Two cases of non-host resistance against potyviruses operating at the single cell level

• Published in: Journal of phytopathology 1998-12, Vol.146 (11/12), p.623-629
• Main Authors: Bak, S, Poulsen, G.B, Albrechtsen, M
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Biological and medical sciences; disease resistance; epidermis; experimental infections; Fundamental and applied biological sciences. Psychology; host plants; incompatibility; infection; Key words; leaves; mesophyll; Microbiology; Nicotiana tabacum; nonhost resistance; Pathology. Damages, economic importance; Pea seed-borne mosaic virus; Phytopathology. Animal pests. Plant and forest protection; Pisum sativum; plant diseases and disorders; Plant viruses and viroids; Potato virus Y; Potyvirus; potyviruses; protoplasts; Replicative cycle, interference, host-virus relations, pathogenicity, miscellaneous strains; RNA; Virology; virus replication
• ISSN: 0031-9481; 0931-1785; 1439-0434
• DOI: 10.1111/j.1439-0434.1998.tb04764.x

Nonhost resistance of plants against viruses is a very common but poorly understood phenomenon. In this study Nicotiana tabacum L. and pea seed‐borne mosaic potyvirus (PSbMV) were chosen as a model system for a closer examination of nonhost resistance. Nicotiana tahacum was confirmed to be a nonhost for PSbMV by mechanical inoculations followed by analysis by enzyme‐linked immunosorbent assay and by immunofluorescence staining of mesophyll and epidermal protoplasts isolated from inoculated leaves. When tobacco protoplasts were inoculated with PSbMV virions or genomic RNA, only very few eells became infected. On the other hand, both PSbMV virions and genomic RNA could infeet protoplasts from the host plant Pisum sativum L. In parallel experiments, virions of another potyvirus, potato virus Y (PVY), infected tobacco protoplasts but not protoplasts from pea, a nonhost for PVY. The results suggest, that the inabihty of PSbMV to infect tobacco, and of PVY to infect pea, is at least partly caused by a failure of virus replication in the inoculated cells. Zusammenfassung Die Resistenz von Nicht‐Wirtspflanzen gegen Viren ist weit verbreitetes Phänomen, über das jedoch nicht sehr viel bekannt ist. Als Modellsystem für eine genauere Untersuchung dieser Resistenz wählten wir Nicotiana tabacum und das Pea seedborne mosaic potyvirus (PSbMV). DaßN. tabacum keine Wirtspflanze des PSbMV ist, wurde durch mechanische Inokulationen gezeigt, auf die Untersuchungen durch ELISA und Immunfluoreszenz (IF)‐Färbungen von inokulierten Blättern isolierter Mesophyll‐ und Epidermispro‐toplasten folgten. Nach einer Inokulation von Tabakpro‐toplasten mit PSbMV‐Virionen oder genomischer RNA wurden nur sehr wenige Zellen befallen. Sowohl PSbMV‐Virionen als auch genomische RNA konnten jedoch Protoplasten der Wirtspflanze Pisum sativum infizieren. In Parallelversuchen infizierten Virionen des Potato virus Y (PVY), eines anderen Potyvirus, Tabakprotoplasten, nicht aber Protoplasten der Erbse, einer Nicht‐Wirtspflanze des PVY. Das Unvermögen von PSbMV, Tabak zu infizieren, und von PVY, Erbsen zu infizieren, geht unseren Ergebnissen zufolge mindestens teilweise auf die Unmöglichkeit der Virusreplikation in den inokulierten Zellen zurück.