Host and vector manipulation following multi-infection of aphid transmitted viruses in sugar beet (Beta vulgaris)

甜菜(Beta vulgaris)多重感染蚜虫传播病毒后的宿主和载体操作

基本信息

项目摘要

In sugar beet (Beta vulgaris subsp. vulgaris), virus yellows (VY) disease is caused by a complex of different aphid-transmitted virus species, with Myzus persicae being the most important vector. In Europe, beet yellows virus (BYV), beet mild yellowing virus (BMYV), beet chlorosis virus (BChV) and beet mosaic virus (BtMV) are the main causatives and were shown to hamper sugar beet cultivation not only in single but also in co- and multi-infection. Co-infecting viruses are known in many plant species to enhance replication, tissue spread, vector transmission rate and other fitness components of at least one of the viruses involved and influence viral properties such as host range, cellular tropism and vector preference. Furthermore, multi-infection of closely related viruses is the starting point for RNA recombination initiating the formation of new, often more virulent strains or virus species. As natural multi-virus resistance cannot be expected to be available in the Beta genepool and conventional virus control by reducing vector populations through insecticide treatment was banned, alternative solutions controlling the disease are urgently required. Having this in mind, our project aims to understand viral interactions during host co-colonization as well as vector interactions that are altered by multi-infections and might acerbate impact on plants and increase transmission, respectively. On the virus-plant level, we aim to decipher putative synergistic interactions, identify by transcriptomics plant proteins involved and characterize metabolic pathways that are manipulated by the yellowing viruses in single- compared to selected co-/multi-infections. On the level of vector manipulation by the virus infection, effects on aphid behaviour as well as virus transmission preferences in co-infections shall be identified and quantified. The major outcome of this project is a better understanding of the tight interactions between the three components of the pathosystem (plant-virus-vector) in a multi-infection context, which is a biological reality. Ultimately, this project could potentially identify targets for future control measures that will be safe and environmentally friendly.
甜菜(Beta vulgaris subsp.)病毒黄(VY)病是由不同蚜虫传播病毒种类的复合体引起的,其中桃蚜是最重要的媒介。在欧洲,甜菜黄化病毒(BYV)、甜菜轻度黄化病毒(BMYV)、甜菜褪绿病毒(BChV)和甜菜花叶病毒(BtMV)是主要的致病因子,不仅在单一感染中,而且在共同感染和多重感染中都被证明会阻碍甜菜的种植。众所周知,在许多植物物种中,共感染病毒可以增强至少一种相关病毒的复制、组织传播、媒介传播率和其他适应性成分,并影响病毒特性,如宿主范围、细胞趋向性和媒介偏好。此外,密切相关的病毒的多次感染是RNA重组的起点,启动了新的,通常更具毒性的毒株或病毒物种的形成。由于β基因库不可能具有自然的多病毒抗性,而且通过杀虫剂治疗减少病媒种群的传统病毒控制已被禁止,因此迫切需要控制该疾病的替代解决方案。考虑到这一点,我们的项目旨在了解宿主共定植过程中的病毒相互作用以及被多重感染改变的媒介相互作用,这些相互作用可能分别加剧对植物的影响并增加传播。在病毒-植物水平上,我们的目标是破译假定的协同相互作用,通过转录组学鉴定所涉及的植物蛋白,并表征在单次感染中与选定的共/多次感染相比,黄化病毒所操纵的代谢途径。在病毒感染操纵病媒的水平上,应确定和量化对蚜虫行为的影响以及共同感染中的病毒传播偏好。该项目的主要成果是更好地理解在多重感染背景下病理系统(植物-病毒-载体)的三个组成部分之间的紧密相互作用,这是一个生物学现实。最终,该项目可能会确定未来控制措施的目标,这些措施将是安全和环保的。

项目成果

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