Cross-protection between different pathotypes of Pepino mosaic virus representing Chilean 2 genotype

Viral cross-protection in plants is a phenomenon, where a mild virus isolate can protect plants against damage caused by a severe challenge isolate of the same virus. It has been used on a large scale in cases where no resistant plants are available. We examined differences in cross-protection between pathotypes of Pepino mosaic virus representing Chilean 2 genotype. The potential of a mild PepMV-P22 isolate to protect tomato against more aggressive challenge isolates causing yellowing and necrotic symptoms was established. The challenge isolates were PepMV-P5-IY (yellowing), PepMV-P19 (necrotic) and PepMV-P22 K67E (artificial necrotic mutant of PepMV-P22 which differ from PepMV-P22 only by a point mutation). Efficient cross-protection was obtained using mild PepMV-P22 against PepMV-P5-IY. After a challenge inoculation with PepMV-P19 or PepMV-P22 K67E symptoms severity were significantly reduced in comparison to non-protected plants; however, necrotic symptoms appeared two months after coinfection. The real-time PCR analysis revealed that the level of accumulation of the necrotic isolate in tomato plants was even 5–7 times higher than that of PepMV-P22.

Zjawisko ochrony krzyżowej (ang. cross-protection) zachodzi tylko pomiędzy izolatami pokrewnymi danego gatunku wirusa. Polega ono na celowym zakażeniu roślin bardzo łagodnym izolatem wirusa (izolat ochronny), aby chronić je przed innym, ostrym izolatem tego samego wirusa (izolat konkurencyjny). W prezentowanej pracy analizowano potencjał wykorzystania łagodnego izolatu (PepMV-P22) wirusa mozaiki pepino (Pepino mosaic virus, PepMV) do ochrony roślin pomidora przeciwko innym izolatom, powodującym zróżnicowane objawy na roślinach. Jako izolaty konkurencyjne wykorzystano: PepMV-P5-IY (żółtaczkowy), PepMV-P19 (nekrotyczny) oraz PepMV-P22 K67E (mutant nekrotyczny, różniący się jedynie pojedynczą mutacją od PepMV-P22). Zjawisko ochrony krzyżowej zachodziło efektywnie w przypadku wykorzystania PepMVP22 przeciwko PepMV-P5-IY. W przypadku PepMV-P19 oraz PepMV-P22 K67E ochrona krzyżowa została przełamana, jednakże symptomy były mniej intensywne i pojawiły się później niż u roślin, u których nie stosowano ochrony krzyżowej. Ponadto analiza realtime PCR wykazała, że akumulacja wirusa w przypadku nekrotycznych wariantów była około 5–7 razy większa w porównaniu z łagodnym izolatem wirusa.