Some properties of an unusual isolate of potato virus S

Summary

An isolate confirmed as potato virus S (PVS) discovered during routine quarantine testing of potato material from the Netherlands (breeders line No CE 7260/ 12) produced unusual symptoms when inoculated on to the test plantsChenopodium quinoa, C. amaranticolor andC. rubrum. After fifteen days the upper uninoculated leaves ofC. quinoa developed systemic chlorosis followed by necrosis and death.C. amaranticolor andC. rubrum produced similar symptoms but took ca. 7 days longer. A Scottish isolate produced local lesions only.

ELISA tests showed that it reached higher concentrations in potatoes than the Scottish isolate and when graft-inoculated onto cvs. Pentland Javelin and Epicure it produced marked symptoms while none were seen with the Scottish isolate. It also differed in its thermal inactivation and dilution end points while causing earlier senescence.

The discovery of what seems to be a Peruvian isolate of PVS in a breeders line is discussed.

Zusammenfassung

Ein im Rahmen routinemässiger Quarantänetests von Knollenmaterial beim Britischen Nationalen Quarantäneverband (UK National Potato Quarantine Unit, Agricultural Scientific Services, Edinburgh) in einer Züchtungslinie (CE 7260/12) entdecktes Isolat des Kartoffelvirus S (PVS (CE)) rief ungewöhnliche Symptome hervor, wenn es auf eine Reihe von Testpflanzen inokuliert wurde. Verglichen wurde mit einem schottischen PVS-Isolat (O) von der Sorte Orion. Wenn beide Isolate auf die in Tabelle 1 gezeigten Testpflanzen inokuliert wurden, differenziertenChenopodium amaranticolor, C. rubrum, C. quinoa und weniger häufig auchNicotiana debneyii zwischen den beiden Isolaten. Alle Testpflanzen wurden mit serologischen Methoden und Wiedergewinnungs-Inokulation mitC. quinoa als Indikatorpflanze auf Anwesenheit von Viren untersucht.

Die deutlichsten Symptome traten beiC. amaranticolor undC. quinoa auf. Während PVS (O) lokale Läsionen auf den inokulierten Blättern hervorrief, ergab sich bei PVS (CE) eine deutliche systematische Reaktion mit anschliessender Nekrose und Absterben der oberen Blätter (Abb. 1, 2 und 3).

Die Einstufung der Isolate als PVS wurde durch Prämunitäts-Reaktion, serologische Reaktion und die Partikellänge abgesichert.Prämunitäts-Test. Tabelle 2 zeigt, dass vorherige Inokulation vonN. debneyii mit PVS (CE) (ohne systemische Symptome) ein gewisses Mass an Schutz gewährte, wenn mit PVS (O) (mit sichtbaren systemischen Reaktionen) superinokuliert wurde.N. debneyii zeigte sich als Indikatorpflanze variabel, aber bei Verwendung vonC. quinoa (Tab. 3) erfolgte totaler Schutz, wodurch die Verwandschaft beider Isolate demonstriert wird.Serologie. Bei einfachen Chloroplasten- und Latex-Agglutinationstest reagierte jedes Isolat stark mit seinem heterogenen Antiserum; Kreuz-Absorbtionsversuche zeigten eine nahe Verwandtschaft zwischen beiden. ELISA-Tests ergaben, dass PVS (CE) in Kartoffeln höhere Konzentrationen erreichte als PVS (O).

Partikelmessung. Es ergaben sich keine Unterschiede in der Partikelgrösse beider Isolate, wenn sie (a) mit der ‘leaf dip’-und (b) mit der ‘antiserum-coated grid’-Methode (Gitternetz des Objektträgers (a) ohne und (b) mit Antiserumfilm-Beschichtung) elektronenmikroskopisch verglichen wurden (Abb. 4).

In Pfropfversuchen produzierte PVS (CE) deutliche Symptome in den Sorten Pentland Javelin und Epicure; obwohl and der Sorte King Edward keine Symptome sichtbar wurden, waren alle drei 2–3 Wochen früher seneszent als mit PVS (O) gepfropfte Pflanzen. Verbreitung durch Blattkontakt liess sich nicht demonstrieren, wenn infizierte Kartoffeln neben gesunden Pflanzen aufwuchsen. InC. quinoa konnte dagegen Ausbreitung festgestellt werden.

Bemerkenswert ist, dass ein anscheinend peruanisches Isolat eines Kartoffelvirus in einer europäischen Züchtungslinie entdeckt werden konnte. Das deutet darauf hin, dass sich in letzter Zeit südamerikanische Viren und Isolate mehr ausbreiteten als bisher angenommen. Dieser Befund würde rigorosere Test- und Quarantänemassnahmen rechtfertigen.

Résumé

Un isolat aberrant de virus S de la pomme de terre (PVS-CE) issu d'une lignée hybride (CE 7260/ 12) a été découvert au cours d'un contrôle de routine lors de la mise en quarantaine, sur des pommes de terre provenant de l'U.K. National Potato Quarantaine, Agricultural Scientific Services, Edinburgh; celui-ci provoque des symptômes inhabituels lorsqu'il est inoculé à une gamme de plantes-tests. Des comparaisons ont été faites avec un isolat écossais de PVS (O) issu de la variété Orion. Les plantes-tests mentionnées dans le tableau 1:Chenopodium amaranticolor, C. rubrum, C. quinoa etN. debneyii (de façon moins évidente) ont permis de différencier les deux isolats. Toutes les plantes ont été contrôlées sérologiquement et surC. quinoa.

Les symptômes les plus marqués ont été observés surC. amaranticolor etC. quinoa; tandis que PVS (O) donnait des lésions locales sur la feuille d'inoculation, PVS (CE) produisait une chlorose systémique prononcée suivie par la nécrose et la mort des feuilles du sommet de la plante (fig. 1, 2 et 3). Cet isolat montrait les caractéristiques du virus S au niveau de la protection croisée, des réactions sérologiques et de la taille des particules.

Protection croisée. Le tableau 2 montre qu'un certain degré de protection est conféré aux plantes deN. debneyii inoculées préalablement avec PVS (CE), qui ne produit pas de réaction systémique, quand ces plantes sont réinoculées avec PVS (O), qui produit une réaction systémique visible. Toutefois,N. debneyii donne des réactions variables. QuandC. quinoa est utilisé (tableau 3) une protection totale est induite chez les plantes, démontrant la relation entre les deux isolats.

Sérologie. Avec le test simple d'agglutination chloroplastes et latex chaque isolat réagit fortement avec l'antisérum hétérologue et l'expérience de croisement montre qu'ils sont étroitement liés. Le test ELISA montre que PVS (CE) a une concentration plus élevée dans la pomme de terre que PVS (O).

Mensuration des particules. Aucune différence n'a été observée entre les tailles des particules des deux isolats, comme trouvé à l'aide des deux méthodes utilisées, en ce cas la ‘leaf dip method’ en comparaison avec la ‘antiserumcoated grid method’ (fig. 4). Dans les expériences de greffage, PVS (CE) a produit des symptômes prononcés sur Pentland Javelin et Epicure et aucun symptôme sur King Edward; les plantes de ces trois variétés sont devenues senescentes 2 à 3 semaines plus tôt que celles inoculées avec des greffons infectés par PVS (O). La transmission du virus par contact foliaire entre plantes saines et infectées n'a pu être démontrée chez la pomme de terre mais a été détecté chezC. quinoa. Il est vraisemblable qu'une souche péruvienne du virus a été découverte dans une lignée hybride européenne. Cela pourrrait impliquer une extension des virus Sud-Américains plus importante qu'on ne le croyait jusqu'ici et justifierait plus de rigueur dans les contrôles et les procédés de mise en quarantaine.