PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2011 | 51 | 1 |
Tytuł artykułu

Effect of double-stranded RNAS on virulence and deoxynivalenol production of Fusarium graminearum isolates

Warianty tytułu
PL
Wpływ dwunicieniowych RNA na wirulencję i wytwarzanie deoxyniwalenolu przez izolaty grzyba Fusarium graminearum
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Various viral genomes from plant pathogenic fungi have been reported. The most common of these genomes found are dsRNA which in some fungi are associated with hypovirulence and have been used or proposed as biological control agents. In this study 33 Iranian isolates of Fusarium graminearum, were examined for dsRNA infection. In 12 of these isolates, more than three viral fragments measuring 0.9, 1.2, 3, 3.2 and 5 kb were detected. The presence and nature of dsRNA was confirmed by RNaseA and DNaseI treatments. To obtain dsRNA-free isolates, hyphal tip cultures of six isolates were transferred to PDA containing different concentrations of cycloheximide. Three hyphal tip cultures were confirmed to be dsRNA-free. Mycelial growth in dsRNA-containing isolates was less than that of their counterpart cured isolates with no dsRNA. Meanwhile, no significant difference was observed for colony morphology, pigmentation and conidia production of viruliferous and cured isolates. However, the disease severity of the dsRNA-containing isolates was significantly (p < 0.01) less than that of the dsRNA-free isolates on susceptible wheat in greenhouse. Deoxynivalenol (DON) production by dsRNA-free and dsRNA-containing isolates was confirmed using HPLC analysis. The range of DON production levels for dsRNA-free and dsRNA-containing isolates varied from 0.07 to 1.6 ppm and 0.06-0.4 ppm, respectively. A very significantly reduced level of DON, up to 50%, was detected in dsRNA-containing derivatives compared to the dsRNA-free isolates.
PL
Wirusowe genomy występujące u grzybów patogenicznych dla roślin były przedmiotem dotychczasowych doniesień w literaturze. Najczęściej wykrywano genomy dsRNA, wykazujące hipowirulencję u niektórych grzybów, stąd też proponowano ich wykorzystanie jako czynników biologicznego zwalczania. W prezentowanej pracy, badaniom poddano 33 irańskie izolaty grzyba Fusarium graminearum na infekcję dsRNA. W przypadku 12 izolatów patogena wykryto ponad 3 fragmenty wirusowe dsRNA o długości 0,9; 1,2; 3,0; 3,2 oraz 5 kb. Zarówno obecność, jak i charakter dsRNA zostały potwierdzone działaniem RNazy A i DNazy I. W celu uzyskania izolatów grzyba wolnych od dsRNA, końcówki strzępek grzybni przeszczepiono na pożywkę PDA z dodatkiem cykloheksamidu w różnych stężeniach. W efekcie wykryto 3 kultury grzyba wolne od dsRNA. Obserwowano również słabszy wzrost grzybni zawierających dsRNA w porównaniu do izolatów pozbawionych fragmentów wirusa. Biorąc pod uwagę zarówno morfologię kolonii patogena, pigmentację oraz wytwarzanie konidiów, nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy izolatami wirusonośnymi, a izolatami wolnymi od wirusa. Jednak w warunkach szklarniowych doświadczeń zaobserwowano istotnie słabsze porażenie (p < 0,01) siewek podatnej odmiany, w przypadku infekcji wirusonośnymi izolatami grzyba pszenicy, w porównaniu do porażenia siewek tej samej odmiany, izolatami grzyba wolnymi od wirusa. Wytwarzanie deoksyniwalenolu (DON) zarówno przez wirusonośne jak i wolne od wirusą dsRNA izolaty F. graminearum, potwierdzono przy pomocy analizy HPLC. Koncentracje wytwarzanego DON przez izolaty wolne od dsRNA oraz zawierające dsRNA były zróżnicowane i wynosiły odpowiednio 0,07-1,6 ppm oraz 0,06-0,4 ppm. Wykryto istotnie obniżony poziom wytwarzanego DON do 50% u izolatów grzyba zawierających pochodne dsRNA, w porównaniu do izolatów wolnych od dsRNA.
Słowa kluczowe
EN
Wydawca
-
Rocznik
Tom
51
Numer
1
Opis fizyczny
p.29-37,fig.,ref.
Twórcy
autor
  • Department of Plant Pathology, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, PO Box 14114-336, Teheran, Iran
autor
autor
autor
Bibliografia
  • Ahn I. P., Lee Y. 2001. A viral double stranded RNA up regulates the fungal virulence of Necteria radicola. Mol. Plant-Microbe Interaction 14 (4): 496-507.
  • Anagnostakis S. L., Day P. R. 1979. Hypovirulence conversion in Endothia parasitica. Phytopathology 69 (12): 1226-1229.
  • Boland G. J. 1992. Hypovirulence and double stranded RNA in Sclerotinia sclerotiorum. Can. J. Plant Pathol. 14 (1): 10-17.
  • Bottacin A. M., Levesque C. A., Punja Z. K. 1994. Characterization of dsRNA in Chalara elegans and effects on growth and virulence. Phytopathology 84 (3): 303-312.
  • Buck K. W. 1986. Fungal virology - an overview. p. 1-84. In: "Fungal Virology" (K. W. Buck, ed.). CRC Press, BocaRaton.
  • Castro M., Keramer K., Valdivia L., Ortiz S., Benavente J., Castillo A. 2003. A double-stranded RNA mycovirus confers hypovirulence associated traits to Botrytis cinerea. FEMs Microbiol. Lett. 228 (1): 87-91.
  • Castro M., Keramer K., Valdivia L., Ortiz S., Benavente J., Castillo A. 1999. A new double-stranded RNA mycovirus from Botrytis cinerea. FEMs Microbiol. Lett. 175 (1): 95-99.
  • Chamly L. L., Rosenberg A., Trenholom H. L. 1994. Factors responsible for economic losses due to fusarium mycotoxin contamination of grains, food and feedstuffs. p. 471-486. In: "Mycotoxins in Grain Compounds Other than Aflatoxin" (J. D. Miller and H. L. Trenholom, eds.). Eagan Press, St. Paul, MN, 552 pp.
  • Chu M., Jean J., Yea S. J., Kim Y. H., Lee Y. W., Kim K. H. 2002. Double-strand RNA mycoviruses from Fusarium graminearum. Appl. Environ. Microbiol. 68 (5): 2529-2534.
  • Clear R. M., Patrick S. K. 2000. Fusarium head blight pathogens isolated from Fusarium-damaged kernels of wheat in western Canada, 1993 to 1998. Can. J. Plant Pathol. 22 (1): 51-60.
  • Compel P. I., Bibo M., Fekete M., Horonok L. 1999. Genetic inter-relation and genome organization of double RNA elements of F. poae. Virus Genes 18 (1): 49-56.
  • Correl J. C., Klittich C. J. R., Leslie J. F. 1987. Nitrate non utilizing mutants of Fusarium oxysporum and their use in vegetative compatibility test. Phytopathology 77 (12): 1640-1646.
  • Elias K. S., Cotty P. J. 1996. Incidence and stability of infection by double stranded RNA genetics elements in Aspergillus section flavi and effect on aflatoxigenicity. Can. J. Botany 74 (5): 716-725.
  • Fekete C., Giczey G., Szabo L., Horonk L. 1995. High frequency occurrence of virus like particle with double stranded RNA genome in Fusarium poae. FEMS Microbiol. Lett. 131 (3): 295-299.
  • Foster B. C., Trenholm H. L., Friend D. W., Thompson T. A., Hartin K. E. 1986. Evaluation of different sources of deoxinivalenol (vomitoxin) fed to swine. Can. J. Anim. Sci. 66 (4): 1149-1154.
  • Ghabrial S. A. 1998. Origin, adaption, and evolutionary pathways of fungal viruses. Virus Genes 16 (1): 119-131
  • Goswami R. S., Kistler H. C. 2004. Heading for disaster: Fusarium graminearum on cereal crops. Mol. Plant Pathol. 5 (6): 515-525.
  • Gupta S. 1991. Newer evidence to demonstrate mycovirus of Fusarium moniliform var .subglutinans as causal agent of mango shoot malformation. J. Entomol. Res. 15 (3): 222-228.
  • Hashemi M., Mozafari J., Alizadeh A., Shams-Bakhsh M. 2004. dsRNA associated with Fusarium graminearum isolates in Iran. Iranian J. Plant Pathol. 40 (3-4): 313-326.
  • Heaton L. A., Leslie J. 2004. Double stranded RNAs associated with Fusarium Proliferatum mitochondria. Mycol. Prog. 3 (3): 193-198.
  • Howitt R. L. J., Beever R. E., Pearson M. N., Forster R. L. S. 1995. Presence of double-stranded RNA and virus like particle in Botrytis cinerea. Mycol. Res. 99 (12): 1472-1478.
  • Ikeda K., Natamura H., Arkawa M., Matsumoto N. 2004. Diversity and vertical transmission of double stranded RNA elements in rot pathogens of trees Helicobasidium mompa and Rosellinia necatrix. Mycol. Res. 108 (6): 626-634.
  • Jenning P., Coates M. E., Turner J. A., Chandler E. A., Nicholson P. 2004. Name ordering is different from others determination of a deoxynivalenol- and nivalenol- producing chemotypes of Fusarium culmorum isolates from England and Wales by PCR assay. Plant Pathol. 53 (2): 182-190.
  • Kilic C. O., Griffin G. L. 1998. Effect of dsRNA free hypovirulent isolates of Fusarium oxysporum on severity of fusarium seedling disease of soybean in naturally infested soil. Plant Soil 201 (1): 125-135
  • Kousik G. S., Snow J. P., Valverd R. A. 1994. Comparison of double-stranded RNA component and virulence among isolates of Rhizoctonia solani AG-1 IA and AG-1 IB. Phytopatology 84: 44-49.
  • Kwon S. J., Lim W. S., Park S. H., Park M. R. Kim K. H. 2007. Molecular characterization of a dsRNA mycovirus, Fusarium graminearum virus- DK21, which is phylogenetically related to Hypoviruses but has a genome organization and gene expression strategy resembling those of plant potex-like viruses. Mol. Cells 23 (3): 304-315.
  • Lauren D. R., Agnew M. P. 1991. Multitoxin screening for Fusarium mycotoxins grain. J. Agric. Food Chem. 39 (3): 502-507.
  • Magliani W., Conti S., Gerloni M., Bertolotti D., Polonelli L. 1997. Yeast killer systems. Clin. Microbiol. Rev. 10 (3): 369-400.
  • Marasas W. F. O., Nelson P. E., Toussoun T. A. 1984. Toxigenic FuOsarium Species: Identity and Mycotoxicology. The Pennsylvania State University Press, University Park, 328 pp.
  • Newhouse J. R., Hoch H. C., Macdonald W. L. 1983. The ultra structure of Endothia parasitica. Comparison of a virulent with a hypovirulent isolate. Can. J. Botany 61 (2): 389-399.
  • Nogawa M., Kageyama T., Nakatani A., Taguchi G., Shimosaka M., Okasaki M. 1996. Coloning and characterization of myecovirus double sranded RNA from the plant pathogenic fungus Fusarium solani. Biosci. Biotechnol. Biochem. 60 (5): 784-788.
  • Papp T., Nylasi I., Feket C., Ferenczy L., Vagvologyi C. 2001. Presence of double-stranded RNA and virus like particles in Rhizopus isolates. Can. J. Microbiol. 47 (5): 443-447.
  • Preisig O., Moleleki N., Smith W. A., Wingfield B. D., Wingfield M. J. 2000. A novel RNA mycovirus in a hypovirulent isolate of plant pathogen Diaporthe ambigua. J. Virol. 81: 3107-3114.
  • Rigling D., van Alfen N. K. 1993. Extra and intracellular laccase activity of the Chestnut blight fungus, Cryphonectria parasitica. Appl. Environ. Microbial. 59 (11): 3634-3639.
  • Robinson H. L., Deacon J. W. 2002. Double-stranded RNA elements I Rhizoctonia solani AG3. Mycol. Res. 106 (1): 12-22.
  • Rogers H. J., Buck K. W., Brasier C. M. 1986. Transmission of dourble-stranded RNA and a disease factor in Ophiostoma ulmi. Plant Pathol. 35 (3): 277-287.
  • Rosewich Gale L., Chen L. F., Hernick C. A., Takamura K., Kistler H. C. 2002. Population analysis of Fusarium graminearum from wheat fields in eastern china. Phytopathology 92 (12): 1315-1322.
  • Safaie N., Alizadeh A., Saidi A., Rahimian H., Adam G. 2004. Molecular characterization and genetic diversity among Iranian population of Fusarium graminearum, the causal agent of wheat head blight. Iranian J. Plant Pathol. 41 (2): 171-187.
  • Varga J., Kevel F., Vagvolgyi C., Vriesema A., Croft JH. 1994. Double-stranded RNA mycoviruses in section nigri of the Aspergillus genus. Can. J. Microbiol. 40 (4): 325-359
  • Varga J., Rigo K., Molnar J., Toth B., Szencz S. 2003. Mycotoxin production and evolutionary relationships among species of Aspergillus section clavati. Antonie Leeuwenhoek 83 (2): 191-200.
  • Windels C. E. 2000. Economic and social impacts of fusarium head blight: changing farms and rural communities in the northern great plains. Phytopathology 90 (1): 17-21.
  • Zhang Y. P., Uyemoto J. K., Kirkpatrick B. C. 1998. Analysis of double-stranded RNAs from cherry trees with stem pitting in California. Plant Dis. 82 (8): 871-874.
Uwagi
Rekord w opracowaniu
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.agro-99a1f65f-738e-473f-a16c-bbeb51c0732b
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.