Potyvirus ist eine Gattung von Viren in der Familie Potyviridae. Die Potyviren parasitieren Pflanzen als ihre natürlichen Wirte. Derzeit (Stand Januar 2021) gibt es 183 vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) offiziell bestätigte Arten (Spezies) in dieser Gattung, einschließlich der Typusspezies Kartoffelvirus Y ();SIB: die Gattung ist nach dieser Typusspezies (en. ) benannt. Potyviren machen ca. 30 % der derzeit bekannten Pflanzenviren aus. Wie die Vertreter der Gattung Begomovirus (Begomoviren) können Potyviren erhebliche Verluste in der Landwirtschaft, der Weidehaltung, bei Gartenbau und an Zierpflanzen verursachen. Mehr als 200 Arten von Blattläusen verbreiten Potyviren, die meisten gehören zu den Röhrenblattläusen der Unterfamilie Aphidinae, insbesondere die Gattungen Macrosiphum (Große Rosenblattlaus, Kartoffelblattlaus, Lupinenblattlaus, M. luteum, M. funestumPflanzengallen §Rubus, auf pflanzengallen.de) und Myzus.
Aufbau mini|hochkant=0.5|Schemazeichnung eines Potyvirus-Virions. Die Virusteilchen (Virionen) der Potyviren sind nicht behüllt und haben ein biegsames fadenförmiges () Nukleokapsid mit einer Länge von 680 bis 900 nm bei einem Durchmesser von 11–20 nm. Das Nukleokapsid enthält ca. 2000 Kopien des Kapsidproteins. Die Symmetrie des Nukleokapsids ist helikal mit einer Untergliederung in Abschnitte zu je 3,4 nm Länge.Stephen J. Wylie, Alice Kazuko Inoue-Nagata, Jan Kreuze, Juan José López-Moya, Kristiina Mäkinen, Kazusato Ohshima, Aiming Wang: Positive-sense RNA Viruses > Potyviridae, in: ICTV Virus Taxonomy Profile: Potyviridae, Journal of General Virology, 98: S. 352–354.Das Material wurde von dieser Quelle kopiert, die unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License verfügbar ist.
Das Genom ist eine lineare Einzelstrang-RNA (ssRNA) positiver Polarität. Die Länge beträgt 9–12 kb (9000–12000 Nukleotide bzw. Basen). Bei den meisten Potyviren ist das Genom monopartit (unsegmentiert), lediglich bei einigen Spezies ist es bipartit (zweiteilig). Der Anteil der einzelnen Basen ist: 21–23.51–26 % Guanin 23–30.15–44 % Adenosin 14.9–22.41–28 % Cytosin 15.6–24.41–30.9 % Uracil
Bei den Arten mit unsegmentiertem Genom ist am 5'-Ende ein Protein kovalent gebunden (das Vg-Protein). Es kodiert für einen einzigen offenen Leserahmen (, ORF), der als 350 kDa-Polyproteinvorläufer exprimiert wird. Dies wird zu sieben kleineren Proteinen verarbeitet: P1 Helferkomponente (HC) P3 zylindrischer Einschluss (CI) nukleärer Einschluss A (NIa) nukleärer Einschluss B (NIb) Kapsidprotein (CP) Dazu kommen optional zwei kleine Proteine, genannt 6K1 und 6K2. Das P3-Cistron kodiert auch für ein zweites Protein – P3N-PIPO – das durch eine +2-Frameshift erzeugt wird. NIa-Pro ist eine evolutionäre Homologie der 3C-Proteinase der Picornaviren (Picornaviridae).
Replikationszyklus mini|hochkant=2|Replikation und Bewegung des Sojabohnenmosaikvirus () (SMV) innerhalb der Zelle.
mini|hochkant=2|Genomkarte der Gattung Potyvirus Die Replikation kann im Zytoplasma, im Zellkern, in den Chloroplasten, im Golgi-Apparat, den Zellvakuolen oder – seltener – anderen Orten in der Zelle stattfinden.
Die Potyviren bilden zunächst proteinhaltige Einschlüsse (Virus-Fabriken, en. , VFs) in den infizierten Pflanzenzellen. Dies können als Kristalle (entweder im Zytoplasma oder im Zellkern) als amorphe Viroplasmen (, X-Körper), membranumgebene Körperchen oder wie Windräder (en. ) auftreten. Die Einschlüsse können (je nach Art) Virionen enthalten oder nicht. Diese Einschlüsse sind im Lichtmikroskop in Blattstreifen von infiziertem Pflanzengewebe zu sehen, wenn dieses mit Orange-Grüner Proteinfärbung,P. S. Oud et al.: The use of Light Green and Orange II as quantitative protein stains, and their combination with the Feulgen method for the simultaneous determination of protein and DNA, in: Histochemistry 80(1), S. 49–57, Januar 1984, doi:10.1007/BF00492771, PMID 6199332. nicht aber mit der Nukleinsäurefärbung Azur A (Dimethylthionin)Azur A (C.I. 52005), auf: carlroth.com gefärbt sind.R. G. Christie, J. R. Edwardson: Light and Electron Microscopy of Plant Virus Inclusions, in: Florida Agric. Exptl. Stn. Monograph Nr. 9, 1977. S. 150 ff<ref name="FlaDiag"></ref> Es gibt insgesamt vier verschiedene Typen von Potyvirus-Einschlüssen.Florida Department of Agriculture & Consumer Services, Adam H. Putnam: Florida Department of Agriculture and Consumer Services: Florida plant viruses and their inclusions—Potyvirus. freshfromflorida.com; via Web-Archiv, 17. März 2016.
Die virale RNA wird zunächst an den Ribosomen in Protein translatiert, um ein Polyprotein zu produzieren, das durch virale Proteasen in das RdRp-Protein und Strukturproteine prozessiert (umgesetzt) wird. Die Replikation findet in den zytoplasmatischen Virus-Fabriken (VFs) statt. Dazu wird als Nächstes ein dsRNA-Genom aus dem ssRNA(+)-Genom synthetisiert. Das dsRNA-Genom wird dann transkribiert, wodurch virale mRNAs und neues ssRNA(+)-Genom entstehen. Letzteres bedeutet aber, dass damit das Virus-Genom repliziert wird. Die Zusammenbau der Virionen (Virus-Assemblierung) erfolgt im Zytoplasma. Das virale Bewegungsprotein P3N-PIPO vermittelt wahrscheinlich den Transfer der Virionen von Zelle zu Zelle. Die Übertragung von Pflanze zu Pflanze geschieht mittels eines Vektors (Blattläuse).
Evolution Die Potyviren haben sich vor 6.600 bis 7.250 Jahren entwickelt. Sie scheinen sich im Südwesten Eurasiens oder in Nordafrika entwickelt zu haben. Die geschätzte Mutationsrate beträgt etwa 1,15×10−4 Nukleotidsubstitutionen (Punktmutationen) pro Stelle und Jahr.
Geographische Verbreitung Als im 18. Jahrhundert die Landwirtschaft in Australien eingeführt wurde, kamen mit den eingeführten Pflanzen auch Pflanzenpathogene (pflanzliche Krankheitserreger) nach Australien. Bisher sind mindestens achtunddreißig Potyvirus-Spezies in Australien isoliert worden; mindestens achtzehn Spezies davon wurden nur in Australien gefunden und sind dort vermutlich endemisch; die restlichen zwanzig scheinen mit der Landwirtschaft eingeschleppt worden zu sein (Stand 8. Dezember 2020).
Systematik Die Gattung Potyvirus umfasst nach ICTV (Stand Mai 2024) die folgenden offiziell anerkannten Spezies:ICTV: Taxonomy Browser.ICTV: Virus Metadata Resource (VMR).
Spezies Potyvirus achyranthis mit Achyranthes virus A (AcVA) Spezies Potyvirus adiuris mit Donkey orchid virus A (DOVA) Spezies Potyvirus algeriaense mit Algerian watermelon mosaic virus (AWMV) Spezies Potyvirus alliumagrestis mit Wild onion symptomless virus (WoSV) Spezies Potyvirus almeidi mit Alternanthera mild mosaic virus (AltMMV) Spezies Potyvirus alstromeriae mit Alstroemeria mosaic virus (AlMV) Spezies Potyvirus amaranthi mit Amaranthus leaf mottle virus (AmLMV) Spezies Potyvirus ampeloprasi mit Leek yellow stripe virus (LYSV) Spezies Potyvirus anemones mit Anemone mosaic virus (AnMV) Spezies Potyvirus angelicae mit Angelica virus Y (AVY) Spezies Potyvirus apii mit Apium virus Y (ApVY, : Sellerie-Virus Y) Spezies Potyvirus apiumtessellati mit Celery mosaic virus (CeMV, : Sellerie-Mosaik-Virus, Selleriemosaikvirus) Spezies Potyvirus arachidis mit Peanut mottle virus (PeMoV) Spezies Potyvirus araujiae mit Araujia mosaic virus (ArjMV) Spezies Potyvirus arracachae mit Arracacha mottle virus (AMoV) Spezies Potyvirus artichokis mit Chinese artichoke mosaic virus (ChAMV) Spezies Potyvirus ascaloniae mit Shallot yellow stripe virus (SYSV) Spezies Potyvirus ascaloniavirgae mit Scallion mosaic virus (ScaMV) Spezies Potyvirus ashitabae mit Ashitaba mosaic virus (AshMV) Spezies Potyvirus asparagi mit Asparagus virus 1 (AV1) Spezies Potyvirus atuberosi mit Potato virus A (PVA, : Kartoffelvirus A, Kartoffel-Virus A) Tamarillo mosaic virus (TamMV) Spezies Potyvirus barbacenense mit Barbacena virus Y (BarVY) Spezies Potyvirus basellae mit Basella rugose mosaic virus (BaRMV) Peace lily mosaic virus (PcLMV) Spezies Potyvirus batatalatentis mit Sweet potato latent virus (SPLV) Spezies Potyvirus batatamaculae mit Sweet potato mild speckling virus (SPMSV) Spezies Potyvirus batataplumei mit Sweet potato feathery mottle virus (SPFMV) Spezies Potyvirus begoniae mit Begonia flower breaking virus (BFBV) Spezies Potyvirus betaceum mit Beet mosaic virus (BtMV) Spezies Potyvirus betaci mit Tamarillo leaf malformation virus (TLMV) Spezies Potyvirus bidensia mit Bidens mosaic virus (BiMV) Spezies Potyvirus bidenstessellati mit Bidens mottle virus (BiMoV) Spezies Potyvirus brugmansiae mit Brugmansia mosaic virus (BruMV) Spezies Potyvirus calistephi mit Callistephus mottle virus (CalMoV) Spezies Potyvirus callanthis mit Calanthe mild mosaic virus (CalMMV) Spezies Potyvirus cannae mit Canna yellow streak virus (CaYSV) Spezies Potyvirus capsianuli mit Chilli ringspot virus (CRSV) Spezies Potyvirus capsiflavi mit Pepper yellow mosaic virus (PepYMV) Spezies Potyvirus capsimaculae mit Pepper mottle virus (PepMoV) Spezies Potyvirus capsiseverum mit Pepper severe mosaic virus (PepSMV) Spezies Potyvirus capsivenae mit Pepper veinal mottle virus (PVMV) Spezies Potyvirus capsivenamaculae mit Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) Spezies Potyvirus caricae mit Papaya leaf distortion mosaic virus (PLDMV) Spezies Potyvirus carotae mit Carrot virus Y (CarVY, : Karottenvirus Y) Spezies Potyvirus carotatenuifoli mit Carrot thin leaf virus (CTLV) Spezies Potyvirus caryae mit Pecan mosaic-associated virus (PMaV) Spezies Potyvirus catharantessellati mit Catharanthus mosaic virus (CatMV) Spezies Potyvirus cebatatae mit Sweet Potato virus C (SPVC) Spezies Potyvirus cepae mit Onion yellow dwarf virus (OYDV) Spezies Potyvirus ceratobii mit Ceratobium mosaic virus (CerMV) Spezies Potyvirus chamaescillae mit Blue squill virus A (BSVA) Spezies Potyvirus chichorii mit Endive necrotic mosaic virus (ENMV) Spezies Potyvirus citrulli mit Watermelon mosaic virus (WMV, : Wassermelonen-Mosaikvirus) Spezies Potyvirus citrullimoroccense mit Moroccan watermelon mosaic virus (MWMV) Spezies Potyvirus citrullufolimaculae mit Watermelon leaf mottle virus (WLMV) Spezies Potyvirus clitoriae mit Clitoria virus Y (ClVY) Spezies Potyvirus cliviaflavilineae mit Clivia yellow stripe virus (ClYSV) Spezies Potyvirus colchici mit Meadow saffron breaking virus (MSBV) Spezies Potyvirus commelinae mit Commelina mosaic virus (ComMV) Spezies Potyvirus cordophani mit Sudan watermelon mosaic virus (SuWMV) Spezies Potyvirus costus mit Costus stripe mosaic virus (CoSMV) Spezies Potyvirus croci mit Saffron latent virus (SaLV) Spezies Potyvirus cucurbitae mit Cucurbit vein banding virus (CVBV) Spezies Potyvirus cucurbitaflavitesselati mit Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV, : Zucchini-Gelbmosaikvirus) Spezies Potyvirus cynanchi mit Keunjorong mosaic virus (KjMV) Spezies Potyvirus cypripedii mit Cypripedium virus Y (CypVY) Spezies Potyvirus cyrtanthi mit Cyrtanthus elatus virus A (CEVA) Spezies Potyvirus dactylis mit Cocksfoot streak virus (CSV) Spezies Potyvirus daphnis mit Daphne mosaic virus (DapMV) Spezies Potyvirus dasheenis mit Dasheen mosaic virus (DsMV) Vanilla mosaic virus (VanMV) Spezies Potyvirus daturae mit Datura shoestring virus (DSSV) Spezies Potyvirus dendrobii mit Dendrobium chlorotic mosaic virus (DeCMV) Spezies Potyvirus dianthi mit Carnation vein mottle virus (CVMoV) Spezies Potyvirus dioscoreae mit Dioscorea mosaic virus (DMV) Spezies Potyvirus duobatatae mit Sweet Potato virus 2 (SPV2) mit Subtypen Ipomoea vein mosaic virus und Sweet potato virus Y (SPVY) Spezies Potyvirus esculentinecrosis mit Tomato necrotic stunt virus (TNSV) Spezies Potyvirus eucharae mit Amazon lily mosaic virus (ALiMV) Spezies Potyvirus euphorbiae mit Euphorbia ringspot virus (EuRSV) mit Subtypen PV-0902 und US Spezies Potyvirus fountaingrassi mit Pennisetum alopecuroides mosaic virus (PalMV) Spezies Potyvirus freesiae mit