Original scientific paper

Wasserrüben - und Kohlrübenmosaikvirus (Turnip Mosaic Virus) in Jugoslawien

Zlata Štefanac-Uđbinac ; Hrvatska
Davor Miličić ; Hrvatska
Marko Zeljko ; Hrvatska

Abstract

Bisher wurde den Kruziferenviren-Untersuchungen in Jugoslawien nur eine geringe Aufmerksamkeit gewidmet, so daß bis unlängst in diesem Gebiete kein Virus dieser Gruppe mit Sicherheit bestimmt werden konnte. Zuerst untersuchten P a n j a n und Prpic (1954) eine Viruskrankheit des Markstammkohls, kamen aber dabei nur zur Vermutung, daß es sich um eine Mischinfektion mit Wasserrüben- und Kohlrübenmosaikvirus (WKMV) und Blumenkohlmosaikvirus (syn. cauliflower mosaic virus) handle. Später studierten Milicic (1956) und Milicic, Panjan, Bilanovic und K a t i c (1958) ein Virusisolat, das aus Alliaria officinalis gewonnen wurde; während der Untersuchung haben besonders die intrazellularen Einschlüsse das Interesse dieser Autoren auf sich gezogen. Da selbst nach diesen Untersuchungen das Virusisolat unbestimmt blieb, bemühten wir uns während des Jahres 1961 darum, es zu determinieren.
Experimenteller Teil
Wie Milicic, Panjan, Bilanovic und Katie gezeigt haben, läßt sich leicht das AZliaria-Isolat auf mehrere Pflanzen mechanisch übertragen. Auf diese Weise wurden von uns mit diesem Isolat manche Testpflanzen infiziert, die für die Determination der Kruziferenviren von Bedeutung sind, wie so manche Kruziferen (Brassica rapa, Sinapis alba usw.), Solanaceen (Nicotiana-Arten), Chenopodiaceen (Chenopodium- Arten) u. a. Diese Pflanzen reagierten häufig nach der Infektion charakteristisch: so z. B. entstanden auf den Blättern von Nicotiana tabacum (White Burley und Samsun) eigenartige Lokalläsionen, die aus einem braunen nekrotischen Ringe mit hellerer Mitte bestanden; ebenso enthielten auch die auf Chenopodium amaranticolor erschienenen Lokalläsionen einen diagnostischen Wert, weil sie aus einem durch Anthozyan rot gefärbten Ringe mit weißer Mitte aufgebaut waren (Tafel I). Diese Arten mit charakteristischen Symptomen waren uns bei der Feststellung neuer Wirtspflanzen des Aiüaria-Isolates sehr nützlich. Wir haben nämlich, um genaue Angaben über den Wirtspflanzenkreis unseren Isolates zu erhalten, jede neu festgestellte Wirtspflanze mit Hilfe der erwähnten Testpflanzen nachgeprüft. Auf diese Weise wurden über 50 verschiedene Pflanzen untersucht und es wurde dabei festgestellt, daß das Alliaria- -Isolat auf folgende Arten übertragbar ist:
Amaranthaceae: Gomphrena globosa; Caryophyllaceae: Agrostemma githago, Lychnis flos cuculi; Chenopodiaceae: Atriplex litorale, A. nitens, Chenopodium album, Ch. amaranticolor, Ch. quinoa, Ch. foliosum, Spinada olerácea; Compositae: Zinnia elegans; Cruciferae: Alliaria offici- nalis, Arabis hirsuta, Brassica chinensis, B. rapa var. rapifera, B. napus var. oleífera, Capsella bursa pastoris, Cheiranthus cheiri, Eruca sativa, Hesperis matronalis, H. candida, H. dinarica, Malcolmia maritima, Matthi- ola incana, Peltaria alliacea, Sinapis alba, S. arvensis, Sisymbrium of- ficinale, Thlaspi arvense; Papaveraceae: Papaver rhoeas; Resedaceae: Reseda luteola, R. odorata; Solanaceae: Hyoscyamus niger, Nicotiana glutinosa, N. longiflora, N. rustica, N. sanderae, N. tabacum »Samsun«, N. tabacum »White Burley«, Petunia hybrida.
Um dem eventuellen Einwand zu entgehen, daß wir nicht mit einem Virus, sondern mit einem Virengemisch gearbeitet haben, wurde unser Isolat am Anfang dieser Untersuchung durch Einzelherdverfahren gereinigt. Daß sich nach der Reinigung in unseren Pflanzen nur ein Virus befand, konnten wir auch auf Grund der auf den kranken Pflanzen erschienenen einförmigen Symptome beschließen.
Parallel mit diesen Experimenten versuchten wir auch mit biochemischen Methoden unser Virus zu purifizieren. Für die Purifikation wurde eine Methode von Amelunxen (1958) verwendet, mit der dieser Autor das Kakteenvirus isoliert hat (mehrmalige Fällung mit (NÜ4)2S04 und Zentrifugieren bei 3500 U/min.). Am Ende des Verfahrens zeigte sich ein ziemlich infektiöses Material erhalten, das dann im Elektronenmikroskop photographiert wurde (Tafel II). Die Virussuspension war nicht rein, dennoch konnten wir darin viele fädige Partikeln beobachten, die wahrscheinlich das in den kranken Alliaria-Pflanzen befindliche Virus darstcllten. Die Partikeln waren zwischen 725 und 825 mp lang (Mittelwert 780 mp) und etwas über 10 mp breit.
Einen wichtigen Teil dieser Untersuchung machte auch die genaue Feststellung der thermalen Inaktivierung unseres Virus aus, die besonders für seine Bestimmung von bedeutung war. Die Untersuchung wurde mit Chenopodium amaranticolor und Nicotiana tabacum ausgeführt. Der Preßsaft der ersten Pflanze verliert die Infektionsfähigkeit bei 52°, der aus der anderen Pflanze bei 59° C.
Da die Kruziferenviren eine verwirrte und komplizierte Virengruppe sind, war es notwendig, das aus Alliaria gewonnene Isolat mit ähnlichen Viren oder Virusstämmen zu vergleichen. Für die Vergleichung hat uns besonders ein Isolat aus Weißkohl gedient, der in Split gesammelt wurde; in derselben Richtung hat uns auch ein aus Matthiola incana isoliertes Virus genützt, das ebenfalls in der Umgebung von Split aufgefunden wurde. Das erstere Virus haben wir auf Brassica olerácea var. capitata (Sorte »varaždinsko zelje«), Nicotiana tabacum, N. glutinosa, Chenopodium amaranticolor, Brassica rapa var. rapifera und Sinapis alba übertragen. Wie auf dem Weißkohl, so entstanden auch auf den anderen Testpflanzen unter Einfluß dieses Virus Symptome, die für das WKMV charakteristisch sind. Mittels dieses Isolates, das typische Eigenschaften des WKMV enthielt, konnten wir die Besonderheiten des Alüaria-Isolates leichter erkennen.
Das andere Virus, das aus Matthiola incana erhalten wurde, haben wir auf dieselbe Weise auf folgende Testpflanzen übertragen: Hesperts matronalis, Sinapis alba, Nicotiana tdbacum, N. rustica, Chenopodium amar anticolor, Atriplex nitens und andere (Miliöic 1961/1962). Dieses Virus stimmte mit dem aus Alliaria gewonnenen Isolate gut überein, so daß die gewonnenen Kenntnisse seiner Eigenschaften uns beim Studium des Alliaria-Isolates sehr nützlich waren.
Die Untersuchung wurde endlich auch mit serologischen Versuchen ergänzt. Mittels eines Anliserums gegen WKMV, das uns durch die Liebenswürdigkeit von Frau Dr. Christiane Schade zur Verfügung gestellt wurde, konnten wir mit Sicherheit beweisen, daß die aus Alliaria und Weißkohl gewonnenen Isolate dem WKMV angehören.
Während mancher Präzipitationsversuche haben wir auch den Titer des erwähnten Antiserum mittels des Preßsaftes bestimmt, der aus mit Alliaria-Isolate infizierten Pflanzen erhalten wurde. Der Serumtiter betrug 1/256. Es sei noch erwähnt, daß wir dafür auch ein eigenes Antiserum gegen das Alliaria-Isolat bereitet haben. Da mittels dieses Antiserum auch das aus Weißkohl gewonnene Isolat positiv reagierte, wurde damit bewiesen, daß diese zwei Isolate verwandt sind.
Ergebnisse der Untersuchung
Für das Alliaria-Isolat ist es besonders Charakteristik, daß es auf die gebräuchlichsten Testpflanzen, wie das Nicotiana tabacum und N. glutinosa sind, übertragbar ist und daß es sich gerade umgekehrt als das Tabakmosaikvirus verhält. Während das Tabakmosaikvirus auf Tabak eine systemische und auf N. glutinosa eine lokale Infektion verursacht, ruft unser Virus auf Tabak eine lokale und auf N. glutinosa eine systemische Erkrankung hervor- Nach Smith (1957) ist das letztere Verhalten für das WKMV charakteristisch. Deshalb meinen wir, daß unser Alliaria-Isolat dem WKMV zugehört.
Das unser Isolat ein Stamm von WKMV ist, zeigt nicht nur sein Verhalten den erwähnten Nicotiana-Arten gegenüber, sondern auch der Wirtspflanzenkreis dieses Isolates. Wie aus den oben angeführten Wirts- pflanzen-Verzeichnis sichtbar ist, kann das Isolat nicht nur Kruziferen befallen, sondern auch Solanaceen, Chenopodiaceen und andere, was eben die Eigenschaft von WKMV ist.
Auch die elektronenmikroskopischen Aufnahmen des Isolates unterstützen diese unsere Meinung. Nach Bode und Brandes (1958) sind die WKMV-Partikeln fadenförmig mit einer Länge von 754 mp und Breite von 12 mp. Wie aus den schon angeführten Angaben ersichtlich ist, stimmen die Form und die Dimensionen unseres Isolates mit denjenigen von WKMV ziemlich gut überein.
Unsere Meinung, daß es sich um WKMV handelt, gründet sich auch auf den Ergebnissen der Untersuchung der thermalen Inaktivierung nach der unser Isolat bei etwas über 58° inaktiviert wird. Das ist gerade die Temperatur, bei der auch WKMV seine Infektiosität verliert.
Außerdem haben auch die serologischen Versuche, die mit einem Antiserum gegen WKMV ausgeführt wurden, mit Sicherheit bewiesen, daß unsere Isolate aus Weißkohl und Alliaria officinalis dem WKMV angehören. Was das Isolat aus Matthiola incana betrifft, wurde dieses bisher serologisch noch nicht näher geprüft.
Diskussion der Ergebnisse
Bisher ist eine große Anzahl von Kruziferenviren beschrieben worden. In neuerer Zeit wurde auf Grund neuerer Arbeitsmethoden, besonders mit Hilfe von serologischen (Larson, Matthews und Walker 1950) und elektronenmikroskopischen Untersuchungen (Bode und Brandes 1958) festgestellt, daß viele Kruziferenviren, die früher für besondere Virusarten gehalten wurden, Stämme ein und desselben Virus darstellen. Das WKMV zeichnet sich besonders durch viele Stämme aus. Dieses Virus ist — wie aus dieser Mitteilung hervorgeht ■— in Jugoslawien ziemlich verbreitet.
Nach Broadbent (1957), den Autor einer schönen Monographie über Brassica-Virosen, findet man in Großbritannien auf Brassica-Arten fünf Viruskrankheiten verbreitet, besonders häufig aber nur zwei, und zwar das Wasserrüben- und Kohlrübenmosaik und das Blumenkohlmosaik.
Diese zwei Viren lassen sich leicht nach dem Grad der thermalen Inaktivierung und dem Wirtspflanzenkreise unterscheiden. Die thermale Inaktivierung des WKMV liegt zwischen 56 und 65° C, die des Blumenkohlmosaikvirus zwischen 70 und 80n. Was die Wirtspflanzen anbelangt, kann das erste Virus verschiedene Familien, das zweite nur Kruziferen befallen. Vergleichen wir die Eigenschaften dieser zwei Viren mit den Eigenschaften unserer Isolate, so stimmen unsere Isolate mit dem erste- ren Virus überein.
Die übrigen drei Brassica-Virosen, die in Großbritannien seltener Vorkommen, unterscheiden sich ziemlich scharf von unserer Krankheit, und zwar entweder nach dem Wirtspflanzenkreise oder nach den charakteristischen Testpflanzen-Symptomen.
Während das Isolat aus Weißkohl mit dem typischen Stamm völlig übereinstimmt, sind die Eigenschaften des Aliiaria-Isolates von jenen des typischen Stammes etwas verschieden. Der wichtigste Unterschied äußert sich im Verhalten Brassica oleracea gegenüber. Der typische Stamm kann auf diese Art übertragen werden, demgegenüber ist das Alliaria-Isolat nicht imstande die Varietäten von Brassica oleracea zu infizieren. Es sei noch betont, daß in der Literatur Angaben zu finden sind, nach denen das WKMV auf Brassica oleracea manchmal nicht übertragbar ist. So z. B. schreibt Smith (1947, S. 44), daß einige WKMV-Stämme nicht fähig sind, die Varietäten von Brassica oleracea zu befallen. Ebenso konnten P o u n d und Walker zwei aus Matthiola incana isolierte Stämme auf einige Brassica-Arten nicht übertragen.
Am Ende dieser Untersuchung wurden auch serologische Versuche mit den aus Alliaria und Brassica gewonnenen Isolaten durchgeführt. Da die anderen Versuche darauf hinwiesen, daß es sich um WKMV handelt, haben wir ein hochtitriges Antiserum gegen dieses Virus verschafft und mit diesem bewiesen, daß unsere Isolate dem WKMV angehören. Das Antiserum stammte aus Deutschland, wo Schade (1960, 1962) damit verschiedene Herkünfte des WKMV studiert hat.
Es sei hier noch erwähnt, daß es in letzter Zeit den Forschern Shepherd und P o u n d (1960) gelungen ist, das WKMV mittels der Ultrazentrifuge in ganz reinem Zustande zu bekommen.
* *
*
1. Ein von Alliaria officinalis gewonnenes Virusisolat wurde mechanisch auf ungefähr 40 Testpflanzen übertragen. Auf Grund der Test- pflanzen-Reaktion, des Wirtspflanzenkreises, der thermalen Inaktivierung, der Form und Größe der Viruspartikeln wie auch der serologischen Versuche, konnten wir beweisen, daß dieses Isolat dem Wasserrüben- und Kohlrübenmosaikvirus (syn. turnip mosaic virus, cabbage black ring spot virus) zugehört.
2. Parallel mit diesen Versuchen wurde auch ein Isolat von Weißkohl analysiert. Dabei konnte man konstatieren, daß es auch einen Stamm des WKMV darstellt.
3. Aus dieser Untersuchung geht hervor, daß das WKMV, das bisher in Jugoslawien unbekannt war, in diesem Gebiete häufig vorkommt.

Keywords

Hrčak ID:

153050

URI

https://hrcak.srce.hr/153050

Publication date:

31.12.1963.

Article data in other languages: croatian

Visits: 1.508 *