A növényi vírusok elleni védekezés napjainkban sem megoldott. A vírusmentes szaporító anyag használatán és a vektorok elleni védekezésen kívül a GM növények jelentik napjainkban a lehetséges megoldást. Hazánkban, más európai országokhoz hasonlóan a GM növények nem elfogadottak, így szükséges a vírusok elleni védekezés egyéb lehetőségeinek feltárása. A vírusok elleni természetes rezisztencia gyakran a vírus szisztemikus terjedésének szintjén jelentkezik, így ennek a folyamatnak a részletes megismerése döntő jelentőségű lehet új védekezési stratégiák kidolgozásához, valamint rezisztenciák áttörésének megértéséhez. Munkánk során az egyik legnagyobb károkat okozó vírusnemzetség, a cucumovírusok szisztemikus mozgásában szerepet játszó vírusfaktorok analízisét tűztük ki célul. Különböző gazdanövény-vírus rendszereket kívánunk használni (uborka-CMV/TAV; Nicotiana glutinosa-PSV; bab-CMV), hogy minél árnyaltabb és általánosíthatóbb képet kapjunk. A vírus méretre legkisebb de sok funkcióval rendelkező fehérjéjét (sziszteminus terjedés, tünetek kialakítása, gén csendesítés szupresszálása), a 2b fehérjét részletesen is vizsgálni fogjuk, illetve lokalizálni szeretnénk a különböző funkciókat ellátó régióit.
angol összefoglaló
Protection against plant virus infection is still not resolved. Out of the virus-free propagation material and protection against virus vectors, the GM plants could solve this problem. In Europe these plants are not widely accepted, so it is in high interest to find other protection strategies against viruses. The block of systemic spread is frequently the cause of natural plant resistance to viral diseases, thus the studies of viral factors for inhibition of systemic movement may lead to development of novel antiviral strategies. The aim of our proposal is to characterize the viral factors participate in the systemic spread of cucumoviruses. This plant virus genus is one of the economically most important ones, and has the widest host range among plant viruses. We will identify and analyze viral factors in different plant-virus systems (cucumber-CMV/TAV; Nicotiana glutinosa-PSV; bean-CMV) to find general conclusions. The systematic analysis of the viral multifunctional 2b protein will be carried out to identify the functional region participate in long-distance movement also will be carried out.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A cucumovírus nemzetségbe tartozó uborka mozaik vírus az egyik legszélesebb gazdanövénykörrel rendelkező növényi vírusoknak. Genomja három RNS-en elosztva, összesen öt fehérjét kódol. Ezek közül korábban a vírus hosszútávú mozgásában a köpenyfehérjének tulajdonítottak kulcssterepet. OTKA pályázatunk keretében bizonyítottuk. hogy a köpenyfehérje βB-βC hurok régiójának van központ szerepe a vírus hosszútávú mozgásában uborka növényen, valamint nem egy-egy aminosav megléte vagy hiánya a meghatározó, hanem a víruspartikulum felületének töltéseloszlása fontos.
Különböző cucumovírus-növény rendszereken sikerült bizonyítanunk, hogy az RNS 2- kódolódó fehérjéknek is szerepe van a vírus szisztemizálódásában. Földimogyoró satnyulás vírus izolátumok vizsgálatával bizonyítottuk a rekombináns vírus nagymértékű elterjedését hazánkban, valamint az RNS 2-n kódolódó fehérjék szerepéta vírus hosszútávú mozgásában. A különböző, babon lokális illetve szisztemikus tüneteket indukáló CMV izolátumok esetén a szisztematikus fertőzésért felelős részt sikerült a 2a fehérje egyetlen aminosavára lokalizálnunk (631Y) amiben nagy valószínűséggel a fehérje foszforilációja játszik szerepet. A CMV 2a fehérje alanin scanning mutánsai segítségével hat mutánst azonosítottunk melyek Nicotiana clevelandii növényen a vad típusú vírustól eltérően viselkedtek. Ezek közül négy a géncsendesítés szupresszálásában nem volt hatékony, míg kettő a vírus növényen belüli terjedésében bizonyult sérültnek.
kutatási eredmények (angolul)
Cucumber mosaic virus (CMV) belonging to the genus Cucumovirus has an extremely wild host range. Its genome consists of three genomic RNA and codes for five proteins. Previously the coat protein of cucumoviruses was described as a key factor in long-distance movement. In our present project we have proved, that the βB-βC loop region of the coat protein has the central role in long distance movement on cucumber. We have showed that not the presence of specific amino acids is required, but the general electrostatic potential pattern of the particle surface is important.
We have also proved the importance of the viral proteins coded by the RNA2 in the long distance movement on different virus-host systems. In the case of peanut stunt virus we have demonstrated the dominance of the recombinant strains in Hungary, and the role of the proteins encoded by RNA 2 in viral long distance movement. Using different CMV isolates we have proved the role of a single amino acid (631Y) of the 2a protein in the systemic movement of the virus on bean and the role of protein phosphorylation could have a function in this case. Using alanin scanning mutatnts of the 2b protein, we have identified six mutants with different pathological characteristics. Four of them were defective in the suppression of gene silencing, while two was defective in viral movement.
Katalin Salánki, László Kiss, Ákos Gellért and Ervin Balázs: Identification a coat protein region of Cucumber mosaic virus (CMV) essential for long-distance movement in cucumber, Arch Virol. 2011 Dec;156(12):2279-83, 2011
Gellért Á. Nemes K. Kádár K. Salánki K és Balázs E: The C-terminal domain of the 2b protein of Cucumber mosaic virus is stabilized by Mg(II) ion coordination. A molecular dynamics simulation, Molecular Graphics and Modelling 38: 446-454, 2012
Kiss L., Balázs E. és Salánki K.: Characterisation of black locust isolates of Peanut stunt virus (PSV) from the Pannon ecoregion show the frequent occurrence of the fourth taxonomic PSV subgroup, European Journal of Plant Pathology 125(4):671-677, 2009
Katalin Nemes, Ákos Gellért, Ervin Balázs and Katalin Salánki (2011): Functional analysys of the cucumber mosaic virus 2b protein., APS-IPPC Joint Meeting, Honolulu, Hawaii, U.S.A. August 6 – 10., 2011
Nemes K., Németh M., Szabó M.M., Salamon P., Salánki K.: Az uborka mozaik vírus (Cucumber mosaic virus, CMV) szisztemikus terjedéséért babon (Phaseolus vulgaris L.) az RNS polimeráz egyetlen aminosava felelős, 58. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 2012 február 21-22, 2012
