Progress in Plant Protection

Using RT-PCR assay for the detection of Brome mosaic virus (BMV) in cereal leaf beetle (Oulema melanopus L.)
Zastosowanie techniki RT-PCR do wykrywania wirusa mozaiki stokłosy (Brome mosaic virus, BMV) w skrzypionce zbożowej (Oulema melanopus L.)

Katarzyna Trzmiel, e-mail: k.trzmiel@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin - Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Wirusologii i Bakteriologii, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polska

Beata Wielkopolan, e-mail: b.wielkopolan@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin - Państwy Instytut Roślin, Zakład Metod Prognozowania i Rejestracji Agrofagów , Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polska

Marzena Lewandowska, e-mail: marzen.lewandowska@gmail.com

Instytut Ochrony Roślin - Państwowy Instytut Badawczy, Bank Patogenów Roślin i Badania ich Różnorodności, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polska
Abstract

Brome mosaic virus (BMV) is spherical virus belonging to Bromovirus genera in Bromoviridae family. In Poland the virus was detected and described for the first time in wheat (Triticum aestivum L.) in 1997. In 2013 its presence was confirmed in triticale (× Triticosecale Wittm. ex A. Camus) and for the first time in maize (Zea mays L.). BMV is transmitted by vectors: mainly beetles (several species of Oulema and Phylotrella genera) and mechanically. The virus induce leaf mosaic of infected plants and reduce plant height and weight. The incidence of the disease is closely correlated with the beetles number. The existing literature data do not contain any information on the vectors infectivity in Poland. The specific primers and RT-PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction) conditions were developed for the detection of BMV in its vector – cereal leaf beetle (Oulema melanopus L.). They can be used in the studies on the evaluation of caught beetles infectivity which will allow estimate the real risk of the disease.


Wirus mozaiki stokłosy (Brome mosaic virus, BMV) jest sferycznym wirusem należącym do rodzaju Bromovirus w rodzinie Bromoviridae. W Polsce wirus ten po raz pierwszy wykryto i opisano w pszenicy w 1997 roku, a w 2013 roku jego obecność potwierdzono w pszenżycie i po raz pierwszy w kukurydzy. Wirus jest przenoszony przez wektory, głównie skrzypionki (kilka gatunków z rodzajów: Oulema i Phylotrella) oraz mechanicznie. Powoduje mozaikę liści, obniżenie wzrostu i masy porażonych roślin. Nasilenie występowania choroby jest ściśle skorelowane z liczebnością skrzypionek. Dotychczasowe dane literaturowe nie zawierają informacji na temat infekcyjności wektorów na terenie Polski. Dzięki opracowaniu specyficznych starterów oraz warunków reakcji odwrotnej transkrypcji i łańcuchowej polimerazy (RT-PCR − reverse transcription-polymerase chain reaction), wykazano przydatność tej techniki do wykrywania BMV w jego wektorze – skrzypionce zbożowej (Oulema melanopus L.). Może ona być wykorzystywana w badaniach nad oceną infekcyjności odłowionych skrzypionek, co pozwoli oszacować realne zagrożenia wystąpienia choroby.


Key words
BMV; RT-PCR; vector; detection; wektor; wykrywanie
References

Canning E.S.G., Penrose M.J., Barker I., Coates D. 1996. Improved detection of barley yellow dwarf virus in single aphids using RT-PCR. Journal of Virological Methods 56: 191–197.

Daamen R.A., Stol W. 1993. Surveys of cereal diseases and pests in the Netherlands. Occurrence of insect pests in winter wheat. Netherlands Journal of Plant Pathology 99: 51–56.

Gadiou S., Ripl J., Jaňourová B., Jarošová J., Kundu J.K. 2012. Real-time PCR assay for the discrimination and quantification of wheat and barley strains of Wheat dwarf virus. Virus Genes 44: 349–355.

Hall T.A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium Series 41: 95–98.

http://frodo.wi.mit.edu/primer3 [Accessed: 10.11.2014].

Jeżewska M., Wieczorek M. 1999. Some properties of an isolate of Brome mosaic virus. Phytopathologia Polonica 17: 23–30.

Kostov K. 2001. Breeding wheat lines for host-plant resistance to cereal leaf beetle by using the cross mutation method. Bulgarian Journal of Agricultural Science 7: 7–14.

Lane L.C. 1977. Brome mosaic virus. CMI/AAB. Description of Plant Viruses, No. 180, (No. 3 revised), 4 pp.

Manurung B., Witsack W., Mehner S., Grüntzig M., Fuchs E. 2004. The epidemiology of Wheat dwarf virus in relation to occurence of the leafhopper Psammotettix alienus in Middle-Germany. Virus Research 100: 109–113.

Mehner S., Manurung B., Grüntzig M., Habekuss A., Witsack W., Fuchs E. 2003. Investigations into the ecology of the Wheat dwarf virus (WDV) in Saxony-Anhalt, Germany. Journal of Plant Disease and Protection 110 (4): 313–323.

Mise K., Pocsai E. 2004. Brome mosaic. p. 735–739. In: “Viruses and Virus Diseases of Poaceae (Gramineae)” (H. Lapierre, P.A. Signoret, eds.). INRA, Paris, 857 pp.

Pocsai E. 1987. Effect of brome mosaic virus infection of the plant height and weight of cereals at their early stages of growth. Cereal Research Communication 15 (2–3): 167–174.

Pospieszny H., Budziszewska M., Hasiów-Jaroszewska B., Obrępalska-Stęplowska A., Borodynko N. 2010. Biological and molecular characterization of Polish isolates of Tomato torrado virus. Journal of Phytopathology 158: 56–62.

Power A.G., Seaman A.J., Gray S.M. 1991. Aphid transmission of barley yellow dwarf virus: Inoculation access periods and epidemiological implications. Phytopathology 81 (5): 545–548.

Ratti C., Budge G., Ward L., Clover G., Rubies-Autonell C., Henry C. 2004. Detection and relative quantitation of Soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV) and Polymyxa graminis in winter wheat using real-time PCR (TaqMan®). Journal of Virological Methods 122: 95–103.

Rosen S., Skaletski H.J. 2000. Primer3 on the WWW for general use and for biologist programmers. p. 365–386. In: “Bioinformatics Methods and Protocols: Method in Molecular Biology” (S. Krawetz, S. Misenes, eds.). Totowa/New Jersey, Humana Press, 500 pp.

Stilmant D. 1995. Population dynamics of cereal leaf beetles, Oulema melanopus L. and O. lichenis Voet (Coleoptera: Chrysomelidae), on wheat fields in southern Belgium. Belgian Journal of Zoology 125: 199–205.

Strażyński P., Ruszkowska M., Jeżewska M., Trzmiel K. 2011. Evaluation of the autumn infection of winter barley with barley yellow dwarf viruses transmitted by anholocyclic forms of bird cherry-oat aphid Rhopalosiphum padi L. in Poland. Journal of Plant Protection Research 51 (3): 314–321.

Szabolcs J., Gáborjányi R. 1991. Brome mosaic virus transmission by cereal leaf beetle (Oulema melanopus, Coleoptera, Chrysomelidae). Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica 26 (1–2): 203–206.

Trzmiel K., Szydło W., Zarzyńska-Nowak A., Jeżewska M. 2015. First report of Brome mosaic virus (BMV) and Wheat streak mosaic virus (WSMV) co-infection in triticale plants in Poland. Plant Disease 99 (9), p. 1290.

Trzmiel K., Zarzyńska-Nowak A., Lewandowska M., Szydło W. 2015. Identification of new Brome mosaic virus (BMV) isolates systemically infecting Vigna unguiculata L. European Journal of Plant Pathology, nieopublikowane.

Ulrich W., Czarnecki A., Kruszynski T. 2004. Occurrence of pest species of the genus Oulema (Coleoptera: Chrysomelidae) in cereal fields in Northern Poland. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities 7 (1), p. 4.

Walczak F., Babilas W., Piekarczyk K., Małachowska D., Lewartowski R., Kagan F., Grajek E., Melosik A., Grendowicz L., Romankow-Żmudowska A. 1987. Stan fitosanitarny roślin uprawnych w Polsce w 1986 roku i spodziewane wystąpienie agrofagów w 1987 roku. Broszura upowszechnieniowa. Instytut Ochrony Roślin, Poznań, p. 9.

Walczak F., Mrówczyński M., Wachowiak H. 1999. Skrzypionki zbożowe i ich zwalczanie. Ochrona Roślin 6: 10–12.

Wilson M.C., Treece R.E., Shade R.E. 1969. Impact of cereal leaf beetle larvae on yields of oats. Journal of Economic Entomology 62: 699–702.

www.ncbi.nlm.nih.gov/blastn [Accessed: 10.11.2014].

Progress in Plant Protection (2015) 55: 494-497
First published on-line: 2015-10-09 10:55:14
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2015-082
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list