Mal de Río Cuarto virus infection causes hormone imbalance and sugar accumulation in wheat leaves

Background: Mal de Río Cuarto virus (MRCV) infects several monocotyledonous species including maize and wheat. Infected plants show shortened internodes, partial sterility, increased tillering and reduced root length. To better understand the molecular basis of the plant-virus interactions leading to these symptoms, we combined RNA sequencing with metabolite and hormone measurements. Results: More than 3000 differentially accumulated transcripts (DATs) were detected in MRCV-infected wheat plants at 21 days post inoculation compared to mock-inoculated plants. Infected plants exhibited decreased levels of TaSWEET13 transcripts, which are involved in sucrose phloem loading. Soluble sugars, starch, trehalose 6-phosphate (Tre6P), and organic and amino acids were all higher in MRCV-infected plants. In addition, several transcripts related to plant hormone metabolism, transport and signalling were increased upon MRCV infection. Transcripts coding for GA20ox, D14, MAX2 and SMAX1-like proteins involved in gibberellin biosynthesis and strigolactone signalling, were reduced. Transcripts involved in jasmonic acid, ethylene and brassinosteroid biosynthesis, perception and signalling and in auxin transport were also altered. Hormone measurements showed that jasmonic acid, brassinosteroids, abscisic acid and indole-3-acetic acid were significantly higher in infected leaves. Conclusions: Our results indicate that MRCV causes a profound hormonal imbalance that, together with alterations in sugar partitioning, could account for the symptoms observed in MRCV-infected plants.Fil: de Haro, Luis Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Arellano, Sofía Maité. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Novák, Ondrej. Univerzita Palack; República ChecaFil: Feil, Regina. Max Planck Institute Of Molecular Plant Physiology; AlemaniaFil: Dumón, Analía Delina. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Fitopatologia y Modelizacion Agricola. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Unidad de Fitopatologia y Modelizacion Agricola.; ArgentinaFil: Mattio, Maria Fernanda. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Fitopatología y Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Tarkowská, Danuse. Univerzita Palack; República ChecaFil: Llauger, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Strnad, Miroslav. Univerzita Palack; República ChecaFil: Lunn, John E.. Max Planck Institute Of Molecular Plant Physiology; AlemaniaFil: Pearce, Stephen. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Figueroa, Carlos Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: del Vas, Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin