Panicum mosaikvirus

Panicum mosaic virus
Klassificering av virus
(orankad):	Virus
Rike :	Riboviria
Rike:	Orthornavirae
Provins:	Kitrinoviricota
Klass:	Tolucaviricetes
Beställa:	Tolivirales
Familj:	Tombusviridae
Släkte:	Panikovirus
Arter:	Panicum mosaikvirus

Panicum mosaic virus (PMV) är en enkelsträngad RNA- viruspatogen med positiv känsla som infekterar växtarter i panikoidstammen i gräsfamiljen, Poaceae . Patogenen identifierades först i Kansas 1953 och orsakar oftast sjukdomar på utvalda sorter av torvgräs , switchgrass och hirs . Den sjukdom som oftast förknippas med panikmosaikviruspatogenen är St. Augustine Decline Syndrome, som infekterar arter av gräs och orsakar klorotiska fläckar. Förutom St. Augustine Decline, är panikmosaikvirus ansvarigt för klorotiska strimmor och mild grön mosaicking i utvalda sorter av switchgrass och hirs.

Historia

PMV observerades första gången i Kansas 1953. Det noterades ursprungligen att det infekterade switchgrass ( Panicum virgatum ), och observerades infektera St. Augustine-gräs ( Stenotaphrum secundatum ) i Texas 1966. Stammen som är specifik för St. Augustine-gräs har sedan dess observerats i Arkansas , Louisiana , Mississippi och South Carolina i USA , samt i Mexiko . Andra stammar har identifierats som infekterar centipedegrass ( Eremochloa ophiuroides) . Rävsvanshirs ( Setaria italica ), vit proso hirs ( Panicum miliaceum ) och pärlhirs ( Pennisetum glaucum ) har också använts för att föröka PMV och panicum mosaic satellitvirus (SPMV), och mekanisk överföring kan ske till majs och vissa sorter av vanligt vete ( Triticum aestivum ).

Klassificering

Ytterligare information: Tombusviridae

Panicum mosaikvirus hänförs till släktet Panicovirus , en medlem av växtvirusfamiljen Tombusviridae . Medlemmar av Tombusviridae överförs som positiv sens enkelsträngade icke-höljeförsedda RNA-virus , med en ikosaedrisk kapsid . PMV själv har ett genom på 4 326 nukleotider , inkapslat i 30-nm partiklar av ett kapsidprotein på 26 kDa . PMV placerades i släktet Panicovirus på grund av dess begränsade enhjärtbladiga värdområde och avsaknaden av ytterligare 5'-ORF . PMV är serologiskt besläktat med Molina streakvirus och Maize mild mottle virus.

Satellit panicum mosaikvirus

Det finns ett satellitvirus till panikmosaikvirus. Även om lite är känt om satellit panicum mosaic virus tros patogenen spela en roll i infektionsprocessen eftersom satellitviruset i kombination med panicum mosaic virus orsakar symtom tidigare under växtsäsongen och resulterar i en allvarligare infektion . På grund av förändringen i sjukdomsvirulens till den huvudsakliga virala patogenen, tros panikmosaikvirus och satellit panikmosaikvirus orsaka synergistiska effekter för sina värdar. Satellit panicum mosaic virus kan inte producera sin egen replikation eller rörelseproteiner, så det beror helt på panicum mosaic virus för replikering och systemisk rörelse i värdväxten.

Patogenes och sjukdomsegenskaper

Panicum mosaikvirus är en växtsjukdom som infekterar enhjärtbladiga genom att invadera genom mekaniska sår. Eftersom panicum mosaikviruspatogen inte kan skapa sitt eget sår i en värdväxt måste patogenen överleva tills ett sår bildas genom att leva epifytiskt på sin framtida värd eller i växtskräp. Viruset kan leva upp till nio år i infekterade växtrester. Viruset flyttas runt i miljön av vind, regn och kulturella metoder som plöjning och klippning. När viruset framgångsrikt har invaderat växten sprids panikmosaikvirioner genom växten genom att producera tre proteiner (p8, p6.6 och p15) som en del av deras kapsider . Inkubationstiden för panikmosaikvirus är snabbast under varma förhållanden, runt 29 till 35 grader Celsius, och kan ta så lite som 7–18 dagar .

När det gäller patogensammansättning finns det två karakteristiska komponenter i panicum mosaik och dess relaterade panicum satellit mosaik virus. Ett kännetecken för sjukdomen är en 42S-komponent som är isometrisk formad, 17 nm i diameter, och som inte har visats vara smittsam i sig själv. Den andra karakteristiska komponenten av panikmosaikvirus är 109S-komponenten som är ungefär 30 nm i diameter, också isometrisk formad och har visat sig vara smittsam. Från replikationstestning tror man att 109S-komponenten är panikmosaikpatogenen och 42S-komponenten av patogenen är panicumsatellitviruset eftersom 109S-komponenten replikerar oberoende medan 42S inte kan replikera utan närvaron av 109S-komponenten.

Värdar och symtom

St Augustine gräs

Symtom på St. Augustine Decline Syndrome på St. Augustine gräs ( Stenotaphrum secundatum ) är mild grön mosaik förutom fläckiga och strimmiga löv. I extrema fall kan en gräsgröda uppleva kloros om sjukdomen påverkar mottagliga växter. Sjukdomen sprids endast genom mekaniska vektorer, som klippning. För närvarande är den enda metoden för kontroll av panikmosaikvirus att plantera resistenta sorter. I gräsgräs är sjukdomen geografiskt centrerad kring sydcentrala och sydöstra USA, på grund av den höga förekomsten av icke-resistenta gräsarter.

Hirs

Symtom på panikmosaikvirus på hirs - utan dess satellitvirus - är lätt kloros och mild försvagning. Den synergistiska effekten av panicum mosaic virus och satellit panicum mosaic virus på hirssorter utvecklas snabbt klorotiska strimmor inom flera dagar efter inokulering av växter. De långsiktiga effekterna av kombinerade panicummosaik- och satellitpanicummosaikvirus på hirs är allvarlig bladmosaik, hämmande och misslyckande att sätta frö.

Switchgrass

Switchgrass är ett inhemskt präriegräs som började födas upp för erosionskontroll och foder för omkring ett sekel sedan. På 1980-talet började växelgräs odlas för biobränslen . Under loppet av de senaste tre decennierna har det skett en dramatisk ökning av mängden sjukdomsforskning av switchgrass och andra energigrödor.

I likhet med dess symtom på hirs och torv, orsakar panikmosaikvirus att växelgräs har klorotiska fläckar och hämmande. Till skillnad från torvgräs finns det inga resistenta sorter av switchgrass tillgängliga att odla. Som ett resultat av bristen på resistens hos odlade arter av switchgrass finns det en potentiell risk för att utveckla storskaliga sjukdomar inom energiodlingssystem .

Förvaltning

St Augustine nedgång i gräs gräs

Den huvudsakliga metoden för att kontrollera St. Augustine Decline Syndrome är förädling av resistenta sorter. Denna metod för resistensförädling har varit framgångsrik i gräsgräs eftersom den har lett till produktion av två resistenta sorter av St. Augustine-gräs, FA-108 och FA-2002 (med smeknamnet 'Raleigh' och 'Sevilla'). Bortsett från resistensgener är ett annat alternativ för att hantera St. Augustine Decline Syndrome kulturell kontroll genom att rengöra verktyg mellan klippning av olika egenskaper för att förhindra spridning av patogen. Ett tredje kontrollalternativ för St. Augustine Decline är att klippa gräs endast under torrt väder eftersom den infekterade saften inte kan spridas lika lätt.

Switchgrass och hirs

Även om en stark stam av patogenen är ekonomiskt och estetiskt skadlig, är en möjlig fördelaktig interaktion med en mottaglig värd genom panikmosaikvirus korsskydd genom inokulering av en svag panikmosaikvirusstam. Fördelen med inokulering med en svag stam gör att grödan får korsskydd, vilket gör att grödan inte får lika omfattande skördeförlust om grödan utsätts för en mer aggressiv, virulent stam.

En risk som följer med svag staminokulering är ökad känslighet för andra virala stammar och patogener. Dessutom finns det en risk att den svaga stammen kan mutera till en mer virulent stam. Alternativt kan den inokulerade svaga virussjukdomen orsaka synergistiska effekter om en annan viruspatogen infekterar växten. Trots riskerna med korsskydd av grödor med svaga stammar, har metoden visat sig vara värdefull vid kontroll av flera andra virus. Korsskydd verkar vara det mest lovande alternativet när det gäller switchgrass på grund av bristen på resistensgener för patogenkontroll.