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Potato Leafroll Virus-assisted Aphid Transmission of Potato Spindle Tuber Viroid to Potato Leafroll Virus-resistant Potato

Authors


Syller Plant Breeding and Acclimatization Institute, Research Centre Młochów, Poland

Abstract

Potato leafroll virus (PLRV) and potato spindle tuber viroid (PSTVd) are important pathogens affecting the potato (Solanum tuberosum L.). PLRV is transmitted only by aphids, Myzus persicae being its principal vector. In contrast, PSTVd is transmitted by foliar contact and true seeds, but is not aphid-transmissible. However, in doubly infected plants, PSTVd can be encapsidated by the capsid protein of PLRV and transmitted by M. persicae. In the present experiments, the aphids successfully transmitted PSTVd from potato plants infected with this viroid and PLRV to potato and tomato cv. Rutgers plants. The efficiency of PSTVd transmission depended on the potato cultivar used as inoculum source or as test plant, and ranged from 0 to 55%. Interestingly, PSTVd was the sole pathogen detected in some potato or tomato plants inoculated by aphids fed on the plants infected with the viroid and virus. Sole infections with PSTVd were found in as many as 23% of plants of the potato cv. Irga which is highly resistant to PLRV. This finding indicates that PLRV served as a carrier of PSTVd, but the plants escaped virus infection due to a high level of resistance. The response of potato plants to mixed infections with PSTVd and PLRV was strikingly more severe than those to infection with either pathogen alone. Furthermore, serious disturbances in sprout emergence were indicative of the double infection.

Abstract

PLRV-unterstützte Blattlausübertragung von PSTVd auf PLRV-resistente Kartoffelpflanzen

Das Potato leafroll virus (PLRV) und das Potato spindle tuber viroid (PSTVd) sind wichtige Pathogene der Kartoffel (Solanum tuberosum L.). PLRV wird ausschließlich durch Blattläuse übertragen, wobei Myzus persicae der wichtigste Vektor ist. Im Unterschied dazu wird PSTVd durch Blattkontakt und Samen, aber nicht durch Blattläuse übertragen. In mit beiden Erregern infizierten Pflanzen kann PSTVd jedoch vom Kapsidprotein des PLRV eingekapselt und durch M. persicaeübertragen werden. In unseren Versuchen übertrugen die Blattläuse PSTVd von mit diesem Viroid und PLRV befallenen Kartoffelpflanzen auf Kartoffeln und Tomaten der Sorte Rutgers. Die Effizienz der PSTVd-Übertragung war davon abhängig, welche Kartoffelsorte als Inokulumquelle oder als Testpflanze verwendet wurde, und betrug 0 bis 55%. Interessanterweise wurde PSTVd als einziges Pathogen in einigen Kartoffel-bzw. Tomatenpflanzen entdeckt, die durch Blattläuse inokuliert wurden, welche zuvor an mit dem Viroid und dem Virus infizierten Pflanzen gesaugt hatten. Infektionen nur mit PSTVd wurden bei nicht weniger als 23% der Pflanzen der gegen PLRV hochresistenten Kartoffelsorte Irga gefunden. Dieses Ergebnis zeigt, daß PLRV als Träger von PSTVd fungierte, die Pflanzen der Virusinfektion aber aufgrund ihres hohen Resistenzniveaus entkamen. Die Reaktion von Kartoffelpflanzen auf Mischinfektionen mit PSTVd und PLRV war deutlich stärker als diejenige auf die Infektion mit einem der Pathogene allein. Charakteristisch für die Mischinfektion waren auch schwere Störungen der Keimung.

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