Spinach latent virus, a new ilarvirus seed-borne in Spinacia oleracea

Abstract

During 1977 and 1978 an apparently new virus was isolated from samples of 12 out of 142 lots of spinach seed from a number of countries which did not produce symptoms in spinach. In one sample seed infection was over 50%. The virus was later found to be identical with a virus encoded GE36, earlier presumed to have been isolated from apple and pear (Van der Meer, 1968; Maat and Vink, 1971). It has now been further characterized and named spinach latent virus.

Seventeen out of 36 plant species tested were susceptible, most without producing symptoms.Myzus persicae did not transmit the virus, but rates of seed transmission in artificial hosts were high: 53% inCelosia cristata, over 90% inChenopodium quinoa, 30% inNicotiana rustica, 72% inN. tabacum ‘Samsun’, 90% in ‘White Burley’ and 94% in ‘Xanthi’. Infection is in the embryo. The virus can also be detected in dry seeds.

Purified virus contained three components sedimenting at 87, 98 and 108 S. In the electron microscope the virus particles were irregularly spherical and c. 27 nm in diameter. They were hard to detect in crude plant sap. Some particles were bacilliform. The buoyant density in cesium sulphate was 1.269×10³ kg.m⁻³. Five RNA components were detected having relative molecular masses of 1.30, 1.18, 0.91, 0.35 and 0.27×10⁶, respectively. To induce infection the three largest components are required plus the two smallest components or the coat protein. Molecular mass of the coat protein subunit was 28000. These characters are typical of ilarviruses.

The virus proved weakly immunogenic. An antiserum with a titre of 64 was produced. No serological differences could be found between the type isolate from spinach and GE36. The virus did not react with antisera to any of 36 spherical viruses and alfalfa mosaic virus.

Samenvatting

In 1977 kon uit 5 van de 43 en in 1978 uit 7 van de 99 getoetste partijen spinaziezaad afkomstig uit een aantal landen een klaarblijkelijk nieuw virus worden geïsoleerd zonder dat in de uit zulk zaad opgekweekte planten afwijkingen konden worden geconstateerd. Eén zaadherkomst was voor meer dan 50% geïnfecteerd. Het virus werd aangetoond in zaad van in totaal 12 verschillende spinazierassen. Tevens werd in enkele zaadmonsters komkommermozaïekvirus en in één het tabaksratelvirus aangetroffen.

Biologisch, biofysisch en serologisch onderzoek heeft aangetoond dat het virus identiek is aan een eerder onder de code-naam GE36 beschreven virus, dat naar eerst werd vermoed, via toetsplanten was geïsoleerd uit appel en peer. Dit virus is nu vooral aan de hand van het spinazie-isolaat Sp20-9 uitvoerig gekarakteriseerd en beschreven als hetlatente spinazievirus (‘spinach latent virus’). Zeventien van de 36 getoetste plantesoorten bleken vatbaar, de meeste echter symptoomloos. InChenopodium amaranticolor ontstonden karakteristieke, voornamelijk droge puntlesies en op de primaire bladeren vanPhaseolus vulgaris ‘Bataaf’ opvallende necrotische lokale lesies, terwijl inC. quinoa de systemische reactie meer opviel dan de lokale. Ook bieteblad reageerde soms met lokale symptomen.

De houdbaarheid van het infectievermogen in uitgeperst plantesap was bij verdunning 10³–10⁴, bij verhitting 60–65°C, en bij bewaring 4–5 dagen en éénmaal zelfs langer dan 13 dagen.

MetMyzus persicae kon het virus niet op non-persistente wijze worden overgebracht. Zaadoverdracht werd ook aangetoond bij vier van de zes hierop onderzochte kunstmatige waardplanten. BijC. quinoa enN. tabacum ‘White Burley’ en ‘Xanthi’ bedroeg dit percentage zaadoverdracht zelfs meer dan 90. GE36 ging minder gemakkelijk over met zaad.

Zuivering door butanol-klaring, differnetiële en dichtheidsgradiëntcentrifugering leverde aanvankelijk nog met celbestanddelen verontreinigd virus op. Afzondering van de viruszone, concentrering en verdere dichtheidsgradiëntcentrifugering verschafte echter zeer zuiver virus. Dit virus sedimenteerde in een suikergradiënt in twee zones en bij lage concentratie in drie zones. De drie componenten hadden sedimentatiecoëfficienten van 87, 98 en 108 S. De zweefdichtheid van het virus in een cesiumsulfaatgradiënt bedroeg 1,269×10³ kg. m⁻³.

Bij polyacrylamidegel-elektroforese ontstonden vijf nucleïnezuurbanden, elk bestaand uit RNA met een relatieve moleculaire massa van respectievelijk 1,30, 1,18, 0,91, 0,35 en 0,27 × 10⁶. De moleculaire massa van het eiwit bedroeg 28000. Intacte deeltjes verplaatsten zich in 2,5% polyacrylamide-gel als twee banden.

Met de elektronenmicroscoop konden virusdeeltjes met moeite in ruw sap worden waargenomen, wel echter iets beter na fixatie en gemakkelijk in gezuiverde preparaten. De deeltjes waren onregelmatig van vorm, c. 27 nm in diameter, en soms bacilvormig.

Bij infectieproeven met de verschillende groepen RNA-componenten en viruseiwit verkregen na SDS-afbraak bleek dat voor infectie de componenten 1, 2 en 3 nodig zijn tezamen met de componenten 4 en 5 òf het eiwit.

Het virus bleek slechts zwak immunogeen (antiserumtiter 64) en in agargel vormden zich tenminste twee lijnen, indien de agar was bereid in een fysiologische zoutoplossing, doch slechts één lijn indien de agar was bereid in 0,05 M fosfaat-citroenzuurbuffer pH 7. Het bleek serologisch identiek aan GE36 en was niet verwant aan 36 verschillende bolvormige plantevirussen en aan luzernemozaïekvirus.

De relatieve moleculaire massa's van de RNA-componenten, de uniforme zweefdichtheid in cesiumsulfaat, de aantoonbaarheid van meer dan één component in polyacrylamide-gel en bij suikergradiëntcentrifugering, het tripartite genoom en de eiwitafhankelijkheid ervan voor infectie, alsmede de onregelmatige deeltjesvorm en de kleine aantallen bacilvormige deeltjes rechtvaardigen plaatsing van het virus in de ilarvirusgroep.