Differentielle Übertragung der Begomoviren Watermelon chlorotic stunt virus und Tomato yellow leaf curl virus durch Populationen der Weiße Fliege (Bemisia tabaci)

Kollenberg, Mario

Die Begomoviren Watermelon chlorotic stunt virus (WmCSV) und Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) werden durch die Weiße Fliege Bemisia tabaci zirkulativ persistent übertragen. In dieser Arbeit wurden zwei B. tabaci Populationen aus dem Sudan untersucht, die unterschiedliche Übertragungsraten für Begomoviren aufweisen: zum einen die Middle East-Asia Minor 1 (MEAM1) Population 63, mit hoher Übertragungsrate und zum anderen die MEAM1 Population 95, mit geringer Übertragungsrate. Bei der zirkulativen Übertragung müssen die Viren mehrere Barrieren innerhalb der Weiße Fliegen überwinden. Dabei handelt es sich um die Membranen des Mitteldarms, die Hämolymphe und die Membranen der Speicheldrüsen. In dieser Arbeit wurden, zum ersten Mal für die Populationen 63 und 95, die aufgenommenen Viren mittels real-time PCR quantifiziert, ihre Aufnahmerate bestimmt und mittels Konfokalmikroskopie in Mitteldärmen und primären Speicheldrüsen lokalisiert. Aus der schwach übertragenden Population 95 wurde eine nicht übertragende Subpopulation (95-) selektiert. Ein Vergleich mit Population 63 legt nahe, dass in den Individuen der Populationen 95 und 95- die äußeren Membranen des Mitteldarms für TYLCV eine wesentliche Barriere darstellen. Für WmCSV sind die Mitteldärme der schwach und nicht übertragenden Populationen ebenfalls eine Barriere, die jedoch von einem Teil der Viren überwunden wird. Erst die primären Speicheldrüsen stellen bei diesen Individuen die finalen Barrieren für WmCSV dar. Des Weiteren wurde die Interaktion von WmCSV und TYLCV mit dem Weiße Fliege Hitzeschockprotein Hsp70 untersucht. Eine erhöhte Expression von hsp70 in virustragenden Individuen, sowie eine Ko-Lokalisierung von WmCSV bzw. TYLCV mit Hsp70 wurde beobachtet. Eine unterstützende Funktion bei der Virusübertragung konnte jedoch widerlegt werden.

The Begomoviruses Watermelon chlorotic stunt virus (WmCSV) and Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) are transmitted by the whitefly Bemisia tabaci in a circulative persistent manner. In this study two B. tabaci populations from Sudan differing in Begomovirus transmission rates were analyzed. The Middle East-Asia Minor 1 (MEAM1) population 63 has a high transmission rate and the second MEAM1 population (95) has a low transmission rate. During circulative transmission viruses have to pass through several barriers in the whitefly. These include the membranes of the midgut, the hemolymph and the membranes of the salivary glands. In this study for the first time, the uptake of the virus and the quantity of the virus inside the good and low transmitting populations were quantified by real-time PCR. Using confocal microscopy, both viruses were seen localized in midguts and salivary glands. A non-transmitting subpopulation (95-) was selected from the low transmitting population 95 and analyzed. The results were compared with those of the better transmitting population 63. The results indicate that the outer membrane of the midgut is an effective barrier for TYLCV in the individual of populations of 95 and 95-. For WmCSV the midguts of the low and non-transmitting populations are also barriers that can be crossed by some of these viruses. In these individuals the primary salivary glands are the final barrier for WmCSV. Additionally the interaction of WmCSV and TYLCV with the heat shock protein Hsp70 was analyzed. An enhanced expression of hsp70 and a co-localization between WmCSV and TYLCV with Hsp70 in virus bearing individuals was observed. It was found that this protein acted against virus transmission.

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Kollenberg, Mario: Differentielle Übertragung der Begomoviren Watermelon chlorotic stunt virus und Tomato yellow leaf curl virus durch Populationen der Weiße Fliege (Bemisia tabaci). 2013.

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