ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ
ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΤΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ
ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ MOROCCAN WATERMELON MOSAIC VIRUS (MWMV) ΣΕ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΚΟΛΟΚΥΝΘΟΕΙΔΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ, ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΚΑΙ
ΜΟΡΙΑΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΤΟΥ ΜΕ ΑΦΙΔΕΣ
Χρήστος Κ. Ξάνθης Γεωπόνος ΔΠΘ
Μεταπτυχιακή Διατριβή
Η διατριβή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Φυτοπαθολογίας του Τμήματος Γεωπονίας, της Σχολής Γεωπονίας, Δασολογιάς και Φυσικού Περιβάλλοντος του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης
Τριμελής εξεταστική επιτροπή
Ν.Ι Κατής Καθηγητής Εισηγητής
Α. Λαγοπόδη Επίκουρη Καθηγήτρια Μέλος
Β. Ι Μαλιόγκα Επίκουρη Καθηγήτρια Μέλος
Θεσσαλονίκη, Σεπτέμβριος 2015
© Χρήστος Κ. Ξάνθης
© ΑΠΘ
ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ MOROCCAN WATERMELON MOSAIC VIRUS (MWMV) ΣΕ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΚΟΛΟΚΥΝΘΟΕΙΔΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ, ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΚΑΙ ΜΟΡΙΑΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΤΟΥ ΜΕ ΑΦΙΔΕΣ
Η ολοκλήρωση της διπλωματικής εργασίας συγχρηματοδοτήθηκε μέσω του Έργου «Υποτροφίες ΙΚΥ» από πόρους του ΕΠ «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση», του Ευρωπαϊκού Κοινοτικού Ταμείου (ΕΚΤ) του ΕΣΠΑ, 2007-2013.
Στους γονείς μου, Κώστα και Ευγενία
στον αδελφό μου, Δημήτρη
στη Βίκυ
Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε κατά τα έτη 2012-2014 στο Εργαστήριο Φυτοπαθολογίας του Τμήματος Γεωπονίας, της Σχολής Γεωπονίας, Δασολογιάς και Φυσικού Περιβάλλοντος του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.) στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών του τομέα Φυτοπροστασίας.
Με την ολοκλήρωση της παρούσας εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Νικόλαο Ι. Κατή για την ανάθεση του θέματος και τις υποδείξεις του, την υπομονή του, αλλά και την εμπιστοσύνη που μου έδειξε.
Επιπλέον θα ήθελα να ευχαριστήσω την Επίκουρη καθηγήτρια κα.Μαλιόγκα Βαρβάρα καθώς και τους κ. Ευθυμίου Κωνσταντίνο και υποψήφιο διδάκτορα Λεωνίδα Λώτο για τη βοήθειά τους στις διάφορες δυσκολίες που προέκυπταν στην πορεία των μεταπτυχιακών μου σπουδών.
Θερμές ευχαριστίες θα ήθελα να εκφράσω στους επίκουρους καθηγητές κα. Λαγοπόδη Αναστασία και κα. Μαλιόγκα Βαρβάρα, μέλη της τριμελούς εξεταστικής επιτροπής, για την συμβολή τους στην κριτική ανάγνωση της διατριβής και τις ουσιαστικές υποδείξεις τους.
Ιδιαίτερες ευχαριστίες αρμόζουν στον γεωπόνο κ. Παναγιώτη Λαϊνά για την φιλοξενία και την πολύτιμη βοήθεια του στην συλλογή δειγμάτων, καθώς επίσης και στους γεωπόνους της εταιρίας GEOPLANT Α.Ε.Ε.Γ.Ε, για την πολύτιμη βοήθεια τους στην συλλογή δειγμάτων κατά τις επισκέψεις μου τα έτη 2013-2014 στις περιοχές του Νομού Ηλείας.
Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον καθηγητή κ. Μενεξέ για την βοήθειά του στην στατιστική ανάλυση μέρους των αποτελεσμάτων της μεταπτυχιακής διατριβής καθώς επίσης και τον Δρα. Ιωάννη Μαργαριτόπουλο του Τμήματος Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστήμιου Θεσσαλίας για την βοήθεια του στην αναγνώριση των αφίδων. Επιπλέον θα ήθελα να ευχαριστήσω την Δρ. Αμαλία Κατή για την παροχή των κλώνων του είδους Myzus persicae.
Τους γεωπόνους κ. Βασίλη Μπουρνάκα, Θεόδωρο Βαγγόπουλο, Στέφανο Θεοδωράκη και κ.
Νικόλαο Αναστασάκη για την βοήθεια τους στην συλλογή δειγμάτων από διάφορες περιοχές της Ελλάδος. Την εταιρεία Agris Α.Ε και τους γεωπόνους Δημήτριο Μαρκόπουλο και Χρήστο Δαγκίτση για την παροχή υγιών φυταρίων αγγουριάς, καρπουζιάς και πεπονιάς καθώς και την εταιρία ΕΛΛΑΝΚΟ ΕΛΛΑΣ Α.Ε.Β.Ε και τον γεωπόνο κ. Χάρη Φλώρο για την παροχή σπόρων κολοκυθιάς.
Ευχαριστίες
Ένα μεγάλο ευχαριστώ αρμόζει στην φίλη μου γεωπόνο MSc Βασιλική Μαντζάνα, για τις υποδείξεις και τη βοήθεια της στη συγγραφή της μεταπτυχιακής μου διατριβής καθώς και την ανιδιοτελή και ανυπολόγιστη υποστήριξη και τη συνεχή εμψύχωση της κατά τη διάρκεια δύσκολων στιγμών. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω την φίλη μου αρχιτέκτονα μηχανικό MSc Διονυσία Δεδούση, για την βοήθεια της στο σχεδιασμό εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν στην μεταπτυχιακή μου διατριβή. Σε μια πράξη ευγνωμοσύνης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς μου Κωνσταντίνο και Ευγενία, και τον αδερφό μου Δημήτρη, για την συμπαράσταση τους και την ψυχολογική στήριξη τους όλα αυτά τα χρόνια. Θα ήθελα να τους ευχαριστήσω για όλες τις θυσίες που έκαναν προκειμένου να μου δώσουν την δυνατότητα να πραγματοποιήσω τις σπουδές μου.
Περιεχόμενα ... i
Συντομογραφίες ... vi
Ευρετήριο ... ix
Περίληψη ... xiv
Αbstract ... xv
Κεφάλαιο 1ο: Γενική εισαγωγή ... 1
1.1 Οικογένεια Potyviridae- Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά ... 2
1.2 Το γένος Potyvirus ... 3
1.3 Γονιδιακή οργάνωση και λειτουργία(ες) των πρωτεϊνών ... 4
1.4 Οι αφίδες ως φορείς φυτικών ιών ... 7
1.4.1 Τροφική δραστηριότητα των αφίδων ... 7
1.4.2 Πρωτεΐνες του γένους Potyvirus που εμπλέκονται στη μετάδοση με αφίδες ... 8
1.4.3 Πρωτεΐνες του γένους Cucumovirus που εμπλέκονται στη μετάδοση με αφίδες ... 10
1.5 Οι κυριότερες ιολογικές ασθένειες φυτών της οικογένειας Cucurbitaceae ... 12
1.5.1 Ιοί του γένους Potyvirus ... 15
1.5.2 Ιοί του γένους Cucumovirus ... 24
1.5.3 Ιοί του γένους Polerovirus ... 28
1.6 Μέθοδοι διάγνωσης ... 30
Κεφάλαιο 2ο: Συχνότητα εμφάνισης αφιδομεταδιδόμενων ιών σε καλλιέργιες κολοκυνθοειδών στην Ελλάδα ... 35
Περίληψη ... 34
2.1 Εισαγωγή ... 37
2.2 Υλικά και Μέθοδοι ... 38
2.2.1 Φυτικό υλικό ... 36
2.2.2 Τρόπος δειγματοληψίας και συλλογή δειγμάτων ... 39
2.2.3 Ανίχνευση και ταυτοποίηση των ιών ... 40
Περιεχόμενα
2.2.4 Ανάλυση δεδομένων ... 41
2.3 Αποτελέσματα ... 43
2.3.1 Συχνότητα εμφάνισης ιών ανά καλλιεργητική περίοδο και ξενιστή ... 43
2.3.2 Συχνότητα εμφάνισης ιών σε μικτές και μονές μολύνσεις ... 44
2.3.3 Συχνότητα εμφάνισης ιών σε καλλιέργειες κολοκυθιάς ... 45
2.3.4 Συχνότητα εμφάνισης ιών σε καλλιέργειες καρπουζιάς ... 46
2.3.5 Συχνότητα εμφάνισης ιών σε καλλιέργειες πεπονιάς ... 47
2.4 Συζήτηση ... 49
Κεφάλαιο 3ο: Εύρος ξενιστών και προσδιορισμός της αλληλουχίας του γονιδιώματος μιας Ελληνικής απομόνωσης του MWMV από καρπουζιά ... 53
Περίληψη ... 52
3.1 Εισαγωγή ... 55
3.2 Υλικά και Μέθοδοι ... 56
3.2.1 Απομόνωση του MWMV ... 56
3.2.2 Εργαστηριακό εύρος ξενιστών του MWMV ... 56
3.2.3 Αξιολόγηση αυτοφυών φυτών ως ξενιστών του MWMV ... 56
3.2.4 Εκχύλιση ολικού RNA και προσδιορισμός της πλήρους αλληλουχίας του γονιδιώματος του MWMV ... 57
3.2.5 Απομονώσεις του MWMV και σύγκριση αλληλουχιών ... 58
3.3 Αποτελέσματα ... 60
3.3.1 Εργαστηριακό εύρος ξενιστών του MWMV ... 60
3.3.2 Φυσικό εύρος ξενιστών του MWMV ... 61
3.3.3 Αλληλούχιση της ελληνικής απομόνωσης (GR13DY5) του MWMV ... 61
3.3.4 Φυλογενετική ανάλυση ... 62
3.4 Συζήτηση ... 63
Κεφάλαιο 4ο: Μετάδοση του MWMV με αφίδες ... 67
Περίληψη ... 66
4.1 Εισαγωγή ... 69
4.2 Υλικά και Μέθοδοι ... 70
4.2.1 Φυτικό Υλικό ... 70
4.2.2 Απομόνωση του MWMV ... 70
4.2.4 Μετάδοση του MWMV με αφίδες ... 72
4.2.5 Ιολογικός έλεγχος ... 74
4.2.6 Ανάλυση δεδομένων ... 75
4.3 Αποτελέσματα ... 76
4.3.1 Μετάδοση του MWMV με κλώνους του είδους Myzus persicae ... 76
4.3.2 Είδη της ελληνικής αφιδοπανίδας (Hemiptera: Aphididae) ως φορείς του MWMV ... 76
4.3.3 Μετάδοση του MWMV από και προς διάφορα είδη καλλιεργούμενων ξενιστών με τα είδη M. persicae και A. gossypii ... 79
4.3.4 Δ. Μετάδοση του MWMV από μολυσμένους καρπούς κολοκυθιάς με τα είδη M. persicae και A. gossypii ... 82
4.4 Συζήτηση ... 83
Κεφάλαιο 5ο: Μελέτη της αλληλεπίδρασης στα στιλέτα και της μικτής μόλυνσης των MWMV, WMV και CMV στην πρόσληψη/μετάδοση κάθε ιού από τα είδη A. gossypii και M. persicae ... 87
Περίληψη ... 87
5.1 Εισαγωγή ... 89
5.2 Υλικά και Μέθοδοι ... 90
5.2.1 Φυτικό υλικό και αφίδες ... 90
5.2.2 Απομονώσεις ιών ... 90
5.2.3 Φυτά κολοκυθιάς–εστίες των MWMV, WMV και CMV ... 90
5.2.4 Δοκιμές αφιδομεταδόσεων ... 91
5.2.5 Ιολογικός έλεγχος ... 92
5.2.6 Στατιστική ανάλυση ... 93
5.3 Αποτελέσματα ... 94
5.3.1 Μετάδοση των MWMV, WMV και CMV από μονές/μικτές μολύνσεις με τα είδη M. persicae και A. gossypii ... 94
5.3.2 Αλληλεπίδραση των ιών MWMV, WMV και CMV στα στοματικά μόρια του είδους M. persicae ... 97
5.4 Συζήτηση ... 99
Βιβλιογραφία ... 102
Παράρτημα Ι ... 128 Παράρτημα ΙΙ ... 132
Συντομογραφίες ιών
AWMV Αλγερινός ιός του μωσαϊκού της καρπουζιάς (Algerian watermelon mosaic virus) BaYMV Ιός του κίτρινου μωσαϊκού του κριθαριού (Barley yellow mosaic virus)
BBWV-1 Ιός 1 του μαρασμού του κουκιού (Broαd bean wilt virus 1)
BPYV Iός του ψευδοίκτερου των τεύτλων (Beet pseudo-yellows crinivirus) BVY Ιός Υ του βατόμουρου (Blackberry virus Y)
BYDV Ιός του κίτρινου νανισμού του κριθαριού (Barley yellow dwarf virus) BYMV Ιός του κίτρινου μωσαϊκού της φασολιάς (Bean yellow mosaic virus)
CABYV Αφιδομεταδιδόμενος ίκτερος των κολοκυνθοειδών (Cucurbit aphid-borne yellow virus)
CCYV Ιός του χλωρωτικού ικτέρου των κολοκυνθοειδών (Cucumber chlorotic yellow virus) CGMMV Ιός της πράσινης ποικιλοχλώρωσης με μωσαϊκό της αγγουριάς (Cucumber green
mottle mosaic virus)
ClYVV Ιός των κίτρινων νεύρων του τριφυλλιού (Clover yellow vein virus) CMV Iός του μωσαϊκού της αγγουριάς (Cucumber mosaic virus)
CYSDV Ιός του κίτρινου παραμορφωτικού νανισμού των κολοκυνθοειδών (Cucurbit yellow stunting disorder virus)
EMDV Ιός του ποικιλοχρωρωτικού νανισμού της μελιτζάνας (Eggplant mottled dwarf virus) LMV Ιός του μωσαικού του μαρουλιού (Lettuce mosaic virus)
MABYV Ιός του αφιδομεταδιδόμενου ίκτερου της πεπονιάς (Melon aphid-borne yellows virus) MDMV Ιός του μωσαϊκού με νανισμό του αραβόσιτου (Maize dwarf mosaic virus)
MeCMV Ιός του χλωρωτικού μωσαϊκού της πεπονιάς (Melon chlorotic mosaic virus) MNSV Ιός της νεκρωτικής κηλίδωσης της πεπονιάς (Melon necrotic spot virus)
MWMV Μαροκινός ιός του μωσαϊκού της καρπουζιάς (Moroccan watermelon mosaic virus) PeMV Ιός της ποικιλοχλώρωσης της αραχίδας (Peanut mottle virus)
Συντομογραφίες
PLRV Ιός του καρουλιάσματος των φύλλων της πατάτας (Potato leafroll virus) PPV Ιός της ευλογιάς της δαμασκηνιάς (Plum pox virus)
PRSV-P Ιός της δακτυλιοειδούς κηλίδωσης της παπάγιαs (Papaya ringspot virus-P) PRSV-W Ιός της δακτυλιοειδούς κηλίδωσης της παπάγιαs (Papaya ringspot virus-W) PSbMV Ιός του μωσαϊκού του μπιζελιού (Pea seed-borne mosaic virus)
PStV Ιός της ράβδωσης της αραχίδας (Peanut stripe virus) PVY Ιός Υ της πατάτας (Potato virus Y)
RGMV Ιός του μωσαϊκού της ήρας (Ryegrass mosaic virus)
RYMV Ιός της κίτρινης ποικιλοχλώρωσης του ρυζιού (Rice yellow mottle virus)
SABYV Ιός του αφιδομεταδιδόμενου ικτέρου του Suakwa (Suakwa aphid-borne yellows virus)
SMV Ιός του μωσαϊκού της σόγιας (Soybean mosaic virus) SqMV Ιός του μωσαϊκού της κολοκύθας (Squash mosaic virus)
SqVYV Ιός του κιτρινίσματος των νεύρων της κολοκυθιάς (Squash vein yellowing virus) WMV Ιός του μωσαϊκού της καρπουζιάς (Watermelon mosaic virus)
WSMV Ιός του ραβδωτού μωσαϊκού του σιταριού (Wheat streak mosaic virus) ZTMV Ιός του ‘τιγρέ’ μωσαϊκού της κολοκυθιάς (Zucchini tigré mosaic virus) ZYFV Ιός της κίτρινης στιγμάτωσης της κολοκυθιάς (Zucchini yellow fleck virus) ZYMV Ιός του κίτρινου μωσαϊκού της κολοκυθιάς (Zucchini yellow mosaic virus)
Άλλες συντομογραφίες
5΄-RACE Ταχεία ενίσχυση του 5΄ άκρου του c-DNA aa Άμινοξέα (amino acids)
AAP Χρόνος πρόσληψης (Acquisition Access Period) ANOVA Ανάλυση παραλλακτικότητας (Analysis of Variation) BE Βαθμοί Ελευθερίας
bp Ζεύγη Βάσεων (base pair)
cDNA Συμπληρωματικό DNA (complementary DNA)
CP Καψιδιακή πρωτεΐνη (Coat Protein)
DEPC Διαίθυλοπυροανθρακικός εστέρας (Diethylpyrocarbonate) DMSO Διμέθυλοσουλφοξίδιο (Dimethyl sulfoxide)
DNA Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (Deoxyribonucleic acid)
dNTPs 5΄τριφωσφορικά δεοξυριβονουκλεοτίδια (Deoxynucleotides triphosphate) dsRNA Δίκλωνο RNA (double stranded RNA)
DTT Διθειοθρεϊτόλη (Dithiothreitol)
EDTA Αιθύλενο‐διάμινο‐τετραοξικό οξύ (Εthylenediaminetetraacetic acid) ELISA Ανοσοενζυμική δοκιμή (Enzyme-linked immunosorbent assay) IAP Χρόνος μετάδοσης (Inoculation Access Period)
ICTV Διεθνής Επιτροπή της Συστηματικής Ταξινόμησης των Ιών (International Committee on Taxonomy of Viruses)
IgG γ-σφαιρίνη (Immonoglobulin G) kb Χιλιάδες βάσεων (kilo base) kDa Χιλιάδες Dalton (kilo Dalton) MB Μοριακό βάρος
mM Χιλιοστομοριακότητα (Millimolar) Mtr μεθυλοτρανσφεράση (Methylotransferase) nm Νανόμετρα (nanometer)
nt Νουκλεοτίδια (nucleotide)
ORF Ανοιχτά πλαίσια ανάγνωσης, ΑΠΑ (Open Reading Frame)
PCR Αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης (Polymerase Chain Reaction) Poty-ιοί Ιοί του γένους Potyvirus
rcf Σχετική φυγόκεντρος δύναμη (Relative centrifugal force)
RdRp RNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση (RNA-dependent-RNA-polymerase) RNA Ριβονουκλεικό οξύ (Ribonucleic acid)
rpm Στροφές ανά λεπτό (Revolutions per minute)
RT-PCR Αντίστροφη μεταγραφή‐PCR (Reverse Transcription‐PCR) SD Τυπική απόκλιση (Standard Deviation)
SE Τυπικό σφάλμα (Standard Error)
ssRNA Μονόκλωνο RNA (single stranded RNA)
TRIS 2‐άμινο‐2‐υδροξυμέθυλο‐1,3‐προπανοδιόλη [2‐Amino‐2‐(hydroxymethyl)‐1,3‐
propanediol]
U Ενεργότητα ενζύμου (Enzyme unit) μΜ Μικρομοριακότητα (Micromolar)
Εικόνες
Εικόνα 1.1. (α)Ηλεκτρονική μικρογραφία νηματοειδών ιικών σωματιδίων PPV και (β) κυλινδρικά έγκλειστα σωματίδια σε κύτταρα του φυτού Nicotiana benthamiana μολυσμένα με τον PPV (Ράβδος α, β= 200 nm) (López-Moya and García, 2008; King et al., 2012) ... 3 Eικόνα1.2. Διάγραμμα της οργάνωσης του γονιδιώματος του γένους Potyvirus καθώς και λειτουργία(ες) των πρωτεϊνών.
(τροποποιημένο από τους Mishra et al., 2013) (Α) Οι μαύρες γραμμές αναπαριστούν το RNA με την πρωτεΐνη VPg και την poly-A ουρά στο 5’ και 3’ άκρο, αντίστοιχα. Η πολυπρωτεΐνη είναι με γκρι χρώμα, ενώ η PIPO με σκούρο πράσινο. Τα πλαίσια αναπαριστούν τις πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από το γονιδίωμα του ιού (Συντομογραφίες των ονομάτων των πρωτεϊνών αναγράφονται μέσα στα πλαίσια ενώ τα αντίστοιχα μεγέθη αυτών παρουσιάζονται κάτω από τα πλαίσια εκφρασμένα σε kDa). Οι θέσεις τομής της πολυπρωτεΐνης συμβολίζονται με ( ) ενώ οι πρωτεινάσες (με πλάγια γράμματα) και η θέση την οποία κόβουν την πολυπρωτεΐνη παρουσιάζονται πάνω από αυτήν. Η πρωτεϊνάση Nia (κόκκινο) είναι υπεύθυνη για την διάσπαση όλων των πρωτεϊνών εκτός αυτών που διασπώνται από την P1 (πράσινο) και HC-Pro (γκρι) πρωτεϊνάση. (Β) Σχηματική αναπαράσταση των σημαντικότερων περιοχών της HC-Pro και CP χωρισμένων σε 3 περιοχές.
Δίνονται οι λειτουργίες των περιοχών καθώς και η θέση των συντηρημένων λειτουργικών μοτίβων (αλληλουχία αμινοξέων, ΑΑ: amino acids); KITC και PTK: μετάδοση με αφίδες, FRNK: καταστολέας της σίγησης, IGN: διακυτταρική μετακίνηση και αναπαραγωγή, C(C,S)C: διασυστηματική μετακίνηση, DAG: μετάδοση με αφίδες (τροποποιημένο με βάση το μοντέλο που έχει προταθεί για την HC-Pro του ιού του μωσαικού του μαρουλιού (Lettuce mosaic virus, LMV) από τους Plisson et al., 2003) ... 6 Εικόνα 1.3. Σχηματική αναπαράσταση του άκρου του στοματικού μορίου του είδους M. persicae (Τροποποιημένο από Taylor & Robertson, 1974). Β) Τελικό άκρο του στιλέτου όπου διακρίνονται: τροφικός αγωγός (FC), αγωγός σιέλου (SC) και κοινός (ή κεντρικός) αγωγός (CC) (Brault et al., 2010). ... 7 Εικόνα 1.4. Τομή του άκρου του στιλέτου της αφίδας καθώς τρέφεται σε επιδερμικά κυτταρικά τοιχώματα και αναπαράσταση του μοντέλου μετάδοσης του ιού μέσω της θεωρίας έκκρισης σιέλου (salivation theory) (αριστερά), έκκριση σιέλου (πάνω) και λήψη φυτικού χυμού (κάτω) (τροποποιημένο από Martín et al., 1997). Διαγραμματική παρουσίαση του στιλέτου της αφίδας και της θέσης του ιοσωματίου σε αυτό (δεξιά), μοντέλο που απεικονίζει την αλληλεπίδραση της πρωτεΐνης HC-Pro, του στιλέτου της αφίδας και της CP του poty-ιού καθώς και τα λειτουργικά μοτίβα απαραίτητα για την μετάδοση (τροποποιημένο από Raccah et al., 2001). ... 9 Εικόνα 1.5. Θέσεις διατήρησης των ιοσωματίων στα στοματικά μόρια των αφίδων-φορέων. Στον κεντρικό αγωγό στην άκρη του στιλέτου, οι μη-έμμονοι ιοί αλληλοεπιδρούν με τους υποδοχείς (ενσωματωμένοι στην επιδερμίδα) του στιλέτου της αφίδας. 1) Στην καψιδιακή στρατηγική (capsid strategy), τα ιοσωμάτια προσδένονται απευθείας στους υποδοχείς, μέσω ενός μοτίβου της CP (π.χ. ιοί του γένους Cucumovirus), 2) Στην βοηθητική στρατηγική (helper strategy), τα ιοσωμάτια προσδένονται στους υποδοχείς μέσω της HC-Pro του ιού (π.χ. ιοί του γένους Potyvirus) (Τροποποιημένο από Blanc et al., 2011). ... 10 Εικόνα 1.6. Συμπτώματα που σχετίζονται με ιολογική προσβολή σε κολοκυνθοειδή. Ίκτερος σε αγγούρι (Α) και κολοκύθι (Ζ) από τους Cucurbit yellow stunting disorder virus (CYSDV) και Cucurbit aphid-borne yellow virus (CABYV),
Ευρετήριο
αντίστοιχα. Παραμόρφωση φύλλων σε πεπόνι από τους Watermelon mosaic virus (WMV) (Β), Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) (Ε) και Cucumber mosaic virus (CMV) σε κολοκύθι (Δ), Eggplant mottled dwarf virus (EMDV) σε αγγούρι (Γ). Παραμόρφωση καρπών από μόλυνση με WMV σε κολοκύθι (Η) και πεπόνι (Θ).[Εικόνες (Α,Ε) από προσωπικό αρχείο κ. Ν.Ι. Κατή, (Β,Γ,Δ,Ζ,Η,Θ) από προσωπικό αρχείο Χ.Κ. Ξάνθη]. ... 19 Εικόνα 1.7. Γεωγραφική κατανομή του MWMV. Με μπλε χρώμα έχουν επισημανθεί οι χώρες όπου έχει γίνει αναφορά του ιού ... 19 Εικόνα 1.8. Συμπτώματα προσβολής από τον MWMV. (Α) Μεταχρωματισμός, φλύκταινες και παραμόρφωση φύλλου σε κολοκυθιά, (Β) Παραμόρφωση καρπών κολοκυθιάς και (Γ) C. moschata. Παραμόρφωση φύλλου και μικροφυλλία σε καρπουζιά (Δ) (από προσωπικό αρχείο Χ.Κ. Ξάνθη) ... 20 Εικόνα 1.9. Εικονική αναπαράσταση μετάδοσης μη-έμμονου ιού(ων) με αφίδες. (Α-Γ): Διαφορετικά στάδια ανάπτυξης επιδημίας από τους ιούς π.χ.: CMV και WMV σε καλλιέργεια κολοκυθιού. Με πράσινο χρώμα απεικονίζονται τα υγιή φυτά ενώ με κόκκινο τα μολυσμένα με τον ιό(ους). Τα βέλη αναπαριστούν τις τήσεις των αφίδων στην καλλιέργεια όπου με πράσινο και κόκκινο απεικονίζονται οι μη- ιοφόρες και ιοφόρες αφίδες, αντίστοιχα (Τροποποιημένο από τους Astier et al., 2007) ... 26 Εικόνα 2.1. Νομοί της Ελλάδος όπου πραγματοποιήθηκαν οι δειγματοληψίες (επισημαίνονται με γκρι), και τα φυτικά ειδή που συλλέχθηκαν από κάθε περιοχή τα έτη 2012-2014 ... 38 Εικόνα 2.2. Τρόπος διεξαγωγής της δειγματοληψίας. Η πράσινη γραμμή αναπαριστά την κατεύθυνση δειγματοληψίας ενώ οι κόκκινες κουκίδες τα δείγματα που επιλέγονταν ... 40 Εικόνα 2.3. Περιοχές όπου πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες σε καλλιέργειες κολοκυθιάς και οι αντίστοιχοι ιοί που ανιχνεύθηκαν τα έτη 2012-2014 ... 45 Εικόνα 2.4. Περιοχές όπου πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες σε καλλιέργειες καρπουζιάς και οι αντίστοιχοι ιοί που ανιχνεύθηκαν τα έτη 2012-2014 ... 46 Εικόνα 2.5. Περιοχές όπου πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες σε καλλιέργειες πεπονιάς και οι αντίστοιχοι ιοί που ανιχνεύθηκαν τα έτη 2012-2014 ... 47 Εικόνα 2.6. Συμπτώματα παραμόρφωσης φύλλου που έχει προκληθεί από μόλυνση με τον CMV σε κολοκυθιά (Α). Δεσμίωση νεύρων και ποικιλοχλώρωση σε φύλλο καρπουζιάς από τον PRSV (Β). Μικτή μόλυνση από τους MWMV+CABYV (Γ) και WMV+CMV (Δ) σε κολοκυθιά και πεπονιά, αντίστοιχα. Παραμόρφωση φύλλων καρπουζιάς (Ε) και κολοκυθιάς (Ζ) από τον WMV. Παραμόρφωση και ποικιλοχλώρωση καρπών, καρπουζιάς (Η) και κολοκυθιάς (Θ) από μικτές μολύνσεις με τους MWMV+WMV και MWMV+WMV+PRSV, αντίστοιχα. (Από προσωπικό αρχείο Χ.Κ. Ξάνθη) ... 48 Εικόνα 3.1. Απεικόνιση της οργάνωσης του γονιδιώματος του MWMV και στρατηγική αλληλούχησης, που περιλαμβάνει διαδοχικές αντιδράσεις τμημάτων του γονιδιώματος. Υποδεικνύονται η σχετική θέση των εκκινητών και τα αντίστοιχα προϊόντα (amplicons) των PCR (βλέπε Πίνακας 3.1). (Τα πλαίσια αναπαριστούν τις πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από το γονιδίωμα του ιού: P1: P1- πρωτεΐνη, HC-Pro: Βοηθητική πρωτεΐνη, P3: P3- πρωτεΐνη, 6k1: Πρωτεΐνη 1 μεγέθους 6 kDa, CI: Πρωτεΐνη κυλινδρικών έγκλειστων σωματιδίων, 6k2: Πρωτεΐνη 2 μεγέθους 6 kDa, Vpg: Πρωτεΐνη συνδεδεμένη στο ιϊκό γονιδίωμα, Nia-Pro: Πρωτεΐνη μικρών πυρηνικών εγκλείστων, Nib: Πρωτεΐνη μεγάλων πυρηνικών εγκλείστων, CP: καψιδιακή πρωτεΐνη). ... 57 Εικόνα 3.2. Φυλογενετικό δέντρο ένωσης γειτόνων (Neighbor-Joining) αμινοξικών αλληλουχιών τμήματος του N-άκρου της Nib και CP 18 απομονώσεων του MWMV. Οι τιμές αριστερά στον κάθε κλάδο υποδεικνύουν το ποσοστό 500 επαναλήψεων της ανάλυσης bootstrap, η οποία υποστηρίζει την ομαδοποίηση σε κάθε κόμβο. Η κλίμακα αντιπροσωπεύει τον αριθμό αντικατάστασης των νουκλεοτιδίων ανά θέση. Το μήκος των βραχιόνων είναι ανάλογο με τις γενετικές
αποστάσεις που υπολογίστηκαν. Οι κωδικοί αριθμοί των απομονώσεων δίνονται αριστερά από την κάθε περιοχή της απομόνωσης ... 21 Εικόνα 4.1. Κουτιά εκτροφής αφίδων τύπου Blackman για την διατήρηση των αφίδων. Στην βάση διαθέτουν σπόγγο για κατακράτηση νερού και ανοίγματα με εντομοστεγές δίχτυ που παρέχουν αερισμό για τη συντήρηση του φύλλου ... 709 Εικόνα 4.2. Ενήλικο άπτερο του είδους M. Persicae σε μόνιμο παρασκεύασμα (slide) (Α). Μορφολογία κεφαλής (Β), στοματικών μορίων (Γ), σιφωνίων και cauda (Δ) (από προσωπικό αρχείο Χ.Κ Ξάνθη) ... 70 Εικόνα 4.3. Σχηματική αναπαράσταση της πειραματικής διαδικασίας, πρόσληψης/μετάδοσης του MWMV που ακολουθήθηκε στα πειράματα των αφιδομεταδόσεων (Α-Γ) ... 72 Εικόνα 5.1. Συμπτώματα σε φύλλα κολοκυθιάς (Borelina F1) 21 ημέρες μετά την μόλυνση από τους: Μονή μόλυνση των MWMV (Β), WMV (Γ) και CMV (Ε). Μικτή μόλυνση των MWMV+WMV (Δ) και MWMV+CMV (Ζ). Υγιές φυτό (Α). (Από προσωπικό αρχείο Χ.Κ. Ξάνθη) ... 91 Εικόνα 5.2. Σχηματική αναπαράσταση της πειραματικής διαδικασίας που ακολουθήθηκε στην αλληλεπίδραση των ιών MWMV, WMV και CMV στα στοματικά μόρια του είδους M. persicae (Πείραμα Β) ... 92
Πίνακες
Πίνακας 1.1. Ταξινόμηση των μελών της Οικογένειας Potyviridae σε γένη. Δίνονται τυπικό μέλος, γονιδίωμα, φορέας και τρόπος μετάδοσης και αριθμός τακτικών μελών ... 2 Πίνακας 1.2. Πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από ιούς του γένους Potyvirus και η λειτουργία(ες) τους. Παρουσιάζονται με την σειρά που εμφανίζονται στην πολυπρωτεΐνη από το N- στο C- άκρο.(Τροποποιημένο από Urcuqui-Inchima et al., 2001) ... 5 Πίνακας 1.3. Οι κυριότερες ιολογικές ασθένειες των κολοκυνθοειδών. Δίνονται το γένος, ο ιός, εξάπλωση και πρώτη αναφορά παγκοσμίως (τροποποιημένο από Lecoq and Katis, 2014) ... 14 Πίνακας 2.1. Περιοχές όπου πραγματοποιήθηκαν οι δειγματοληψίες και συνολικός αριθμός ελεγχθέντων δειγμάτων τα έτη 2012-2014 ... 37 Πίνακας 2.2. Εκκινητές που χρησιμοποιήθηκαν για την ειδική και γενική ανίχνευση των ιών. Δίνονται η ονομασία του εκκινητή, η αλληλουχία, προφίλ θερμοκυκλοποίησης καθώς και το μέγεθος του προβλεπόμενου προϊόντος ... 40 Πίνακας 2.3. Συχνότητα εμφάνισης αφιδομεταδιδόμενων ιών σε καλλιέργειες κολοκυνθοειδών στην Ελλάδα τις καλλιεργητικές περιόδους 2012-2014 ... 42 Πίνακας 2.4. Συχνότητα εμφάνισης αφιδομεταδιδόμενων ιών σε καλλιέργειες κολοκυνθοειδών στην Ελλάδα τα έτη 2013- 2014 ... 43 Πίνακας 2.5. Συχνότητα εμφάνισης μικτών μολύνσεων σε καλλιέργειες κολοκυνθοειδών τα έτη 2013-2014 ... 44 Πίνακας 3.1.Εκκινητές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας του MWMV ... 59 Πίνακας3.2. Εύρος ξενιστών και αντίδραση φυτοδεικτών σε μηχανική μόλυνση από την ελληνική απομόνωση του MWMV ... 60 Πίνακας 3.3. Έλεγχος αυτοφυών φυτών για την παρουσία του MWMV ... 61 Πίνακας 4.1. Είδη αφίδων που χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματα αφιδομεταδόσεων ... 70 Πίνακας 4.2. Κλωνικές αποικίες του είδους Myzus persicae που χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματα αφιδομεταδόσεων .. 73 Πίνακας 4.3. Μετάδοση του MWMV από και προς φυτά κολοκυθιάς με 8 κλώνους του είδους M. persicae (ενήλικα άπτερα θηλυκά) ... 76
Πίνακας 4.4. Αξιολόγηση 19 είδη αφίδων (ενήλικα άπτερα θηλυκά) ως φορέων του MWMV από και προς φυτά κολοκυθιάς και πιθανότητα μετάδοσης (P*) από ένα μεμονωμένο άτομο ... 77 Πίνακας 4.5. Μετάδοση του MWMV από και προς καλλιεργούμενους ξενιστές του ίδιου είδους με τα είδη Aphis gossypii και Myzus persicae (ενήλικα άπτερα θηλυκά) ... 79 Πίνακας 4.6. Μετάδοση του MWMV από και προς διάφορους καλλιεργούμενους ξενιστές με το είδος M. persicae (ενήλικα άπτερα θηλυκά) ... 80 Πίνακας 4.7. Μετάδοση του MWMV με τα είδη M. persicae και A. gossypii (ενήλικα άπτερα θηλυκά) από μολυσμένους καρπούς και φύλλα κολοκυθιάς ... 82 Πίνακας 5.1. Μετάδοση των MWMV, WMV και CMV από τα είδη A. gossypii και M. persicae από μονές και μικτές μολύνσεις, από και προς φυτά κολοκυθιάς ... 944 Πίνακας 5.2. Μετάδοση του MWMV και WMV από το είδος M.persicae μετά από διαδοχική διατροφή σε υγιή ή μολυσμένα με μονή μόλυνση από τον MWMV ή WMV φυτά κολοκυθιάς ... 97 Πίνακας 5.3. Μετάδοση του MWMV και CMV από το είδος M.persicae μετά από διαδοχική διατροφή σε υγιή ή μολυσμένα με μονή μόλυνση από τον MWMV ή CMV φυτά κολοκυθιάς ... 98
Διαγράμματα
Διάγραμμα 2.1. Συχνότητα εμφάνισης αφιδομεταδιδόμενων ιών σε καλλιέργειες κολοκυθιάς τα έτη 2012-2014. ... 45 Διάγραμμα 2.2. Συχνότητα εμφάνισης αφιδομεταδιδόμενων ιών σε καλλιέργειες καρπουζιάς τα έτη 2012-2014. ... 46 Διάγραμμα 2.3. Συχνότητα εμφάνισης αφιδομεταδιδόμενων ιών σε καλλιέργειες πεπονιάς τα έτη 2012-2014. ... 47 Διάγραμμα 4.1. Μετάδοση του MWMV από 19 είδη αφίδων (άπτερα ενήλικα θηλυκά), από και προς φυτά κολοκυθιάς.
Δίνονται το ποσοστό (%) μετάδοσης (των μέσων όρων), ± τυπική απόκλιση (SD) του μέσου όρου ... 787 Διάγραμμα 4.2. Πιθανότητα μετάδοσης (± τυπικό σφάλμα) του MWV από ένα μεμονωμένο άτομο (άπτερο ενήλικο θηλυκό) 19 είδών αφίδων από και προς φυτά κολοκυθιάς. Η πιθανότητα μετάδοσης (P*) υπολογίστηκε από την εξίσωση των Gibbs and Gower (1960): P*=1-(1-R/N)1/I. Πιθανότητες που συνοδεύονται από διαφορετικό γράμμα διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά σε επίπεδο σημαντικότητας (P<0,05) σύμφωνα με τον έλεγχο Tukey’s (HSD). ... 78 Διάγραμμα 4.3. Μετάδοση του MWMV, με τα είδη M. persicae και A. gossypii από και προς καλλιεργούμενους ξενιστές του ίδιου είδους. Δίνονται το ποσοστό (%) μετάδοσης (των μέσων όρων), ± τυπική απόκλιση (SD) του μέσου όρου. Ποσοστά που συνοδεύονται από διαφορετικό γράμμα διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά σε επίπεδο σημαντικότητας (P<0,05) σύμφωνα με τον έλεγχο Tukey’s (HSD) ... 80 Διάγραμμα 4.4. Μετάδοση του MWMV, με το είδος M. persicae από και προς διάφορους καλλιεργούμενους ξενιστές.
Δίνονται το ποσοστό (%) μετάδοσης (των μέσων όρων), ± τυπική απόκλιση (SD) του μέσου όρου. Ποσοστά που συνοδεύονται από διαφορετικό γράμμα διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά σε επίπεδο σημαντικότητας (P<0,05) σύμφωνα με τον έλεγχο Tukey’s (HSD) ... 80 Διάγραμμα 4.5. Μετάδοση του MWMV, με το είδος M. persicae και A.gossypii από μολυσμένους καρπούς και φύλλα κολοκυθιάς. Δίνονται το ποσοστό (%) μετάδοσης (των μέσων όρων), ± τυπική απόκλιση (SD) του μέσου όρου. Ποσοστά που συνοδεύονται από διαφορετικό γράμμα διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά σε επίπεδο σημαντικότητας (P<0,05) σύμφωνα με τον έλεγχο Tukey’s (HSD) ... 821 Διάγραμμα 5.1. Μετάδοση των MWMV, WMV και CMV από τα είδη M. persicae και A. gossypii, όταν η πρόσληψη των ιών πραγματοποιήθηκε από φυτά κολοκυθιάς με μονές μολύνσεις. Δίνονται το ποσοστό (%) μετάδοσης (των μέσων όρων),
± τυπικό σφάλμα (SE) του μέσου όρου. *Στατιστικώς σημαντικές διαφορές (P<0.05) σύμφωνα με τον U-έλεγχο των Mann- Whitney ... 95 Διάγραμμα 5.2. Μετάδοση των MWMV, WMV και CMV από τα είδη M. persicae και A. gossypii, όταν η πρόσληψη των ιών πραγματοποιήθηκε από μολυσμένα φυτά κολοκυθιάς σε μικτές μολύνσεις. Δίνονται το ποσοστό (%) μετάδοσης (των μέσων όρων), ± τυπικό σφάλμα (SE) του μέσου όρου. *Στατιστικώς σημαντικές διαφορές (P<0.05) σύμφωνα με τον U- έλεγχο των Mann-Whitney ... 96 Διάγραμμα 5.3. Μετάδοση των MWMV, WMV και CMV από το είδος M. persicae μετά από διαδοχική διατροφή σε υγιή ή μολυσμένα με μονή μόλυνση από τον MWMV ή WMV ή CMV φυτά κολοκυθιάς. (Υ: Υγιές, M: MWMV, W: WMV, C: CMV) ... 98
Οι αφιδομεταδιδόμενοι ιοί των γενών Potyvirus, Cucumovirus και Polerovirus αποτελούν από τους πλέον διαδεδομένους ιούς παγκοσμίως προκαλώντας σημαντικές απώλειες στην παραγωγή. Ο Μαροκινός ιός του μωσαϊκού της καρπουζιάς (Moroccan watermelon mosaic virus, MWMV) του γένους Potyvirus, αποτελεί ένα αναδυόμενο παθογόνο της καλλιέργειας των κολοκυνθοειδών τόσο της Ελλάδα όσο όλης της Μεσογειακής λεκάνης. Στην παρούσα μελέτη για τη διερεύνηση των ιολογικών προσβολών αλλά και της συχνότητας εμφάνισης των αφιδομεταδιδόμενων ιών (MWMV, WMV, ZYMV, PRSV-W, CMV, CABYV) τα έτη 2012-2014, πραγματοποιήθηκαν εκτεταμένες δειγματοληψίες από καλλιέργειες κολοκυνθοειδών από 27 νομούς της χώρας μας. Ο ιός με την μεγαλύτερη συχνότητα εμφάνισης σε καλλιέργειες κολοκυθιάς, καρπουζιάς και πεπονιάς ήταν ο WMV ενώ σε καλλιέργειες αγγουριάς ο πιο συχνά απαντώμενος ιός ήταν ο CMV. Επίσης, διερευνήθηκε το εύρος ξενιστών του MWMV καθώς επίσης προσδιορίστηκε η πλήρης αλληλουχία του γονιδιώματος μιας απομόνωσης του ιού από καρπουζιά. Η Ελληνική απομόνωση του ιού παρουσίασε υψηλά ποσοστά ομοιότητας (99%) με μια απομόνωση του ιού από την Τυνησία. Το εργαστηριακό εύρος ξενιστών του ιού περιορίζεται κυρίως σε είδη των οικογενειών Cucurbitaceae, Chenopodiaceae και Amaranthaceae, ενώ τα αυτοφυή είδη Amaranthus retroflexus, Chenopodium album, Conyza bonariensis και Malva sylvestris αποτελούν πηγές του ιού στη φύση. Επιπλέον πραγματοποιήθηκαν δοκιμές μετάδοσης του ιού από/προς καλλιεργούμενους ξενιστές, οι οποίες ανέδειξαν την σχετικά υψηλή αποτελεσματικότητα μετάδοσής του με κλώνους του είδους Myzus persicae, ενώ τα είδη Aphis pomi, A. hederae, A. cytisorum, A. sedi και Hyalopterus. pruni, καταγράφηκαν για πρώτη φορά ως φορείς του ιού. Μελετήθηκε επιπλέον η αλληλεπίδραση στα στιλέτα και της μικτής μόλυνσης των MWMV, WMV και CMV στην πρόσληψη/μετάδοση από τα είδη M. persicae και A. gossypii. Και τα δύο είδη μετέδωσαν και τους τρεις ιούς σε μεγαλύτερο ποσοστό όταν τράφηκαν σε μολυσμένα από ένα μόνο ιό φυτά κολοκυθιάς σε αντίθεση με τις μικτές μολύνσεις. Αφίδες των ειδών M. persicae και A. gossypii, αποτέλεσαν αποτελεσματικότερους φορείς των MWMV και CMV, αντίστοιχα. Τέλος, όταν αφίδες του είδους M. persicae εκτέλεσαν διαδοχικά δοκιμαστικά νύγματα σε μολυσμένο με τον WMV ή CMV φυτό κολοκυθιάς δεν παρατηρήθηκε μείωση της ικανότητας μετάδοσης του MWMV.
Περίληψη
Aphid-borne viruses of the genera Potyvirus, Cucumovirus and Polerovirus constitute the most widespread viruses worldwide, causing significant losses in crop production. Moroccan watermelon mosaic virus (MWMV) belonging to the genus Potyvirus, is an emerging pathogen in cucurbit crops both in Greece and throughout the Mediterranean basin. In the current study, extensive sampling of cucurbit crops took place in 27 prefectures of Greece in order to investigate viral infections and the incidence of aphid-borne viruses (MWMV, WMV, ZYMV, PRSV-W, CMV, CABYV) during the years 2012-2014.WMV was the virus with the highest incidence in either zucchini, watermelon or melon crops, while in cucumber crops CMV was the most common virus. The host range of MWMV was also investigated and the complete genome sequence of a MWMV Greek isolate from watermelon was determined. The Greek isolate showed high nucleotide sequence identity (99%) with a virus isolate from Tunisia. Mechanical inoculations in the laboratory showed that the virus host range is limited mainly to species of the families Cucurbitaceae, Chenopodiaceae and Amaranthaceae, while native species Amaranthus retroflexus, Chenopodium album, Conyza bonariensis and Malva sylvestris constitute alternative hosts of MWMV in the field. Moreover virus transmission tests were conducted from/to cultivated cucurbit hosts. The results highlighted a high transmission efficiency by clones of the species Myzus persicae, while the species Aphis pomi, A.
hederae, A. cytisorum, A. sedi and Hyalopterus pruni were first recorded here as vectors of MWMV.
Interaction in stylets and the effect of mixed infection of MWMV, WMV and CMV in the acquisition/transmission by the aphid species M. persicae and A. gossypii were further studied. Both species transmitted all three viruses at a greater rate when virus acquisition took place on singly infected than on mixed infected zucchini seedlings. M. persicae and A. gossypii, appeared to be more effective vectors of MWMV and CMV, respectively. Finally, individuals of the aphid species M.
persicae that executed sequential probing in WMV or CMV infected zucchini plants, showed no reduction of MWMV transmission capacity.
Abstract
Κεφάλαιο 1 ο
Γενική Εισαγωγή
Κεφάλαιο 1
ο1.1 Οικογένεια Potyviridae- Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά
Η Οικογένεια Potyviridae αποτελεί την πολυπληθέστερη οικογένεια φυτικών ιών και περιλαμβάνει συνολικά 8 οριστικά γένη, ενώ ως τακτικά μέλη αναφέρονται 177 ιοί στην αναφορά της 9ης Διεθνoύς Επιτροπής για την Ταξινόμηση των ιών (International Committee on Taxonomy of Viruses–ICTV) (King et al., 2012). Όλα τα μέλη της Οικογένειας Potyviridae έχουν θετικής πολικότητας μόριο ssRNA, με εύκαμπτα, νηματοειδή ιοσωμάτια πλάτους 11-15 nm και με μήκος που κυμαίνεται ανάλογα με το γένος από 650-900 nm. Το γένος Bymovirus διαθέτει διμερές γονιδίωμα και μήκος ιοσωματίων 250-600 nm, ενώ όλα τα άλλα γένη έχουν μονομερές γονιδίωμα (Πίνακας 1.1) (López-Moya & García, 2008).
Πολλά μέλη της οικογένειας και πιο συγκεκριμένα του γένους Potyvirus, αποτελούν σημαντικά παθογόνα των φυτών προκαλώντας μεγάλες οικονομικές ζημιές. Ο ιός της δακτυλιοειδούς κηλίδωσης της παπάγιαs (Papaya ringspot virus, PRSV-P) θεωρείται ο πιο επιζήμιος ιός της παπάγιας παγκοσμίως (Tripathi et al., 2008), ο ιός του μωσαϊκού της γογγυλιού (Turnip mosaic virus, TuMV) προκαλεί σημαντικές οικονομικές ζημιές σε φυτά της οικογένειας Brassicaceae (Cruciferae) (Tomlinson, 1987; Ohshima et al., 2002), ενώ ο ιός Υ της πατάτας (Potato virus Y, PVY) προσβάλει ένα μεγάλο εύρος ξενιστών κυρίως της Οικογένειας Solanaceae (Valkonen, 2007). O ιός της ευλογιάς της δαμασκηνιάς (Plum pox virus, PPV) είναι ένας από τους πιο διαδεδομένους, σημαντικούς και οικονομικά επιζήμιους ιούς σε δενδρώδεις καλλιέργειες πυρηνοκάρπων (Cambra et al., 2006; Sochor et al., 2012; García et al., 2014).
Πίνακας 1.1. Ταξινόμηση των μελών της Οικογένειας Potyviridae σε γένη. Δίνονται τυπικό μέλος, γονιδίωμα, φορέας και τρόπος μετάδοσης και αριθμός τακτικών μελών
Γένος Τυπικό μέλος Γονιδίωμα Φορέας (Τρόπος
μετάδοσης) α
Αριθμός
ειδών β Βιβλιογραφία Brambyvirus Ιός Υ του βατόμουρου
(Blackberry virus Y, BVY) Μονομερές Άγνωστος 1 (Susaimuthu et al.,
2008) Bymovirus Ιός του κίτρινου μωσαϊκού του κριθαριού
(Barley yellow mosaic virus, BaYMV) Διμερές Μύκητας (Polymyxa
graminis) (Ε) 6 (Zheng et al., 2002)
Ipomovirus
Ιός της ήπιας ποικιλοχλώρωσης της γλυκοπατάτας
(Sweet potato mild mottle virus, SPMMV)
Μονομερές Αλευρώδεις – Αφίδες
(ΗΕ) 6 (Dombrovsky et al.,
2014; Li et al., 2008)
Macluravirus Ιός του μωσαϊκού του Maclura
(Maclura mosaic virus, MacMV) Μονομερές Αφίδες (ΜΕ) 6 (Kondo & Fujita, 2012) Poacevirus Ιός του μωσαϊκού του σιταριού
(Triticum mosaic virus, TriMV) Μονομερές Ακάρεα Οικ. Eriophyidae
(Aceria sp.) (ΗΕ) 2 (Tatineni et al., 2009) Potyvirus Ιός Υ της πατάτας
(Potato virus Y, PVY) Μονομερές Αφίδες (ΜΕ) 146 (Gibbs et al., 2008)
Rymovirus Ιός του μωσαϊκού της ήρας
(Ryegrass mosaic virus, RGMV) Μονομερές Ακάρεα Οικ. Eriophyidae (Aceria sp.) (ΗΕ) 3
(Zagula et al., 1992;
French & Stenger, 2005)
Tritimovirus Ιός του ραβδωτού μωσαϊκού του σιταριού
Wheat streak mosaic virus (WSMV) Μονομερές Ακάρεα Οικ. Eriophyidae
(Aceria sp.) (ΗΕ) 5 (Stenger & French, 2004)
Unassigned* - Μονομερές Άγνωστος 2 (Götz et al., 2002;
Mollov et al., 2013)
*Δεν έχει προσδιοριστεί ακόμα
α Ε: Έμμονος, ΗΕ: Ημι-έμμονος, ΜΕ: Μη έμμονος