Sweet potato leaf curl virus

Sweet potato leaf curl virus
Klassificering av virus
(orankad):	Virus
Rike :	Monodnaviria
Rike:	Shotokuvirae
Provins:	Cressdnaviricota
Klass:	Repensiviricetes
Beställa:	Geplafuvirales
Familj:	Geminiviridae
Släkte:	Begomovirus
Arter:	Sweet potato leaf curl virus

Illustrerad bild av Geminivirus (familjen SPLCV tillhör).

Sweet potato leaf curl virus förkortas vanligtvis SPLCV. Utvalda isolat hänvisas till som SPLCV följt av en förkortning av var de isolerades. Till exempel kallas det brasilianska isolatet SPLCV-Br.

Sweetpotato leaf curl virus är ett av mer än 20 virus som är kända för att infektera sötpotatisen . Det är en del av en grupp sötpotatis-infekterande Begomovirus allmänt kända som "sweepovirus". Virus är vanliga bland sötpotatis eftersom deras förökning vanligtvis är beroende av lagrade rötter eller stjälkar. Därför kan virus byggas upp och ha försenat uppkomsten under åren. Virus i sötpotatis är problematiska eftersom de minskar skörden och kvaliteten på lagringsrötter. Detta är problematiskt eftersom sötpotatis är rankad som sjunde för globala livsmedelsgrödor.

Sweet potato leaf curl virus överförs vanligen från insekt till planta av vitflugor ( Bemisia tabaci) . Dessutom kan det överföras från växt till växt via vegetativ förökning , ympning eller fröna. Det spekuleras i stor omfattning att hantering av vitflugapopulationen är väsentlig för att hantera spridningen av SPLCV-viruset mellan infekterade och oinfekterade växter. I ett fall spreds infektionen snabbt mellan plantorna inom bara två år efter fältplantering.

Strukturera

Viruset är kort, stavformat och utan hölje. Nukleokapsiden har uppmätts vid 38 nm lång och 15-22 nm i diameter. Varje nukleokapsid inkluderar 22 kapsomerer. Partiklar är två ofullständiga icosaedrar som är sammanfogade.

Genom

Genomet består av 2,8 kb cirkulärt enkelsträngat DNA (ssDNA). Till skillnad från majoriteten av virusgenomerna i Begomovirus -familjen som är tvådelade, är SPLCV monopartit . Den innehåller endast en enda genomisk komponent, som liknar DNA-A från tvådelade virus. DNA-A kodar vanligtvis för produkter för DNA-replikation, kontrollerar genuttryck och kontrollerar insektsöverföring. Detta tyder på att den ursprungligen kommer från den gamla världen . Emellertid är SPLCV (och andra relaterade sweepovirus) fylogenetiskt skilda från både Old World och New World Begomovirus grupper. Genomet innehåller sex öppna läsramar (ORF). Två är belägna på virion sense-sträng som löper 3' till 5' (V1 och V2). De andra fyra är belägna på komplementär avkänningssträng som löper 5' till 3' (Cl, C2, C3 och C4). De separeras av en intergenisk region (IR) som innehåller ett konserverat stam-loop-sekvensmotiv.

Replikeringscykel

Viruspartiklar kommer in i värdcellen och sedan kommer det obelagda virusgenomet in i cellens kärna. Inom kärnan amplifieras det virala genomet och går igenom processen med DNA-replikation.

Gå in i cellen

För närvarande är mekanismerna bakom inträdet av SPLCV i värdceller oklara.

Replikering och transkription

En aspekt av replikationsprocessen för replikationscykeln för geminivirus (SPLCV-släktet) inkluderar omvandlingen av (-) viralt ssDNA till (+) dsDNA-mellanprodukt. Många mekanismer för (-) DNA-replikationsinitiering i SPLCV har identifierats men detta första steg i replikationsprocessen tros vara katalyserat av värdfaktorer. Närvaron av DNA-primas tillsammans med polymerasaktivitet har noterats som en metod för replikationsinitiering. Under replikering omvandlas (-) viralt ssDNA till (+) dsDNA-mellanprodukt vid aktivering av (-)-strängens ursprung för DNA-replikation. När replikationen fortsätter sker förlängning för att producera dsDNA följt av produktion av kovalent sluten cirkulär dsDNA.

Under en annan aspekt av SPLCV-replikation omvandlas supercoiled (ccc)dsDNA till dsDNA och ssDNA genom rullande cirkelreplikation. Pivotala virala proteiner har olika effekter på replikationen och translationen av SPLCV. Alla geminivirus kodar för ett REP-protein, vilket är ett protein som påverkar initiering av replikering samtidigt som det tillåter fortsättningen av replikationen efter den punkten. RepA-proteinet innehåller tre RCR-konserverade motiv och beter sig på samma sätt som REP-proteinet. REn-proteinet har identifierats under denna process men dess roll är för närvarande okänd. Andra proteiner som R2 och CP har antagits delta i häxan från den rullande cirkeln till ssDNA-genomen.

TrAP är ett 15 kDa transkriptionellt aktivatorprotein som även kallas AC2 eller AL2 och är unikt för begomovirus (SPLCV-familjen). C2 är ett besläktat protein som identifierades i SPLCV-replikations- och transkriptionsprocesserna men det är oklart vad det åstadkommer. TrAP är ett obligatoriskt aktiveringsprotein. Trunkerade mRNA som finns i SPLCV kan inte splitsas. De kan översättas till RepA-proteinet. RepA-proteinet är nödvändigt i transkriptionen av viral-sense som resulterar i produktionen av MP och CP. Avslutningsmekanismer för SPLCV-replikering finns men deras exakta mekanik har ännu inte identifierats.

Montering och frigöring

Rep-proteinet är ansvarigt för uppsägningen. Den skär och släpper nysyntetiserat ssDNA för att skapa många kopior av virala ssDNA.

Symtom

Leaf curl virus på Capsicum växt. Fysiska symtom är synonymt med sötpotatis.

Det primära symtomet på SPLCV inkluderar krullning av blad uppåt. Detta ses främst hos unga plantor med SPLCV. När växter mognar är det vanligt att synsymptom försvinner. Ytterligare symtom på SPLCV inkluderar vridning av plantor, deformation av blomvävnader och minskning av pollenfertilitet och antal fröer. En vanlig metod för att analysera symtom är genom användning av PCR (Polymerase chain reaction).

Ett annat symptom är hämmad utveckling av ståndarknappar och pollen. Ett C4-protein relaterat till SPLCV interagerar med brassinosteroidintensiv 2 (ABtBIN2) i plasmamembranet hos värdceller. Detta resulterar i att C4-proteinet återlokaliserar AtBIN2-interagerande proteiner i värdcellens kärna, vilket förändrar uttrycket av brassinosteriod (BR)-gener för att orsaka aktivering av BR-signalvägen. Detta orsakar det nedreglerade uttrycket av nyckelgener som är nödvändiga för utvecklingen av ståndarknappar och pollen.

SPLCV är vanligast i sötpotatis, men symtom har även observerats i blå morgonglans ( Ipomoea indica) .

Interaktion med värden

Huvudvektor för SPLCV, sötpotatisvitflugan ( Bemisia tabac) .

Sötpotatisvitflugan ( Bemisia tabac ) överför över 100 växtvirus, ett av dessa är SPLCV. Både manliga och kvinnliga vitflugor har visat sig överföra SPLCV till en liknande effektivitet. Dessutom bär vitflugorna inte på viruset hela livet. Istället har de visat sig bära den i max 35 dagar.

Överföring sker på ett ihållande cirkulerande sätt. Persistent hänvisar till hur viruset passerar genom tarmen till hemolymfen och sedan till spottkörtlarna. Cirkulativ anger att viruset inte kan replikera i både föräldern och insekten. SPLCV skyddas inuti vitflugan av ett chaperoneprotein som produceras av symbionter. Detta protein kallas symbionin.

Kontroll och förebyggande

Insekticider har testats för att förhindra SPLCV. En studie 2014 publicerad i Journal of Agricultural and Urban Entomology rapporterade att insekticider var ineffektiva för att minska populationen av vitfluga, men de hade en positiv effekt på att minska SPLCV i ungefär hälften av de besprutade tomterna.

För att arbeta för att kontrollera spridningen av SPLCV är det nödvändigt att känna till de tre tillstånden som leder till att insektsöverförda virus sprids. Dessa tillstånd inkluderar en källa till viruset, en insektsvektor som är närvarande och en insekt som rör sig. används realtidspolymeraskedjereaktion ( PCR )-tekniker för att bestämma om SPLCV har överförts.

Vitflugor ( Bemisia tabac ) har identifierats som vektorn för SPLCV och det antas att minskningen i denna population skulle resultera i en minskning av SPLCV-fallen. Det har fastställts att minskad matning eller ökad flygaktivitet hos vitflugorna ( Bemisia tabac ) kan störa spridningen av SPLCV. Detta är ett resonemang som generellt backar upp användningen av insekticider .

Bekämpning av vektorer för vitfluga ( Bemisia tabac ) med insekticider har haft begränsad framgång för att förhindra spridning av virussjukdomar. I en studie som sträckte sig över två år representerade endast 2 av 36 använda tomter en minskning av förekomsten av vitflugor. Insekticider som användes i denna speciella studie inkluderade imidakloprid , pyriproxifen , acetamiprid och pymetrozin. På grund av resultaten i denna studie samt data som samlats in från liknande studier är konsensus att insekticider inte bör avbildas som en möjlig hanteringsmetod för insekter som infekterar sötpotatis.

I ett försök att kontrollera spridningen av SPLCV- neonicotinoider introducerades. Detta resulterade dock i världsomspännande motstånd på grund av omfattande exponering. Utöver detta finns det nu många exempel på korsresistens med andra insektsmedelsklasser . I allmänhet, när insekticider används i ett försök att kontrollera spridningen av SPLCV, snarare än att resultera i en minskning av virusinfektion, ökade förekomsten av sjukdomar.

Trots tidigare bevis har det också rapporterats att kitinsynteshämmaren buprofezin och den juvenila hormonanalogen pyriproxyfen när de används tillsammans med neonikotinoider har lyckats hantera spridningen av SPLCV genom vitflugor ( Bemisia tabac ).

Associerade sjukdomar

Sweet potato leaf curl virus är en av 322 arter i släktet Begomovirus . Det är närmast besläktat med sina isolat, särskiljt efter plats. Några av de för närvarande kända isolaten av SPLCV inkluderar:

• Sweet potato leaf curl virus Brasilien (SPLCV-Br)
• Sweet potato leaf curl virus Puerto Rico
• Sweet potato leaf curl kanariefågelvirus (SPLCCaV)
• Sweet potato leaf curl China virus (SPLCV-CN)
• Sweet potato leaf curl Georgia virus (SPLCGV)
• Sötpotatis blad curl Guangxi virus
• Sötpotatisblad curl Henan virus
• Sweet potato leaf curl Lanzarote virus (SPLCLaV)
• Sötpotatisblad curl Sao Paulo virus
• Sötpotatisblad curl Sichuan virus 1
• Sötpotatisblad curl Sichuan virus 2
• Sötpotatisblad curl South Carolina virus (SPLCSCV)
• Sötpotatisblad curl Spanien virus (SPLCESV)
• Sweet potato leaf curl Uganda virus (SPLCUV)

Dessutom är SPLCV relaterat till andra sweepovirus. Sweepovirus avser alla Begomovirus isolerade från sötpotatis och andra Ipomoea -arter. Exempel inkluderar sötpotatis guldvensassocierat virus (SPGVaV), sötpotatismosaikvirus, Ipomoea leaf curl virus (ILCV), sötpotatis mild fläckvirus (SPMMV).

Tropism

Den exakta typen av cell som SPLCV infekterar för att orsaka sjukdom är för närvarande oklart.