολυμεράσης, της διακυτταρικής μετακίνησης του ιού και την καψιδιακή πρωτεΐνη. Με βάση τις βιολογικές, φυσικοχημικές, μορφολογικές ιδιότητες, την οργάνωση του γονιδιώματος, την ομολογία των αμινοξέων και τη φυλογενετική ανάλυση φαίνεται ότι ο ιός που απομονώθηκε από το λαθούρι είναι ένα νέο είδος του γένους Trichovirus, για το οποίο προτείνεται το όνομα λανθάνων ιός του λαθουριού (Lathyrus latent virus, LaLV).