Crop protection (Council of Complex Environmental Sciences)
100 %
Panel
Complex agricultural sciences
Department or equivalent
Plant Protection Institute, HAS
Participants
Kiss, Balázs Kiss, László Salánki, Katalin
Starting date
2006-02-01
Closing date
2011-01-31
Funding (in million HUF)
12.348
FTE (full time equivalent)
4.38
state
closed project
Summary in Hungarian
A búza törpülés vírus (Wheat dwarf virus, WDV) a Mastrevirus nemzetségbe (Geminiviridae család) tartozik, súlyos betegséget és nagy terméskiesést okoz gabonaféléken. Jellegzetes tünetei a törpülés, a leveleken látható foltosodás és sárgulás, valamint a kalászolás elmaradása. Az utóbbi évek adatai alapján hazánkban a WDV vált a legjelentősebb gabonát fertőző vírussá. A WDV két gazdanövényhez - búzához és árpához - adaptálódott formáját ismerik, azonban a fertőzések mértékét befolyásoló tényezők nagy része nem teljesen tisztázott. Hazánkban még nem történt meg a WDV etiológiai és molekuláris jellemzése, valamint a hazai WDV populációt jól reprezentáló vírustörzs kiválasztása és fenntartása. Mindezen ismeretek szükségesek az okszerű védekezés kidolgozásához, valamint a rezisztenciára nemesítési munkák elkezdéséhez.Tervezett kutatásainkban az ország különböző régióiból, különböző gabonafélékről gyűjtenénk be vírusizolátumokat. Az összehasonlító kísérletek során kiválasztott néhány autentikus törzset részletesen jellemeznénk, meghatároznánk a részleges bázissorrendjét, valamint egyes törzsek teljes szekvenciáját és összehasonlítanánk az ismert WDV szekvenciákkal. A begyűjtött és jellemzett autentikus WDV törzseket a további vizsgálatok céljából fenntartanánk. A kutatások részét képezné a WDV diagnosztikai módszereinek fejlesztése, és olyan fertőzőképes klónok előállítása, melyekkel a vírusgének funkciójának további vizsgálata válik lehetővé.
Summary
Wheat dwarf virus (WDV) a member of the genus Mastrevirus (family Geminiviridae), causing extensive damage on cereals. Characteristic symptoms of the disease are dwarfing, yellowing and reduced heading. In the last few years WDV became the most important pathogen in cereal production.Two different forms of WDV exist: a wheat-adapted form and a barley-adapted form, but several important factors of the epidemiology of WDV are still poorly understood. The aim of this study to investigate the etiology and molecular biology of WDV in Hungary and to select and maintained isolates of WDV representing the Hungarian virus population. All these informations are needed to control the WDV and start resitance breeding program. In the course of our study WDV isolates will be collected from different host plants from different region of the country. After characterization of the collected WDV isolates some some authentic isolates will be selected , further characterized, cloned, sequenced and compared with known WDV sequences. The characterized WDV strains will be maintained. Additionally PCR diagnostic technique will be developed and full-length clones of WDV constucted to have a possibility to study the effect of differnt viral genes.
Final report
Results in Hungarian
A kutatások keretében az ország különböző helyeiről gyűjtöttünk vírusizolátumokat Átviteli kísérleteink során a WDV 11 nappal a kabócával történt inokuláció után már kimutatható volt a növényből, a víruskoncentráció 4-5 hétig emelkedett, majd csökkent.
Vírus és vírus törzs-specifikus indító szekvencia párokat terveztünk a WDV gyors és pontos kimutatása végett. A PCR módszeren kívül sikeresen alkalmaztuk a rolling circle amplification (RCA) módszerét a WDV kimutatására. Kidolgoztunk egy gyors módszert a WDV gabonafélékből történő kimutatására, melynél 2 óra után kimutatható a mintában a vírus jelenléte.
A fűfélék családjából meghatároztuk a WDV-H07 törzs gazdanövényeit valamint azokat amelyeket nem fertőz.
Laboratóriumunkban 6 búza törzs és 5 árpa törzs izolátum teljes genomszerkezetét meghatároztuk és összehasonlítottuk a génbankban található WDV szekvencia-adatokkal. Megállapítottuk, hogy a búza törzs izolátumok között nagy a hasonlóság (98,1 % feletti azonosság), míg az árpa törzs izolátumai esetén nagyobb variabilitás figyelhető meg (93,1 % - 99,6 % között azonosság). A két WDV törzs között mindössze 85 % körüli azonosság van. Az ismert szekvencia adatok alapján filogenetikai törzsfát állítottunk fel, melyben a jól elkülönülő búza és árpa törzsek további két-két alcsoportba oszthatók. Az árpa törzs két izolátuma között – az irodalomban eddig nem ismert - patológiai eltérést figyeltünk meg.
Results in English
WDV isolates were collected from different part of Hungary. In transmission experiments the presence of WDV DNA could be detected in plants by PCR method 11 days after the infestation by leafhoppers. The virus concentration increased in the first 4-5 weeks and could be detected in all part of the plant except the roots, but later the virus detection became unreliable.
We have designed virus and virus strain specific primer pairs for the fast detection and distinction of WDV strains by PCR. Rolling circle amplification (RCA) method was also used for WDV detection. Quick diagnostic method was composed by which virus can be detected in 2 hours.
Based on the host range experiments host, symptomless host and non host plant were determined of WDV-H07.
In our lab 6 wheat strain isolates and 5 barley strain isolates originating from different geographical regions were characterized and their complete genomes were determined. WDV genomes were compared with other WDV sequences available in the GeneBank. The comparisons revealed that wheat strain isolates were highly similar (>98.1% identity), while barley strain isolates were more divergent (93.1 % - 99,6 % identity). Wheat and barley strains of WDV were different (85 % identity). Phylogenetic analysis of WDV isolates separates the two strains which could be further divided into two subclusters. We have found differences in the pathogenity of two WDV barley strain isolates.
Tóbiás I., Kiss B. Pájtli É., Tholt G. és Salánki K.: A búza törpülés vírus (Wheat dwarf virus) árpa törzsének jellemzése és átviteli kísérletek, Növényvédelem, 44, 545-552, 2008
Tóbiás I., Kiss B. Palkovics L.: The nucleotide sequence of two Hungarian isolates of Wheat dwarf virus, Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica 41, 47-52, 2006
Tóbiás I., Kiss B. Bakardjieva, N., Palkovics L.: The nucleotide sequence of barley strain of Wheat dwarf virus isolated in Bulgaria., Cereal Research Communication 37, 237-242., 2009
TóbiásI., Kiss B., Salánki K. and Palkovics L.: The nucleotide sequence of barley strain of Wheat dwarf virus isolated in Hungary., Cereal Research Communications 38, 67-74., 2010
Shevchenko O., Bysov A., Snihur H., Polischuk V., Tóbiás I., Kiss B. and Palkovics L: Phylogenetic studies of Wheat dwarf virus isolates from Hungary and Ukraine., VIth International Conference Bioresurces and and Viruses. September 14-17. 2010, Kyiv, Ukraine 100 p., 2010
Tóbiás I., Shevchenko O., Kiss B Bysov A., Snihur H., Polischuk V. and Palkovics L: Comparison of the Nucleotide Sequence of Wheat Dwarf Virus isolates from Hungary and Ukraine, Polish Journal of Microbiology (in press), 2011
Tóbiás I., Bakargjieva N., Shevchenko O., Kiss B., Bysov A. and Palkovics L.: Genetic diversity of Wheat dwarf virus in Europe., Bulgarian Journal of Agricultural Science (megjelenés alatt), 2011
