El Amarilleo de las cucurbitáceas : diagnóstico y microscopía de las relaciones virus-planta y virus-vector

L' ENGROGUIMENT DE LES CUCURBITÀCIES: DIAGNÓSTIC I MICROSCOPIA DE LES RELACIONS VIRUS-PLANTA I VIRUS-VECTOR La malaltia de l'engroguiment de les cucurbitàcies, de gran importància, en els cultius del sud-est espanyol, està produïda per dos Closteroviridae transmesos per mosques blanques, el virus del fals engroguiment de la remolatxa (BPYV) i el virus de l'engroguiment enanitzant de les cucurbitàcies (CYSDV). BPYV és transmès específicament i de forma semipersistent per Trialeurodes vaporariorum (Westwood) i CYSDV per Bemisia tabaci (Gennadius). En els darrers anys, encara que s'ha produït un gran avenç en el coneixement a escala molecular, alguns dels aspectes de la relació virus-planta i virus-vector són encara desconeguts. L' objecte d'aquest treball ha estat l'estudi de les relacions que BPYV i CYSDV estableixen amb les cucurbitàcies i les mosques blanques per ajustar-lo a un dels models virus-planta-vector descrit. Es varen establir tres grups d'estudis: (i) en el primer, destinat a l'establiment d'una tècnica de diagnòstic i a la propagació de BPYV i CYSDV, durant dos anys es varen realitzar mostreigs dirigits a plantes amb símptomes d'engroguiment en cultius protegits de meló i cogombre del sud-est espanyol i en cultius de meló a l'aire lliure de la zona de Lleida, varen evaluar-se distintes tècniques de diagnòstic i es realitzaren assaigs de transmissió amb els vectors, (ii) en el segon grup varen abordar-se les realcions virus-planta, mitjançant estudis citopatològics i de localització en els que va assajar-se immunomarcatge amb or coloidal (IGL) i hibridació in situ (ISH) amb sondes d'ARN i (iii) en el tercer varen estudiar-se les relacions virus-vector, mitjançant comparació de l'anatomia interna de T.vaporariorum i de B. tabaci relacionada amb la transmissió, varen assajar-se dues tècniques d'inclusió en resina per IGL i es realitzaren proves de IGL i ISH.En el sud-est espanyol, l'engroguiment està associat amb BPYV i CYSDV, detectant-se aquest darrer en un major nombre de mostres. En canvi, a l'àrea de Lleida, aquests virus no es detecten i únicament trobem virus transmesos per pugons,essent el virus del mosaic del cogombre (CMV) el més abundant, juntament amb el virus del mosaic de la sindria soca 2 (WMV-2) i el virus del mosaic groc del carbassó (ZYMV). En aquesta zona, els casos d'engroguiment no associats a virus són majors quan les mostres són recollides al final del cultiu. Els estudis citopatològics realitzats amb BPYV i CYSDV mostraren la presència d'alteracions a les cèl.lules del floema, a les que es va observar la proliferació de vesícules membranoses citoplasmàtiques amb distinta morfologia, grans agregats de partícules virals, hipertròfia en mitocòndries i la desorganització de les membranes dels cloroplasts. Cap dels virus estudiats produeix la formació de dipòsits cònics de material electrodens a la zona del plasmalema característics del virus de l'engroguiment infecciós de l'enciam (LIYV), membre tipus dels Crinivirus. Els resultats de les proves de IGL i IHS varen confirmar la limitació d'aquests virus al floema. Les proteïnes de coberta de CYSDV i LIYV es varen detectar en el citoplasma de les cél.lulas acompanyants del floema; i mitjançant ISH, BPYV i CYSDV varen localitzar-se en el citoplasma d'aquestes cèl.lules.El canal alimentari de T. vaporariorum presenta unes característiques anatòmiques semblants a les descrites i observades a B. tabaci, de manera que les diferències en el seu comportament com a insectes vectors no poden explicar-se amb aquest tipus d'observacions. Les proves d' IGL mostraren la localització tant de CYSDV com de LIYV en els trams inicials del canal alimentari i de l'intestí anterior del seu insecte vector, B. tabaci, descartant-se la possible circulació d'aquests virus a l'interior del cos de l' insecte. En base als resultats obtinguts, el model de transmissió que més s'ajusta a la transmissió semipersistent dels Crinivirus per mosques blanques és el de ingestió-regurgitació.EL AMARILLEO DE LAS CUCURBITÁCEAS: DIAGNÓSTICO Y MICROSCOPÍA DE LAS RELACIONES VIRUS-PLANTA Y VIRUS-VECTOR La enfermedad del amarilleo de las cucurbitáceas, de gran importancia en los cultivos del sudeste español, está producida por dos Closteroviridae transmitidos por moscas blancas, el virus del falso amarilleo de la remolacha (BPYV) y el virus del amarilleo enanizante de las cucurbitáceas (CYSDV). BPYV es transmitido específicamente y de modo semipersistente por Trialeurodes vaporariorum (Westwood) y CYSDV por Bemisia tabaci (Gennadius). En los últimos años, aunque se ha producido un gran avance en el conocimiento a escala molecular, algunos de los aspectos de la relación virus-planta y virus-vector son todavía desconocidos. El objeto de este trabajo ha sido el estudio de las relaciones que BPYV y CYSDV establecen con las cucurbitáceas y las moscas blancas para ajustarlo a uno de los modelos virus-planta-vector descrito. Se abordaron tres grupos de estudios: (i) en el primero, destinado al establecimiento de una técnica de diagnóstico y a la propagación de BPYV y CYSDV, durante dos años se realizaron muestreos dirigidos a plantas con síntomas de amarilleo en cultivos protegidos de melón y pepino del sudeste español y en cultivos de melón al aire libre de la zona de Lleida, se evaluaron distintas técnicas de diagnóstico y se realizaron ensayos de transmisión con los vectores, (II) en el segundo se abordaron las relaciones virus-planta, mediante estudios citopatológicos y de localización en los que se ensayó inmunomarcaje con oro coloidal (IGL) e hibridación in situ (ISH) con sondas de ARN; y (III) en el tercero se estudiaron las relaciones virus-vector, se realizó un estudio comparativo de la anatomía interna de T.vaporariorum y de B. tabaci relacionada con la transmisión, se ensayaron dos técnicas de inclusión para IGL y se realizaron pruebas de IGL e ISH.En el sudeste español, el amarilleo está asociado con BPYV y CYSDV, detectándose este último en un mayor número de muestras. En cambio, en el área de Lleida, éstos virus no se detectan y únicamente están presentes virus transmitidos por pulgones, siendo el virus del mosaico del pepino (CMV) el más abundante, junto con el virus del mosaico de la sandía cepa 2 (WMV-2) y el virus del mosaico amarillo del calabacín (ZYMV). En esta zona, los casos de amarilleo no asociados a virus son mayores cuando las muestras son recogidas al final del cultivo. Los estudios citopatológicos realizados con BPYV y CYSDV mostraron la presencia de alteraciones en las células del floema, en las que se observó la proliferación de vesículas membranosas citoplasmáticas con distinta morfología, grandes agregados de partículas virales, hipertrofia en mitocondrias y la desorganización de las membranas de los cloroplastos. Ninguno de los virus estudiados produce la formación de depósitos cónicos de material electrodenso en la zona del plasmalema característicos del virus del amarilleo infeccioso de la lechuga (LIYV), miembro tipo de los Crinivirus. Los resultados de las pruebas de IGL e IHS confirmaron la limitación de estos virus al floema. Las proteínas de cubierta de CYSDV y LIYV se detectaron en el citoplasma de las células acompañantes del floema; y mediante ISH, BPYV y CYSDV se localizaron en el citoplasma de estas células.El canal alimentario de T. vaporariorum presenta unas características anatómicas semejantes a las de B. tabaci, por lo que las diferencias en su comportamiento como insectos vectores no se pueden explicar con este tipo de observaciones. Las pruebas de IGL mostraron la localización tanto de CYSDV como de LIYV en los tramos iniciales del canal alimentario y del intestino anterior de su insecto vector, B. tabaci, descartándose la posible circulación de estos virus en el interior del cuerpo del insecto. En base a los resultados obtenidos, el modelo de transmisión que más se ajusta a la transmisión semipersistente de los Crinivirus por moscas blancas es el de ingestión-regurgitación.CUCURBITS YELLOWING: DIAGNOSIS AND MICROSCOPY OF VIRUS-HOST AND VIRUS-VECTOR RELATIONSHIPSCucurbit yellowing disease, specially important in souteastern Spain, is caused by two Closteroviridae transmitted by whiteflies, Beet pseudo-yellows virus (BPYV) and Cucurbit yellow stunting disorder virus (CYSDV). BPYV is transmitted specifically in a semipersistent manner by Trialeurodes vaporariorum (Westwood) (Homoptera:Aleyrodidae) and CYSDV by Bemisia tabaci (Gennadius). In recent years, despite much progress in their knowledge at molecular level, some aspects of the relationships between viruses and their host, and vectors remain still unknown. The objective of this work was to study the relationships of BPYV and CYSDV with cucurbits and with whiteflies to adjust a described virus-host-vector model. Three groups of experiences were envisaged. (I) In the first one, with the goal to find a suitable procedure for detection of BPYV and CYSDV and to propagate these viruses, cucumber and melon plants with yellowing symptoms from southeastern Spain greenhouses and from melon crops growing open field in Lleida basin were collected for two years; different detection techniques were tested and vector transmission assays were made. (II) In the second one, virus-host relations were envisaged through cytopathological and localisation, by immunogold labelling (IGL) and in situ hibridisation (ISH) with ARN probes, studies. (III) And in the third group, virus-vector relationships were studied, a comparative study of the alimentary canal, that is related with virus transmission, of T. vaporariorum and B. tabaci was made; two embedding protocols for IGL were compared; and IGL and ISH were made.In southeastern Spain, yellowing symptoms are associated with BPYV and CYSDV infections. The number of CYSDV infected samples was larger than BPYV ones. In Lledia basin, BPYV and CYSDV were not detected, although aphid-transmitted viruses are present. Cucumber mosaic virus (CMV), Watermelon mosaic virus-2 (WMV-2) and Zucchini yellows mosaic virus (ZYMV) were the most abundant viruses found. Herein, the number of yellowing plants testing negative was higher when surveys were conducted at the end of the growing season.Ultrastructural changes induced by BPYV and CYSDV were detected in phloem cells, exhibiting formation of membranous cytoplasmic vesicles with different morphology, accumulation of virus particles in large masses, hypertrophied mitochondrion and degeneration of chloroplasts. No conical electrondense plasmalemma deposits, typical of Lettuce infectious yellows virus (LIYV) -the type member of the genus Crinivirus-; were observed in BPYV and CYSDV infections. IGL and ISH analyses confirmed that BPYV and CYSDV are phloem-limited. CYSDV and LIYV coat proteins were detected in the cytoplasm of companion cells cytoplasm; and by ISH, BPYV and CYSDV were localised in the cytoplasm.The alimentary canal of T. vaporariorum shows anatomical characteristics similars to those of B. tabaci, so their different vector behaviour could not be explained with this kind of observations. CYSDV and LIYV are detected in the initial part of the alimentary canal and foregut of B. tabaci, thus excluding the possible circulation of these viruses in the vector's body.The data obtained suggest that the most adapted transmission model to whiteflies transmitted Crinivirus in a semipersistent manner is the ingestion-regurgitation model, although some factors involved in this process are still unknown