Vírus Lily Mottle

O vírus da quebra da tulipa ( LMoV ou LiMV ), raramente como Lilienscheckungsvirus é chamado, é um vírus de planta , o vírus da família Potyviridae, que em plantas da família dos lírios a assintomáticos carrega (Liliaceae) a distúrbios leves de partes individuais da planta. No entanto, uma infecção comum simultânea com outros vírus de plantas, que por si só causam doenças leves ou nenhuma doença, pode causar a morte de toda a planta. Essa coinfecção causa danos consideráveis ​​nas lavouras durante o cultivo de lírios e, portanto, é de grande importância econômica. O Lily-Mottle-Virus é transmitido por pulgões e, durante a reprodução vegetativa, pela divisão dos bulbos de lírio na horticultura. O LMoV foi considerado um nome sinônimo para um subtipo do vírus da quebra da tulipa (TBV) que ocorre em lírios , mas foi classificado como uma espécie de vírus intimamente relacionada, mas independente, do gênero Potyvirus desde 2005 .

descoberta

Os sintomas da doença das plantas causada pelo LMoV eram conhecidos já no século XIX. Foi só em 1944 que P. Brierley e FF Smith conseguiram demonstrar uma coinfecção com dois vírus como a causa por meio de experimentos de infecção em vários tipos de tulipas e lírios. Em várias espécies de lírios cultivados nos EUA ( Lilium auratum , L. speciosum , L. longiflorum ), que apresentaram clareamento estriado ( clorose ) ou manchas necróticas individuais nas folhas, eles foram capazes de transportar o vírus sem sintomas de Lily (LSV, ordem Tymovirales : Betaflexiviridae : Carlavirus ), que sempre esteve presente ao mesmo tempo que o vírus do mosaico do pepino ou o vírus Lily Mottle . Eles também conseguiram mostrar que todos os três vírus são transmitidos por pulgões da espécie Aphis gossypii .

Acúmulo de vírus

morfologia

Estrutura esquemática do capsídeo LMoV (seção com oito voltas helicoidais ). Áreas conservadas da cápside de proteína (cinzento), N-terminal (azul) e C-terminal (vermelho)

As partículas de vírus (vírions) do vírus Lily Mottle consistem em um capsídeo filiforme com simetria helicoidal , no qual um RNA de fita simples é empacotado como um genoma ; não há envelope de vírus . O capsídeo tem 13 nm de espessura e cerca de 740 nm de comprimento. O comprimento da cápside aumentos na presença de divalentes catiões (particularmente de cálcio - ião ) na preparação para e após a sua ligação pela adição de EDTA a partir de. Os capsômeros individuais de que o capsídeo é composto requerem um passo de 3,4 nm para uma volta da hélice . Este passo é relativamente grande em comparação com vírus com bastonetes rígidos e uma estrutura comparável (por exemplo, o vírus do mosaico do tabaco ) e permite flexibilidade e flexibilidade do LMoV capsídeos. 7,7 capsômeros são necessários para uma volta, de modo que todo o capsídeo seja composto por cerca de 1700 capsômeros. Os capsômeros individuais consistem em apenas uma molécula da proteína do capsídeo LMoV (CP, proteína do capsídeo / revestimento ) com um comprimento de 274 aminoácidos (33  kDa ). O CP é dobrado várias vezes para que os terminais N e C apontem para fora. Essas extremidades externas da proteína do capsídeo são muito variáveis. O N-terminal protuberante determina predominantemente a ligação específica à célula hospedeira e permite a diferenciação sorológica de diferentes isolados de vírus . As seções intermediárias do CP (216 aminoácidos), que são muito conservadas nos vários membros dos Potyviridae, apontam para dentro do capsídeo e interagem com o RNA viral.

Os vírions são estáveis ao etanol e só perdem sua infectividade na seiva após 10 minutos a 65-70 ° C. O LMoV tem uma densidade de 1,31 g / ml em densidade ( cloreto de césio ) e uma sedimentação 137-160  S .

Genoma

Como um genoma , o LMoV tem um RNA linear de fita simples com polaridade positiva [(+) ssRNA] e um comprimento de 9644 nucleotídeos . Uma proteína viral (VPg) está covalentemente ligada à extremidade 5 'do RNA. Tal como acontece com os RNAs mensageiros celulares , existe uma cauda poli (A) de 20 a 160 adenosinas na extremidade 3 'do genoma do vírus . Entre os dois não- codificantes extremidades (NCR: região não codificante ) é um quadro de leitura aberta (ORF) para um 3095 amino ácidos grande poliprotea codificada. Esta poliproteína é dividida nas proteínas individuais do vírus por proteases durante a tradução .

Organização do genoma LMoV: P1 ( protease 1 ), HC ( componente auxiliar ), P3 ( protease 3 ), CI ( proteína de inclusões cilíndricas ), VPg ( proteína do vírus genômico ), Pro ( protease ), NI ( proteína de inclusões nucleares ), CP ( capsídeo / proteína de revestimento ). As interfaces das proteases são mostradas como cunhas.

Suspeitou- se de uma estrutura IRES no 5'-NCR de potyvírus , uma vez que a tradução é iniciada sem uma estrutura 5'-cap . O LMoV não tem uma estrutura cap, nem poderia ser confirmado um IRES a partir dos dados de sequência. A proteína VPg ligada ao 5 'NCR pode servir como um iniciador para a RNA polimerase para amplificar o RNA. O VPg de outros potyvírus também interage diretamente com os fatores de iniciação da tradução eIF4E e eIFiso4E. Isso pode representar um caminho de tradução independente de Cap e IRES não especificado anteriormente.

Proteínas de vírus e replicação

Após a infecção, o vírus entra na planta através dos feixes vasculares e é absorvido pelas células por meio de vesículas de membrana ( endocitose ). O capsídeo se decompõe no citoplasma e o RNA é liberado. O RNA viral também pode entrar na célula de maneira muito eficaz por meio de células vizinhas infectadas, por meio de pontos de contato celular ( plasmodesmos ). Esse transporte direto de RNA infeccioso nu é controlado por várias proteínas de vírus, incluindo o chamado HC ( componente auxiliar ), que forma o chamado complexo de movimento . Tal como acontece com todos os vírus (+) ssRNA , o RNA ingerido é primeiro traduzido em proteína nos ribossomos , uma vez que pelo menos uma cópia da RNA polimerase dependente de RNA viral é necessária para a replicação do RNA. Depois de sintetizar várias cópias do RNA viral , as proteínas LMoV são produzidas em grandes quantidades. Esses fardos nos locais da síntese Viroplasmas para corpos de inclusão morfologicamente visíveis ( corpos de inclusão juntos). Quando infectados com LMoV no citoplasma, esses corpos de inclusão têm uma forma cilíndrica a espiral característica; a proteína do vírus que forma predominantemente esses cilindros é, portanto, também conhecida como CI ( inclusão cilíndrica ). Os corpos de inclusão amorfos , que consistem em duas proteínas de vírus NIa e NIb ( inclusões nucleares ), se formam no núcleo da célula . Uma vez que as proteínas do vírus são sempre formadas na mesma proporção durante a tradução do RNA e maiores quantidades da proteína do capsídeo são necessárias em comparação com outras proteínas, essas proteínas que não são necessárias em muitas cópias formam corpos de inclusão, são decompostas ou excretadas de a célula.

A poliproteína do LMoV é dividida em oito proteínas individuais por proteases virais. A protease viral 1 (P1) se separa da poliproteína no terminal N. A seguir está a proteína HC, que é importante para a transmissão de pulgões; no entanto, o mecanismo permanece obscuro. O HC possui um domínio de proteína semelhante à papaína no terminal C , com o qual o HC também se divide independentemente da poliproteína. Todas as outras proteínas são separadas pela protease NIa. Isto é seguido por outra protease (P3) com uma função ainda não explicada e o CI, a partir do qual um pequeno peptídeo 6K1 é clivado (possivelmente para ativação). O CI é ativo como uma helicase na replicação do RNA . Junto com um componente de protease, o VPg forma o NIa. O NIb é a RNA polimerase viral da qual a proteína do capsídeo viral CP é clivada. Se uma quantidade suficiente de ssRNA e CP viral (+) tiver sido formada, o empacotamento pode ocorrer no capsídeo e os vírus maduros podem ser liberados na seiva da planta por exocitose . A infecção célula a célula muito mais eficaz do RNA nu explica o aparecimento de lesões manchadas nas folhas.

Sistemática

O gênero Potyvirus é atualmente o maior grupo de todos os vírus de plantas com 168 espécies de vírus. Essa multidão de potivírus torna difícil diferenciar e delimitar espécies ou subtipos individuais , especialmente o Lily-Mottle-Virus e o Tulip-Breaking-Virus (TBV), que por muito tempo foram considerados sinônimos de uma única espécie. O LMoV foi considerado o subtipo comum de TBV em lírios (subtipo TBV Lírio). Essa distinção se tornou ainda mais difícil pelo fato de que a espécie real TBV também pode causar doenças em lírios. Com cada vez mais sequências de comparação do genoma de diferentes isolados de vírus, atribuições erradas podiam ser detectadas até agora. Em uma investigação de 187 sequências completas do genoma e 1220 sequências parciais para a proteína do capsídeo de potyvírus, vários subgrupos dentro do gênero foram identificados e os critérios para os limites das espécies foram redefinidos para o LMoV e TBV também. Consequentemente, uma correspondência na sequência de nucleotídeos entre dois genomas completos de mais de 76% é considerada um limite de espécie (corresponde a 82% de correspondência na sequência de aminoácidos ). A parte da sequência de nucleotídeos que codifica para a proteína do capsídeo CP apresentou um limite de espécie de 76-77%. A sequência da proteína CI pareceu ser a mais adequada para diferenciação. Várias sequências de potyvírus (incluindo TBV e LMoV) publicadas no GenBank internacional tiveram que ser atribuídas a outras espécies.

A taxonomia estabelecida pelo " Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus " e a atribuição dos subtipos do LMoV, que está em vigor desde 2005, inclui subtipos previamente classificados como TBV:

• Família Potyviridae

• Genus Potyvirus

• Vírus da espécie Lily mottle ( en.Lily mottle virus , LMoV)

• Subtipo de vírus Lily mottle leve
• Subtipo de vírus Lily mottle
• Vírus quebrador de banda de tulipa

• Species Tulip-breaking-Virus ( en.Tulip Quebrando potyvirus , oficialmente Tulip Quebrando Vírus , TBV)

• Subtipo Vírus de quebra de tulipa suave (MTBV)
• Subtipo de vírus de quebra de tulipa grave (STBV)

Infecção e doença de LMoV

Cerca de duas semanas após a infecção com LMoV, uma mancha verde clara aparece nas folhas jovens . O clareamento também pode aparecer estriado ao longo das nervuras da folha . No decorrer de alguns dias, a folha fica mais fina nos pontos claros e as células da planta podem morrer nessas áreas se a doença for grave; as manchas irregularmente delimitadas aparecem agora marrom-escuras e secas. Todos os novos brotos e flores que brotam após a infecção são encolhidos e frequentemente deformados.

Esta expressão dos sintomas da doença é muito diferente em diferentes espécies de lírios e híbridos . Mesmo a doença de espécies idênticas em uma única área de cultivo varia em gravidade. Esse fenômeno pode ser explicado pela influência da fase de crescimento no momento da infecção, da porta de entrada e da dose de infecção do vírus. O lírio da Páscoa ( L. longiflorum ) não desenvolve regularmente uma doença, embora o vírus se multiplique na planta. O lírio-tigre ( L. lancifolium ) tem apenas manchas verdes muito claras. Em algumas infecções por LMoV, apenas um ligeiro aumento no comprimento e flores e bulbos menores podem ser encontrados. A espécie economicamente importante L. formosanum sempre adoece após uma infecção por LMoV, isso também se aplica às variedades selvagens encontradas em Taiwan . Apenas a variedade especialmente selecionada Lilium formosanum "Little Snow White" tem uma resistência aumentada ao vírus . O híbrido "Enchantment" criado por Jan de Graaff em 1941 e todas as suas cultivares derivadas, como a cultivar Lilium Asia , bastante difundida na Ásia, é muito suscetível ao LMoV e outros vírus de plantas que ocorrem nos lírios . Híbrido cv. Encantamento .

A única infecção com o LMoV nunca leva à morte da planta inteira, mas permanece limitada localmente a algumas partes da planta. No entanto, uma coinfecção do LMoV com o vírus sem sintomas de Lily , que por si só não causa nenhum sintoma da doença, mas apenas uma redução no crescimento da planta, é particularmente comum . Se uma planta for infectada por ambos os vírus, a doença é muito mais grave e rápida. Após os sintomas iniciais típicos de uma infecção pronunciada por LMoV, feixes vasculares maiores , como todo o floema, são infectados , o que acaba causando a morte de toda a planta. Um bulbo de lírio duplamente infectado pode ser seriamente danificado enquanto estiver armazenado, podendo perder sua capacidade de germinar e morrer.

Transmissão e disseminação

transmissão

Tubo de pulgões na absorção de seiva vegetal

O Lily-Mottle-Virus é transmitido por pulgões verdes (Aphididae) durante o ato de sucção . Os pulgões ingerem o vírus, que se encontra em altas concentrações na seiva da planta, durante a sucção, e pode infectar outras plantas em algumas horas. O vírus não pode se reproduzir no próprio pulgão. Depois que a seiva da planta é absorvida pelo intestino médio do pulgão, o vírus é distribuído na corrente sanguínea e entra na saliva do aparelho de sucção; uma nova planta agora pode ser infectada com o próximo ato de sucção. As espécies de pulgões que transmitem principalmente o LMoV são Aphis gossypii , Myzus persicae , Macrosiphum euphorbiae e Doralis fabae . Os bulbos armazenados também podem ser infectados com o vírus por Anuraphis (Yezabura) tulipae . Os espécimes alados da população de pulgões permitem a transmissão a grandes distâncias.
Quando as plantas crescem, o vírus é transmitido quando as plantas são cortadas e feridas com facas e tesouras contaminadas . Esta via de infecção é usada experimentalmente por arranhar especificamente as plantas. A divisão dos bulbos de lírio durante a reprodução vegetativa espalha o vírus para todas as plantas filhas. O mesmo se aplica à propagação vegetativa por estacas em culturas de tecidos, muito comum na horticultura industrial. O vírus não se espalha por meio de sementes ; se uma nova planta germina das sementes de uma planta infectada com LMoV, ela não está infectada.

distribuição

Cebola de um sp Lilium.

A distribuição geográfica natural do vírus não é conhecida, pois quando foi descoberto nos EUA em 1944, já era antropogênico através do comércio mundial de flores e bulbos. Ao cultivar lírios em grandes estufas e campos como uma monocultura , a transmissão é particularmente favorecida em comparação com a ocorrência natural de plantas selvagens. O vírus é espalhado mundialmente e é endêmico em países com cultivo significativo de lírios . Além dos Estados Unidos, isso também se aplica à Holanda , Polônia , Coréia do Norte e do Sul , Japão , Taiwan, China e Israel . O Lily Mild Mottle Virus como um subtipo de LMoV foi detectado em um exame de 185 amostras de lírios de culturas sul-coreanas em 26,3% de todas as plantas, uma coinfecção de LMoV e o vírus Tomato Ringspot foi encontrada em outros 23,2% observados.

Na Holanda, o LMoV pode ser detectado várias vezes em todas as plantas de campos de lírios individuais da cultivar "Encantamento" . Freqüentemente, também havia uma infecção pelo vírus sem sintomas de Lily . Nas plantações assim afetadas , observa-se cada vez mais a necrose do tronco e das folhas, que geralmente é seguida pela morte da planta. Se todos os lírios de uma plantação estiverem infectados apenas com o LMoV, isso geralmente não resulta na perda de toda a colheita de flores; flores em escala menor ou plantas com baixa estatura são então oferecidas a preços mais baixos.

O LMoV pode ser detectado em cerca de 340 grandes cultivares de lírio cultivadas. A propagação não detectada através do transporte mundial é dada em particular por espécies de lírios que apresentam poucos ou nenhum sintoma de infecção, mas podem multiplicar o vírus, como o lírio da Páscoa e o lírio-tigre. O vírus tem uma gama de hospedeiros mais ampla do que se supunha anteriormente. O LMoV também pode ser detectado nas endivia de inverno ( C. endivia L. var. Latifolium Lam. ).

Prevenção de infecção

A propagação do LMoV na produção industrial é evitada principalmente pelo controle de pulgões como vetor . Principalmente em junho e julho, menos em maio e agosto, o vírus é transmitido pelas populações de pulgões em disseminação. Um controle semanal dos insetos a partir de maio e a cada duas semanas nos meses de agosto e setembro é feito em escala industrial. Os lírios são mais comumente tratados com óleo de parafina ou piretróides como aerossóis .

Para a prevenção da infecção, é importante evitar a propagação por meio de bulbos de sementes e do comércio global de plantas. Esses tipos de lírio que não apresentam sintomas ou apresentam apenas sintomas leves são uma fonte particular de surtos de infecção, já que a infecção aqui permanece não detectada. Por esse motivo, muitas vezes evita-se criar ao mesmo tempo variedades de lírio resistentes e suscetíveis, pois o vírus pode se espalhar despercebido nas variedades resistentes sem desenvolver sintomas da doença. Estes formam um reservatório permanente para infecção de espécies suscetíveis. No caso de uma monocultura de variedades suscetíveis, as plantas infectadas podem ser separadas e a propagação do vírus pode, assim, ser controlada até certo ponto. Uma vez que o vírus não é transmitido por sementes como outros membros do gênero Potyvirus , uma cultura pode ser liberada de uma infecção com o LMoV por meio de um novo crescimento mais complexo a partir de sementes.

O transporte e o comércio de partes de plantas, como flores, mudas ou bulbos de áreas de cultivo nas quais o LMoV foi comprovado, estão sujeitos a restrições legais ou proibição de importação em muitos países. Em particular, as partes da planta comercializadas para propagação e criação devem ser testadas para LMoV desde 1998 na Alemanha, de acordo com a implementação de várias diretivas da UE . Para a detecção de LMoV, são utilizados testes imunológicos para proteínas do vírus LMoV ( ELISA ) e, raramente, detecção do genoma do vírus por PCR . Tanto as folhas ( “teste da folha” ) quanto as cebolas colhidas ( “teste do bulbo” ) são utilizadas como amostras de teste para o diagnóstico. Métodos mais novos para a detecção simultânea de vários vírus de plantas a partir de uma amostra por hibridização de DNA ( macroarray ) estão atualmente sendo testados.

fontes

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Links da web

• Vírions do TBV com a mesma morfologia do LMoV ( imagem TEM )
• Corpos de inclusão no citoplasma (TEM)
• Vírus Lily mottle no banco de dados ICTV
• Vírus Lily mottle no banco de dados de taxonomia do NCBI
• Genoma LMoV e sequência de poliproteína (NC 005288)

Este artigo foi adicionado à lista de excelentes artigos em 25 de outubro de 2008 nesta versão .