Kartoffelvirus Y ( , PVY; Spezies Potyvirus yituberosi) ist ein Virus der Gattung Potyvirus pflanzenpathogener Viren aus der Familie Potyviridae.ICTV: Taxonomy Browser.ICTV: Virus Metadata Resource (VMR). Das Kartoffelvirus Y ist eines der wichtigsten Pflanzenviren, die die Kartoffelproduktion beeinflussen.
Einzelne Stämme von PVY infizieren viele wirtschaftlich wichtige Pflanzenarten in der Familie der Nachtschattengewächse (Solanaceae). Dazu gehören neben der Kartoffel (Solanum tuberosum) auch Tabak (Nicotiana tabacum), Tomate (Solanum lycopersicum) und Paprika (Capsicum annuum).J. G. McDonald, R. P. Singh (1996). Host range, symptomology and serology of isolates of Potato virus Y (PVY) that share properties with both the PVYN and PVYO strain groups. In: Amer. Pot. J. 73, S. 309–314
Das Ausmaß der Schäden an den Kulturen wird bestimmt durch den PVY-Stamm, der die Pflanzen infiziert, die Viruslast, den Zeitpunkt der Infektion sowie die Toleranz des Wirts gegenüber dem Virus. Die Resistenz der Wirte gegenüber PVY-Infektionen ist in vielen Fällen gering.M. Warren, F. Krüger, A. S. Schoeman (2005): Potato virus Y (PVY) and potato leaf roll virus (PLRV), Literature review for potatoes South Africa. Department of Zoology and Entomology, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, University of Pretoria.
Eine PVY-Infektion von Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum) führt je nach Virusstamm zu einer Vielzahl von Symptomen. Das mildeste dieser Symptome ist ein Produktionsverlust, das schädlichste jedoch ist die KartoffelringfäuleDirk Stephan: Molekulare Charakterisierung von Beet mild yellowing virus (BMYV) und Beet chlorosis virus (BChV) sowie Selektion von BMYV Amlicon-transgenen Nicotioana benthamiana, Dissertation im Fachbereich Gartenbau der Uni Hannover, Februar 2005 („Ringnekrose der Kartoffelknollen“, , PTNRD). Nekrotische Pusteln (en. ) machen die Kartoffeln unverkäuflich und können daher zu erheblichen Einkommenseinbußen in der Landwirtschaft führen.Jahresbericht 1992, OpenAgrar Die Infektion eines Kartoffelfeldes mit PVY kann letztlich zu 10–100 % Ertragsverlusten führen. PVY ist damit das möglicherweise zerstörerischste aller Kartoffelviren.C. W. Ward, D. D. Shukla (1991): Taxonomy of potyviruses: current problems and possible solutions. In: Intervirology 32, S. 269–296, doi:10.1159/000150211, PMID 1657820 Eine weitere durch einen PVY-Stamm hervorgerufene Kartoffelkrankheit ist die Strichelkrankheit.
Beim Tabak wird die Tabakrippenbräune durch einen PVY-Stamm hervorgerufen.
PVY wird übertragen durch Blattläuse als Vektoren, kann aber auch im Saatgut (Pflanzkartoffeln) dormant (ruhend) verweilen. Die Verwendung der gleichen Kartoffellinie für die Produktion von Pflanzkartoffeln über mehrere aufeinanderfolgende Generationen kann daher zu einem progressiven Anstieg der Viruslast und damit zu Ernteverlusten führen. Daneben kann PVY auch mechanisch durch Maschinen, Werkzeuge, Beschädigung der Pflanzen beim Begehen des Feldes oder der Ernte übertragen werden.
Beschreibung mini|links|hochkant=2|Schemazeichnung eines Virions der Gattung Potyvirus, Seitenansicht mini|hochkant=0.4|Schemazeichnung eines Potyvirus-Virions (Detail).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.
Die Virionen von Potyvirus bestehen aus unbehüllten filamentösen Strukturen, die 680–900 nm lang und 11–15 nm breit sind.J. R. Edwardson (1947). . Florida Agricultural Experiment Stations Monograph Series, 4: 398. Das Potyvirus-Kapsid besteht aus etwa 2.000 Kopien des Hüllproteins (en. , CP).N. J. Talbot (2004). Plant-Pathogen Interaction. Blackwell Publishing. CRC Press.
Das Genom von PVY ist unsegmentiert (monopartit) – das Kapsid beinhaltet einen RNA-Einzelstrang (en. ) positiver Polarität mit einer Länge von 10 kb (Nukleotidbasen). Diese genomische RNA beinhaltet eine nicht-translatierte 5'-terminale Region (5'-NTR oder 5'-UTR) sowie einen 3'-Poly-A-Schwanz.W. G. Dougherty, J. C. Carrington. (1988). Expression and function of potyviral gene products. In: Annu. Rev. Phytopathol., 26: S. 123–143, doi:10.1146/annurev.py.26.090188.001011Van der Vlugt, R., Allefs, S., De Haan, P. and Goldbach, R. (1989): Nucleotide sequence of the 3’-terminal region of potato virus YN RNA. In: J. Gen. Virol., 70, 1. Januar 1989, S. 229–233, doi:10.1099/0022-1317-70-1-229 Das Genom enthält einen einzelnen erweiterten offenen Leserahmen (en. ) und wirkt direkt als mRNA. Die 144 Nukleotide umfassende 5'-NTR ist besonders reich an Adenin-Basen und hat nur wenige Guanin-Basen. Anstelle einer konventionellen Cap-Struktur ist das 5'-NTR mit einem Protein (, VPg) assoziiert, das vermutlich als „Enhancer“ der Transkription wirkt.J. C. Carrington, D. D. Freed (1990): Cap-independent enhancement of translation by a plant potyvirus 5’ nontranslated region. In: J. Virol., 64: S. 1590–1597. doi:10.1128/JVI.64.4.1590-1597.1990, PMID 2319646,
Die 5'-Leader-Sequenz hat eine interne ribosomale Eintrittsstelle (, IRES) und cap-unabhängige Translationsregulationselemente (, CIREs →CITE).B. J. Dallaire, P. J. Charest, Y. Devantier, J.-F. Laliberté (1994): Evidence for an internal ribosome entry site within the 5' non- translated region of turnip mosaic potyvirus RNA. In: J. Gen. Virol., 75: S. 3157–3165, PMID 7964625, doi:10.1099/0022-1317-75-11-3157 Die IRES steuert die cap-unabhängige Translation durch einen ähnlichen Mechanismus wie bei Eukaryoten.M. Niepel, D. R. Gallie (1999): Identification and characterization of the functional elements within the tobacco etch virus 5' leader required for cap-independent translation. In: J. Gen. Virol., 79: S. 897–904, PMID 10516014, , doi:10.1128/JVI.73.11.9080-9088.1999 Der erweiterte offene Leserahmen kodiert für ein 350 kDa (Kilo-Dalton) an Polyprotein. Dieses Polyprotein ist ein Präkursor-Protein und wird durch Virus-eigene Proteasen (NIa, HC-Pro und P1) proteolytisch prozessiert, wodurch es eine ko- und posttranslationale Spaltung erfährt, durch die schließlich mehrere multifunktionale Proteine entstehen. Zu diesem Prozess gehören die folgenden Proteine: P1 (P1-Protein), HCPro (Helper Component Proteinase), P3 (P3-Protein), 6K1 (6-kDa-Protein 1), CI (Cylindrical Inclusion), 6K2 (6-kDa-Protein 2), VPg (Viral Protein genome-linked), NIaPro (Nuclear Inclusion Protein a, Proteinase domain), NIb (Nuclear Inclusion Protein b) und das CP (Coat Protein, Hüllprotein).
Wirte, Stämme und Symptome mini|Kartoffel, die Symptome der Kartoffelringfäule („Ringnekrose der Kartoffelknollen“, en. , PTNRD) zeigend mini|Symptome des Kartoffelvirus Y auf Nicotiana tabacum Es hat sich gezeigt, dass je nach Kartoffelsorte, Umweltfaktoren und Symptomen verschiedene Stämme und Isolate der Spezies PVY verantwortlich sein können.S. Delgado-Sanchez, Raymond G. Grogan| (1970). Potato virus Y. CMI/AAB Descriptions of plant viruses. Nr. 37. CMI/AAB, Kew, Surrey, England, 4 Seiten Typische Symptome sind Rauheit, Agglomeration (Zusammenkleben) und Verdrehen der Blätter sowie Falten des Blattrandes; Zwergwuchs; Nekrose der Blattvenen, nekrotische Flecken, Nekrose der Blätter und Stielstreifen. Die umfangreiche biologische, serologische und molekulare Variabilität von PVY-Isolaten macht ihre Klassifizierung als bestimmte Stämme besonders schwierig. Das Auftreten einer Vielzahl von Symptomen und das Auftauchen des nekrotischen Stammes PVYNTN (auch YNTN-Stamm)NCNI: Potato virus Y strain NTN (no rank) haben zu einer Suche nach zuverlässigeren Klassifizierungswerkzeugen als der einfachen serologischen Identifizierung geführt. Traditionell werden drei Hauptstämme von PVY anerkannt: PVYC (auch YC-Stamm)NCBI: Potato virus Y strain C (no rank), PVYN (oder YN-Stamm)NCBI: Potato virus Y strain N (no rank) und PVYO (alias YO-Stamm).NCBI: Potato virus Y strain O (no rank) und Potato virus Y strain YO (no rank)
PVYC, ursprünglich bekannt als Kartoffelvirus C (en. ), wurde als erstes erkannt und in den 1930er Jahren identifiziert.R. N. Salaman (1930). Virus diseases of potato: Streak. In: Nature 126, S. 241. PVYC induziert überempfindliche Reaktionen bei einer Vielzahl von Kartoffelsorten. Zu diesen Reaktionen gehört etwa die Bildung von milden Mosaikmustern oder Streifen (en. ).Stefan Flatken: [https://d-nb.info/983881103/34 d-nb.info Auftretern, Variabilität und Rekombination von Kartoffelviren unter besonderer Berücksichtigung des Kartoffelvirus Y (Potatovirus Y) in transgenen und nicht-transgenen Kartoffeln], Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, November 2006 Im Gegensatz zu den anderen Stämmen von PVY sind einige PVYC-Stämme durch Blattläuse nicht übertragbar (en. ).B. Blanco-Urgoiti, M. Tribodet, S. Leclere, F. Ponz, C. Perez dé San Roman, F. J. Legorburu, C. Kerlan. (1998): Characterization of potato potyvirus y isolates from seed potato batches. Situation of the NTN, Wilga and Z isolates. In: Eur. J. Pl. Path. 104, S. 811–819, doi:10.1023/A:1008698719645 Frühere Studien von Visser et al. identifizierten keines der Isolate auf der Nordhalbkugel der Erde als PVYC, aber es wurde berichtet, dass es in Südafrika vorkommt.Johan Christiaan Visser, Dirk Uwe Bellstedt, A. H. Rothmann: An assessment of recombination patterns in South African strains of potato virus Y (PVY). In: Archives of Virology; Wien Band 154, Nr. 12,Dezember 2009, Epub 28. Oktober 2009, S. 1891-900, doi:10.1007/s00705-009-0525-3A. A. Brunt (2001). Potyviruses. In: G. Loebenstein, P. H. Berger, A: A. Brunt, R. H. Lawson (Hrsg.): Virus and virus-like diseases of potatoes and production of seed-potatoes. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, S. 77–86.J. A. De Bokx, H. Huttinga (1981). Potato virus Y. In: CMI/AAB Descriptions of plant viruses. 37: Nr. 242. Wellesbourne, UK: Association of Applied Biologists, 6 Seiten. Via Web-Archiv vom 28. Oktober 2010.
Ein zweiter Stamm von PVY ist PVYN.Kenneth M. Smith, R. W. G. Dennis (1940): Some notes on suspected variant of Solanum virus 2 (Potato virus Y). In: Annals of Applied Biology. Band 27, Nr. 1, Februar 1940, doi:10.1111/j.1744-7348.1940.tb07478.x Dieser Stamm wurde zuerst bei Tabakpflanzen beschrieben, die in der Nähe von Kartoffelpflanzen wachsen.J. Crosslin, P. Hamm, P. Shiel, D. Hane, C. Brown, P. Berger (2005): Serological and Molecular Detection of Tobacco Veinal Necrosis Isolates of Potato Virus Y (PVYN) from Potatoes Grown in the Western United States. In: Amer. J. Pot. Res., 82, S. 263–269, doi:10.1007/BF02871955 PVYN verursacht im Allgemeinen milde Symptome an den Blättern und leichte oder keine Schäden an den Knollen, bei anfälligen Kartoffelsorten bewirkt es jedoch Blattnekrosen.
Der häufigste Stamm von PVY ist PVYO (Typusstamm). Die Infektion einer Kartoffelpflanze mit dem PVYO-Stamm führt zu leichten Knollenschäden, ggf. Mosaiksymptome, verursacht aber keine Blattnekrosen. Die Infektion einer Kartoffelpflanze mit dem Stamm PVYO führt zu leichten Knollenschäden und verursacht keine Blattnekrosen.N. Boonham, K. Walsh, M. Hims, S. Preston, J. North, I. Barker (2002): Biological and sequence comparisons of Potato virus Y isolates associated with potato tuber necrotic ringspot disease. In: Pl. Path. 51, S. 117–126, doi:10.1046/j.1365-3059.2002.00681.x
Sowohl PVYN als auch PVYO sind durch Blattläuse übertragbar und kommen in Südafrika vor.