A Reexamination of the Effectiveness of Ribavirin on Eradication of Viruses in Potato Plantlets in vitro Using ELISA and Quantitative RT-PCR

The potato plantlets singly infected by PVA, PLRV, PVS, PVX and PVY and mix-infected by PVM, PVS and PVY were cultured on MS medium with different concentration of ribavirin. The effects of ribavirin on growth of the plantlets and efficiency of virus elimination were investigated. Results showed that the plant height and fresh weight obviously decreased with increase of ribavirin concentration from 0 mg/L to 150 mg/L, and most of the plantlets could not survive when the concentration reached 200 mg/L. According to the ELISA tests, ribavirin was more efficient for eradicating PVA, PVM, PVS and PVX than PVY and PLRV, and healthy plantlets could be obtained with high frequency (up to 100 %) by culturing with 75?~?150 mg/L ribavirin after 2?~?3 subcultures. Whereas, only 33?~?66 % PVY and PLRV infected plantlets were found to be virus-free after 3 subcultures with 75?~?150 mg/L ribavirin. The results of quantitative RT-PCR (qPCR) indicated that ribavirin could obviously reduce virus content in the plantlets. Except PLRV was detected positive after 3 subcultures with ribavirin, the healthy seedlings were obtained from infected stocks at the first or end of propagation and no viruses could be detected at the post-eradication stage. No apparent difference of genetic variation resulted from ribavirin treatment was found by SSR analysis between the control and the treated plantlets. All of these results above proved that ribavirin treatment in vitro was an effective method to eliminate viruses in the propagation of potato.     

The Rate of Virus Spread in New Potato Cultivars in the North of Poland

The aim of this research was to assess the rate of increase in the level of tuber infection by PVY, PVM, and PLRV during three consecutive years of multiplication in the field for 17 new cultivars registered in Poland in 2009–2011 and for two cultivars not listed in the registry but popularly cultivated. The research was conducted in Bonin near Koszalin (north-western Poland) in 2010–2013. Tuber infection was assessed using DAS ELISA in a grow-out test in the winter-spring period. Among the 19 cultivars examined, eight had high resistance to PVY (above grade 8 on a scale of 1–9); during the 3-year research period, they were not infected. Also, cv. Gawin seemed more resistant than previously assumed. In contrast, cvs. Hermes and Sylvana, which were rated in the Netherlands as quite resistant, were clearly very susceptible (grade 3–4) in Polish conditions, as within 2 years 100% of tubers were infected with this virus. The greatest susceptibility to PVM was shown by cvs. Danuta and Stasia, 50% of which were infected, despite moderate exposure to the virus. Cultivars Zenia, Etiuda, Jubilat, and Viviana appeared very resistant to PVM as the number of infected tubers did not exceed 5%. PVM was not detected in the tubers of cvs. Bursztyn, Gustaw, and Legenda, which confirmed that these cultivars possess the Rm gene. Not all cultivars regarded susceptible (grade 3–4) to PLRV were infected. The virus was not found in tubers of cv. Bursztyn, while in cv. Hermes, assessed in the Netherlands as being quite resistant, almost 40% of tubers were infected.     

Efficacy of Mineral Oil-Insecticide Mixtures for Protection of Potato Tubers Against PVY and PVM

The impact of a dozen mixtures of the most commonly applied aphicides: Mospilan 20 SP (acetamiprid), Pirimor 500 (pirimicarb) and Karate Zeon 050 CS (lambda-cyhalothrin), combined with the mineral oil Sunspray 850 EC, was researched in field conditions to assess their effectiveness in limiting potato tuber PVY, PVM and PLRV infection. In spite of the greatest reduction in the number of aphids occurring following application of Mospilan 20 SP, this treatment was not as effective in limiting PVY infection as, for example, applying Sunspray 850 EC mineral oil. Mineral oil, when used on its own or in a mixture with Pirimor 500 WG, was found to be the most effective measure for limiting PVY infection (the incidence of tubers infested with PVY was reduced by 64 % relative to control, i.e. no protection). A slightly weaker effect was observed in the case of a combination of the mineral oil with full doses of Karate Zeon 050 CS with a half of a dose of Mospilan 20 SP insecticide, however only for protection against PVY. A similar trend was observed for PVM even though a significant difference was only observed for Sunspray 850EC?+?Pirimor 500WG. In conclusion, the application of insecticide mixtures with mineral oil in protecting against PVY infection is not always as effective as the application of the oil itself only. Addition of the insecticide may sometimes improve the efficacy of protection, however, due to the extra costs involved, not always does it have to be economical.     

Ultramicro-ELISA with a fluorogenic substrate for detection of potato viruses

Summary A double-antibody ELISA is described in which polystyrene-covered polyvinylchloride plates with 10 μl test volume in the wells are used as a solid phase. A fluorogenic substrate, 4-methylum-belliferyl phosphate is used instead of a colorigenic substrate. The plates are loaded with 10 μl samples by using a 50-channel micropipette and fluorescence units read at 0.16 mm thickness with a special measuring device. The practicability and sensitivity of the method are exemplified by the detection of potato viruses X, Y and M (secondary infections) and potato leafroll virus (primary infections), in leaf and tuber extracts. Ultramicro-ELISA is as reliable in detecting the viruses as the standard ELISA. Because of the very small volumes used in the wells, chemicals, antibodies and alkaline phosphatase are reduced by 95% as compared with the standard test.

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Zusammenfassung Es wird ein Ultramikro-ELISA in der Form eines Doppelantik?rper-ELISA (Clark & Adams, 1977) beschrieben, in dem als feste Phase polystyrolbeschichtete Polyvinylchlorid-Folien mit einem Füllvolumen von 10 μl verwendet wurden. Die Dosierung erfolgte in einem Raster von 5×10 mit einem speziellen 50-kanaligen Mikropipetter. Alle Inkubationsschritte wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Nach dem Ausspülen mit PBS-Tween wurden die Folien 20 Minuten mit Aqua dest. gewaschen. An Stelle des chromogenen Substratesp-Nitrophenylphosphat wurde 0,0005 mol/l 4-Methylumbelliferylphosphat in Diethanolaminpuffer verwendet. Die Reaktionszeit für das fluorogene Substrat betrug 20 Minuten. Ein Abstoppen der Substratreaktion entfiel, da die L?sung nach erfolgter Reaktion mit einem Mikropipetter auf eine im Raster 5×10 gekammerte Glasmessküvette überführt wurde. Die Messung der Fluoreszenzintensit?t erfolgte bei 0,16 mm Schichtdicke in einem speziellen Auswerteger?t. Dieser Ultramikro-ELISA, der zur quantitativen Bestimmung des α₁-Fetoproteins Anwendung findet (Horn et al., 1981; Hoffmann-Blume et al., 1983), wurde in seiner Nachweissicherheit mit einem üblichen Doppelantik?rper-ELISA verglichen (Richter et al., 1979). In die Untersuchungen wurden Blattpress?fte von Pflanzen einbezogen, die mit Kartoffelblattroll-Virus (PLRV), Kartoffel-Virus Y (PVY) und Kartoffel-Virus M (PVM) infiziert waren. Des weiteren wurden das Kartoffel-Virus X (PVX) sowie die Viren PVY und PVM in sekund?rinfizierten Knollen und Bl?ttern von Kartoffelzuchtst?mmen (spontane Freilandinfektionen) nachgewiesen. Zum Nachweis prim?rer Infektionen mit PLRV wurden gesunde Mutterpflanzen der Sorte Adretta an zwei Terminen mit Hilfe von Blattl?usen infiziert. Die mit beiden ELISA-Verfahren erhaltenen Ergebnisse stimmten überein. In Blattpresss?ften konnten die Viren bis zu einer Verdünnung von 10⁵ (PVM), 10³ (PVY) und 10² (PLRV) nachgewiesen werden. In 20 Individuen von Kartoffelzuchtst?mmen wurden mit beiden Verfahren übereinstimmend PVX und PVY in 5 Knollen- und Blattproben festgestellt; PVM wurde in 12 Blatt- und 13 Knollenproben nachgewiesen. Die in Blattproben ermittelten Extinktionen bzw. Fluoreszenzintensit?ten lagen um den Faktor 2–5 h?her als die Werte der Knollenextrakte. In 20 mit PLRV prim?rinfizierten Mutterpflanzen wurden im Rahmen der Blattuntersuchungen Ende Oktober mit beiden Verfahren 10 infizierte Stecklinge ermittelt. Die Ergebnisse wurden durch die Augenstecklingsprüfung, bei der 9 infizierte Pflanzen gefunden wurden, unterstützt. Bei der Untersuchung prim?rinfizierter Knollen wurde nach einer Zwischenlagerung von 2,5 Monaten in 17 von 18 dieser Knollen eine PLRV-Infektion best?tigt. Die anschliessende Augenstecklingsprüfung ergab nur 12 PLRV-infizierte Pflanzen. Eine Abh?ngigkeit vom Infektionszeitpunkt wurde nicht gefunden. Der vorgestellte Ultramikro-ELISA besitzt nach diesen Ergebnissen die gleiche Sensitivit?t wie ein üblicher Standard-ELISA. Bedingt durch die geringen Füllvolumina k?nnen jedoch Chemikalien, Antik?rper und alkalische Phosphatase um 95% der im Vergleich zum Standard ben?tigten Mengen reduziert werden.

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Résumé Dans ce travail est décrit une méthode Ultramicro-ELISA avec le principe du double anticorps-ELISA (Clark & Adams, 1977). La partie réceptrice solide se compose de feuilles en polyvinylchloride additionnée de couches en polystérole avec une capacité de 10 μl par alvéole. La sensibilisation des plaques qui correspondent à une grille de 5×10 alvéoles, est effectuée avec une micro-multipipette à 50 canaux. L'incubation a lieu à température ambiante. Après rin?age des plaques avec le PBS-Tween le lavage est effectué durant 20 minutes avec de l'eau distillée. A la place du substratp-nitrophénylphosphore on utilise une solution de 4-methylumbelliferylphosphore 0,0005 mol/l avec un tampon de diethanolamine. La durée de réaction du substrat fluorescent est de 20 minutes. Un stoppage de la réaction est superflu, étant donné qu'une fois la réaction obtenue, la solution est prélevée avec une micro pipette et versée sur une grille-cuvette en verre avec 5×10 champs. La mesure de l'intensité fluorescente est effectuée avec un appareil spécial sur une couche de 0,16 mm. Cet ELISA Ultramicro-test utilisé pour la détermination quantitative de la protéine α-1 Feto (Horn et al., 1981; Hoffmann-Blume et al., 1983) a été comparé sur sa fiabilité avec un double anticorps-ELISA courant (Richter et al., 1979). Les examens comprenaient des jus de feuilles de pommes de terre contaminées par PLRV, PVY, PVM. On a également détecté le PVX, PVY et PVM, infections secondaires de tubercules et feuilles de clones de pommes de terre. Pour la détection des infections primaires de PLRV, des plantes-mères saines de la variété Adretta ont été infectées à deux dates à l'aide de pucerons. Les résultats obtenus avec les deux méthodes ELISA concordent dans tous les essais. Dans le jus de feuilles, les virus ont été détectés jusqu'à une dilution 10⁵ (PVM), 10³ (PVY) et 10² (PLRV). Sur les 20 clones examinés on a décelé avec les deux méthodes 5 cas de PVX et PVY dans les échantillons de tubercules et feuilles. PVM a été détecté dans 12 cas sur les feuilles et 13 fois sur les tubercules. Les extinctions, c'est-à-dire les intensités fluorescentes, sont 2 à 5 fois plus élevées à partir de jus de feuilles que sur du jus de tubercules. Sur 20 plantes qui présentaient une infection primaire, on a obtenu par des analyses foliaires des boutures à fin octobre, 10 individus infectés avec chaque méthode. Ces résultats ont été confirmés par des tests d'indexage qui ont donné 9 individus infectés. Lors de la détection d'infections primaires, après entreposage des tubercules pendant 21/2 mois, on a obtenu 17 tubercules positifs sur 18 contaminés de PLRV. L'indexage d'oeilletons a permis de déceler 12 individus malades sur ce même matériel. On a pas observé de différence selon l'époque d'infection de la plante-mère. Cela avait cependant été démontré lors d'une étude plus conséquente (Richter et al., 1983). Selon les résultats obtenus avec les virus de la pomme de terre PVX, PVY et PVM d'infections secondaires, ainsi que du PLRV d'infections primaires l'ultramicro-test ELISA offre la même sensibilité que le test ELISA standard. En raison des petits volumes des plaques, les substances chimiques, anticorps et phosphatase alcaline, peuvent être réduites de 95% comparativement avec la méthode traditionnelle.

     

Occurrence and Distribution of Potato Pests and Diseases in Kenya

Potato plays an important role in food security in Kenya but yields are low (<10 t/ha), and this is partly attributed to the lack of healthy planting material. This study is the first wide-scale survey to determine the occurrence and distribution of common potato pests and diseases in Kenyan seed (certified and quality declared) and ware crops. Potato crops growing on 101 farms in 21 districts were examined. Approximately 36% of plants in farmers’ fields sampled both during the long rains (main potato-growing season) and short rains seasons displayed virus-like disease symptoms. Six viruses (potato leafroll virus (PLRV), Potato virus A (PVA), potato virus M (PVM), potato virus S (PVS), potato virus X (PVX), and potato virus Y (PVY)) were detected using double antibody sandwich enzyme-linked immunosorbent assay in potato samples. Sequencing of polymerase chain reaction products from PVY-infected plants revealed the presence of recombinant strains of PVY (NTN and Wilga). Four aphid species, Macrosiphum euphorbiae, Aphis gossypii, Myzus persicae, and Aphis fabae, colonized potato in all districts, occurring in greater numbers west of the Great Rift Valley than to the east. There was a positive correlation between virus incidence and aphid numbers in the long rains (main) potato-growing season. PLRV, PVM, PVS, PVX, and PVY were detected in solanaceous weeds. Ralstonia solanacearum was detected in soils from 13 farms in 8 of the 18 districts surveyed. Approximately 38% of soil samples were infested with Meloidogyne spp. Phytophthora infestans isolates belonging to the US 1 and 2_A1 genotypes were identified. Although many economically important diseases are present in Kenya, the lower aphid incidence in districts east of the Great Rift Valley may indicate that these districts are more suitable for seed potato production.     

Evaluation of the enzyme-amplified ELISA for the detection of potato viruses A,M, S,X, Y,and leafroll

Various parameters,e.g. types of microtiter plate for DAS-ELISA (double antibody sandwich-enzyme-linked immunosorbent assay), use of fresh or frozen amplifier solutions for enzyme-amplified-ELISA, and use of sodium diethyldithiocarbamate (NaDIECA) in sample buffer in cocktail-ELISA were evaluated for the detection of potato viruses A, M, S, X, Y and leafroll from potato foliage. Dynatech Immulon immunoplates provided higher readings for all viruses. Fresh amplifier solution in amplifed-ELISA was superior to frozen solutions. Amplified ELISA gave only marginal improvement in the sensitivity over the standard DAS-ELISA. Addition of NaDIECA in sample buffer did not improve the detection of viruses in DAS-, amplified-, or cocktail-ELISA. Cocktail-ELISA can reduce antigen incubation time to as short as 15 min for PVA, PVM and PVX; 1 hr for PVY and PLRV; and 2–4 hr for PVS using pre-coated plates. Although amplified-ELISA is slightly more sensitive than DAS-ELISA for certain potato viruses, it is not suitable for large-scale indexing of potato viruses in Seed Certification Laboratories, in view of the additional steps needed in carrying out this procedure.     

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of potato leafroll virus and potato virus Y in potato tubers after artificial break of dormancy

Summary Conditions necessary for the detection of potato leafroll virus (PLRV) and potato virus Y (PVY) in tubers from primary and secondary infected plants were investigated. Tubers were analysed before and after breaking dormancy by rindite treatment. PLRV was reliably detected indormant tubers whereas PVY was readily detected only when tubers had been rindite-treated and held for two to three weeks at 22°C and high humidity in the dark. PLRV occurred in higher concentration at the heel end than at the rose end of infected tubers and the concentration remained nearly unchanged during the experimental period of 35 days, whereas PVY was found to be more concentrated at the rose end and was rapidly accumulating in the tubers after the break of dormancy. In dormant tubers PVY concentration dropped during storage at 22°C. The use of ELISA for tuber indexing is discussed.     

Comparison of latex agglutination,enzyme-linked immunosorbent assay,and indicator plants for detection of potato viruses S and X in potatoes

Potato virus S (PVS) was consistently detected by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and the latex agglutination test (LAT) at dilutions (PVS sap: healthy sap) of 1:499 and 1:19, respectively. Mechanical inoculation ofNicotiana debneyi gave variable results with detection possible 38% of the time at dilutions of 1:499. Potato virus X (PVX) was consistently detected by ELISA and LAT at dilutions (PVX sap: healthy sap) of 1:199 and 1:49, respectively. Mechanical inoculation ofGomphrena globosa with PVX resulted in consistent detection of the virus at a dilution of 1:499.     

Trials to grow certified seed potatoes in the Golan Heights

Summary A trial to grow seed potatoes in summer 1968 in the Golan Heights indicated that hardly any aphid transmission of potato virus Y (PVY) could be noticed. Normal plant growth and tuber formation were observed. The incidence of seed borne virus diseases in fields grown from local seed produced in the Golan Heights in 1970 was: PVY 0.1–0.3% in 2 out of 33 inspected fields, potato leaf roll virus (PLRV) 0.3–2% in 19 fields. In 1972 30 fields were inspected, PVY was observed in 3 fields at a level of 0.1–0.2% PLRV at a level of 1–4% in 28 fields. Alfalfa mosaic visus (AMV) and Stolbur were not observed. The result of post-harvest control in field plots planted with seed potatoes produced in the Golan Heights in 1969, 1970 and 1971 were: PVY very low infection, 0.2–0.7%, for the three years; PLRV, low percentage, 0.3–0.7%, in 1970 and 1971, while it increased in 1972 to 1.3–6%. AMV and Stolbur were not observed.

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Zusammenfassung Die Felder auf den Golan-H?hen liegen 900 m ü. M. Die Temperatur ist tiefer als in den Ostgalil?ischen Bergen w?hrend des Sommers. Am 20. Mai 1968 wurden irische Pflanzkartoffeln der SorteUp-to-Date (anerkannt in Klasse A) in Merom Golan ausgepflanzt. In den Jahren 1969–1971 wurden im Mai Basispflanzen und Pflanzgut der Klasse A der SorteUp-to-Date an zwei verschiedenen Orten, Meron Golan und Ein Zivan, angebaut (Tabelle 2). In den Ergebnissen der Feldbesichtigungen, die 1969–71 2–3 mal in Juni/Juli durchge führt wurden, widerspiegelte sich ein offensichtliches Fehlen der Virus-Vektoren. Es wurde kaum eine Uebertragung des Kartoffelvirus Y (PVY) durch Blattl?use festgestellt mit einer Ausn?hme, n?mlich im September 1970, als eine verbreitete PVY-Infektion beobachtet wurde. Diese Parzellen unterstanden dem Seed Inspection Service, und der Ertrag wurde als zertifiziertes Pflanzgut verwendet. In den Jahren 1971–1972 wurden Muster von 100–200 Knollen in Pflanzgutgr?sse (40–100 g) zu verschiedenen Erntedaten entnommen und zu Untersuchungszwecken in einem insektensicheren Glashaus ausgepflanzt. Der durchschnittliche Virusbefall betrug 1971: PVY 1,3–2,6%, Kartoffel-Blattrollvirus (PLRV) 1,5–5,3%, Luzerne-Mosaikvirus (AMV) 6–12%, Stolbur 0–2% (Tabelle 2); 1972: PVY 1,3–2,5%. PLRV 0,5–4,6%, Stolbur war nicht vorhanden, AMV 2,5–4% (Tabelle 3). Pflanzgutmuster von den Golan-H?hen wurden 1970–72 in Versuchsparzellen angebaut. Der Virusbefall war wie folgt: PVY 0–0,7%, PLRV 0,3–6%, AMV 0–1% und Stolbur 0–0,5% (Tabelle 1). Vom Ertrag im Jahre 1970 wurden die Knollen in Pflanzgutgr?sse 1971 auf verschiedenen Feldern angebaut. Gem?ss dem Seed Inspection Service betrugen die Viruskheiten im Mittel: PVY 0,1–0,3% nur in 2 von 33 besichtigten Feldern; PLRV 0,3–2% in 19 Feldern, w?hrend das Virus in den andern 14 besichtigten Feldern nicht festgestellt wurde. 1972 wurden 30 Felder besichtigt, deren Pflanzgut im Sommer 1971 auf den Golan-H?hen erzeugt wurde. Befall mit Viruskrankheiten: PVY 0,1–0,2% in drei Feldern und keine Spur von PVY in den andern Feldern; PLRV 1–4% in 28 Feldern, und nur in 2 Feldern wurde kein sekund?res PLRV entdeckt. Die PLRV-Infektion ist also zunehmend h?ufiger aufgetreten und der Prozentsatz war h?her. Gelbscheckigkeit oder Calico infolge AMV oder Stolbur wurden in diesen 1971–1972 besichtigten Feldern nicht beobachtet. Die Ursache für diesen bedeutend geringeren Virusbefall auf den Feldern und den Kontrollparzellen, verglichen mit den Laboruntersuchungen, liegt in der Tatsache, dass eine betr?chtliche Zahl der AMV-infizierten Knollen nicht keimten oder unter Feldbedingungen nicht aufgingen. Pflanzen von PVY-infizierten Knollen neigen dazu, so früh aufzulaufen wie Pflanzen von gesunden Knollen; sie werden von ihren kr?ftigeren Nachbarn gedeckt und k?nnen daher den Augen des Anerkennungsexperten entgehen. Beurteilung von Pflanzkartoffeln von den Golan-H?hen. Im Frühling 1971 wurden Pflanzkartoffeln der SorteUp-to-Date von den Golan-H?hen im Vergleich met irischenUp-to-Date an neun verschiedenen Orten angebaut. An einem Ort war der Ertrag gleich, an vier Orten war er geringer und an den andern vier Orten h?her (Tabelle 6); w?hrend 1972 der Ertrag des Pflanzgutes von den Golan-H?hen gr?sser war mit dem gleichen Prozentsatz von grossen Knollen (über 60 g) (Tabelle 5). Die Pflanzkartoffeln von den Golan-H?hen verhalten sich wie Pflanzgut jüngerer Anbaustufen in bezug auf Auflaufen, Stengelzahl (Tabelle 4), Blühen und Knollenbildung.

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Résumé Les hauteurs de Golan se trouvent à 900 m audessus du niveau de la mer. Durant l'été la température y est plus basse que dans les montagnes de l'est de la Galilée. Le 20 mai 1968, on a planté à Meron Golan des plants irlandais certifiés A de la variétéUp-to-Date. Au cours des années 1969–1971, on a planté en mai des plants de base et des plants de classe AUp-to-Date dans deux localités différentes: Meron Golan et Ein Zivan (tableau 2). L'absence saisonnière apparente de vecteurs se reflète dans les résultats d'inspection des champs, exécutées 2–3 fois en juin-juillet 1969–71, ce qui explique qu'on n'a pu obsevver réellement aucune transmission par aphides de virus Y (PVY) sauf une fois où l'on observé, en septembre 1970, une infection réalisée en cours de saison. Les parcelles étaient soumises au contr?le du Service d'inspection des plants, et la production utilisée comme plants de pomme de terre certifiés. Au cours des années 1971–72, on a planté, en vue de tests, des échantillons de 100–200 tubercules de calibre ‘plants” (40–100 g), dans un abri toilé à l'abri des pucerons, et récoltés à différentes dates. En 1971, on a observé les viroses suivantes: PVY 1,3–2,6%, enroulement (PLRV) 1,5–5,3%, alfalfa (AMV) 6–12%, stolbur 0–2% (tableau 2). En 1972, les manifestations de viroses ont été les suivantes: PVY 1,3–2,5%, PLRV 0,5–4,6%, le stolbur étant absent, AMV 2,5–4% (tableau 3). On a planté des échantillons de plants provenant des hauteurs de Golan dans des parcelles expérimentales au cours des années 1970 et 1971. On a noté les viroses suivantes: PVY 0–0,7%, PLRV 0,3–6%, AMV 0–1% et stolbur 0–0,5% (tableau 1). En 1971, on a planté dans différents champs des tubercules de calibre ‘plants’ provenant de la production totale de 1970, les moyennes des maladies virologiques, selon le service d'inspection des plants, furent les suivantes: PVY 0,1–0,3% dans deux champs seulement des 33 champs inspectés, PLRV 0,3–2% dans 19 champs tandis qu'on a identifié aucune virose dans les 14 champs restants. En 1972, on a inspecté trente champs plantés avec des plants produits sur les hauteurs de Golan au cours de l'été 1971. Les manifestations virologiques ont été les suivantes: PVY 0,1–2% dans trois champs et aucune trace de PVY dans les autres; PLRV 1–4% dans vingt-huit champs et aucune manifestation de PLRV issu des plants dans deux champs seulement. L'infection de PLRV est donc devenue plus fréquente et le pourcentage d'infections plus élevé. On n'a pas observé de ‘Yellow mosa?c’ ou ‘Calico’ d? au AMV, ni de stolbur dans ces champs inspectés en 1971–1972. La raison de l'incidence remarquablement basse de virus dans les champs et parcelles de contr?le, comparativement aux tests de laboratoire, tient au fait qu'un nombre considérable de tubercules infectés de AMV ne germent pas ou ne lèvent pas dans les conditions des champs. Les plantes provenant de tubercules infectés de PVY ont tendance à lever aussi t?t que les plantes saines mais sont recouvertes par les plantes voisines vigoureuses. Elles peuvent par conséquent échapper aux yeux des contr?leurs. Appréciation des plants de pomme de terre des hauteurs de Golan. Au printemps 1971, on a planté, dans neuf localités différentes, des plants provenant des hauteurs de Golan, en comparaison avec des plantsUp-to-Date de provenance irlandaise. Dans une localité, la production fut identique, dans quatre localités elle était inférieur et elle fut supérieure dans les quatre autres (tableau 6); par contre en 1972 la production des plants des hauteurs de Golan était plus élevée avec le même pourcentage de gros tubercules supérieurs à 60 g (tableau 5). Les plants des hauteurs de Golan se comportent comme des plants plus jeunes eu égard à la levée, le nombre de tiges (tableau 4), la floraison et la tubérisation.

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Part of this paper was read at a session of the Virology Section at the 5th Triennial Conference of the EAPR (Norwich, September 1972).     

Seed Potato Production in Poland

The aim of this research was to analyze the regional distribution and quality of potato seed production in Poland from 2007 to 2011. The research was based on 10,559 tuber samples taken for the official post-harvest inspection assessment of seed potato lots. A very detailed map of seed plantation locations in Poland was created at the municipality level. The greatest concentration of seed production was from the northern and southern parts of Pomorskie Province, where many seed potatoes were cultivated, and in the north of the Zachodniopomorskie Province, around the towns of Koszalin and Ko?obrzeg. In both provinces, cultivars which were highly susceptible to PVY were cultivated on nearly half of the area. Over time a clear increase in the production of elite material and a decrease in those certified as the lowest category, CB, were observed. The quality of seed potato material was poorest following the harvest in 2008, because of high levels of virus infection; 30 % of the seed lots were not certified. Potato leaf roll virus (PLRV) was recorded occasionally and it is at present of no economic importance in Poland. The role of potato virus Y (PVY), increased, probably because of the growth in the share of foreign cultivars (mainly Dutch) which are more susceptible to PVY. There were also changes in the populations of PVY strains. The share of Polish cultivars in potato seed production decreased to 36.3 % in 2012.     

Genetic Resistances to Potato Leafroll Virus, Potato Virus Y, and Green Peach Aphid in Progeny ofSolanum etuberosum

Increasing prevalence of potato leafroll virus (PLRV) and potato virus Y (PVY) has been reported in seed and commercial potato production, resulting in the rejection of potatoes for certification and processing. Host plant resistance to PLRV and PVY and their primary vector, green peach aphid,Myzus persicae, could limit the spread of these viruses. Host plant resistance to PLRV, PVY, and green peach aphid has been identified in non-tuber-bearingSolanum etuberosum (PI 245939) and in its backcross 2 (BC₂) progeny. Resistance to green peach aphid involved a reduction in fecundity and adult aphid size. In addition, one BC₂ individual was identified as possessing a genetic factor that was detrimental to nymph survival. PVY resistance was identified in all five BC₂ progenies evaluated in a field screening under intense virus pressure. PLRV resistance was identified in two of the five BC₂ progeny. This resistance was stable in field and cage evaluations with large populations of viruliferous aphids. Based on the segregation of virus resistances in the BC₂ , PVY and PLRV resistances appear to result from the action of independent genetic mechanisms that reduce the levels of primary and secondary virus infection. Two BC₂ individuals, Etb 6-21-3 and Etb 6-21-5 were identified as having multiple resistances to PLRV, PVY, and green peach aphid derived fromS. etuberosum. This germplasm could prove useful to potato breeders in the development of virus-resistant cultivars.     

Environmental factors influencing aphid transmission of potato virus Y and potato leafroll virus

Summary The effect of temperature, relative humidity (RH) and light on aphid transmission of potato virus Y (PVY) and potato leafroll virus (PLRV) was studied using as vectorsMyzus persicae Sulz. andAphis gossypii Glov. Host susceptibility was enhanced by 48 h pre-inoculation exposure at 25°C and by 48 h post-inoculation exposure to 30°C. High RH (80%) in both pre- or postinoculation phases enhanced host susceptibility. Continuous fluorescent light (4000 lux) did not alter the rate of transmission of either virus. High RH (80–90%) and high temperature (25–30°C), when combined, increased virus transmission by 30–35%. Transmission rates were reduced by nearly 50% if RH was maintained at 50% in either of the two phases even if the temperature was 25 or 30°C. Both viruses were acquired by aphids earlier (13–20 days after inoculation) when the source plants were incubated at 25 or 30°C. Most virus was transmitted from plants inoculated with PVY 13 to 16 days and with PLRV 15 to 20 days previously. Transmission rates of PVY were enumerated from symptom expression on test plants and by Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) whereas those of PLRV were enumerated from symptom expression alone.     

Cryotherapy of Potato Shoot Tips for Efficient Elimination of Potato Leafroll Virus (PLRV) and Potato Virus Y (PVY)

Viral diseases constitute a major constraint to high yield and high quality production of potato. Potato leafroll virus (PLRV) and Potato virus Y (PVY) are among the most damaging potato viruses and are prevalent in most potato growing areas. In the present study, attempts were made to eliminate PLRV and PVY by three cryogenic protocols, i.e., encapsulation-dehydration, encapsulation-vitrification and droplet. Results showed that both PLRV and PVY could be efficiently eliminated by cryogenic treatments with 83–86% and 91–95% of frequencies of virus-free plantlets obtained for the former and latter, respectively. Frequencies of virus-free plantlets produced by cryogenic treatments were higher than those by meristem culture (56% for PLRV and 62% for PVY) and thermotherapy (50% for PLRV and 65% for PVY), and similar to those by thermotherapy followed by meristem culture (90% for PLRV and 93% for PVY). Survival (75–85%) and regrowth (83–89%) from cryo-treated shoot tips were higher than those from meristem culture (50–55%) and thermotherapy followed by meristem culture (40–50%), but similar to those from thermotherapy (80–87%). The morphology of the plantlets regenerated from cryo-treated shoot tips was similar to that of non-treated plantlets. Thus, cryotherapy would provide an alternative method for efficient elimination of potato viruses, and can be simultaneously used for long-term storage of potato germplasm and for production of virus-free plants.     

Assessment of Possibilities of Microtuber and in vitro Plantlet Seed Multiplication in Field Conditions. Part 1: PVY,PVM and PLRV Spreading

Currently in vitro plantlets and microtubers provide the basis for pre-base production of potato seeds, from which minitubers are produced under covers – they serve later as seed material to be planted in the field. The aim of the research was to determine the possibility for multiplication of material produced in vitro directly in field conditions. The research assessed PVY, PVM and PLRV infection of potato tubers derived from plants grown directly from in vitro plantlets, microtubers, minitubers and traditional seed potatoes planted in the field at different times. Moreover, testing in laboratory conditions, the susceptibility of these plants to virus infection was determined for the case of artificial inoculation of Myzus persicae and Aphis nasturtii. It was found that the infection of tubers derived from in vitro plantlets and microtubers was greater than that of seed potatoes and minitubers. Yet it seems that the reason for their higher infection level resulted not from the plant’s sensitivity or its greater attractiveness to aphids but from a largely unknown cause. Earlier planting of microtubers and in vitro plantlets in the field in case of the more resistant cultivar and certainly later in relation to the main time of planting had an impact on limiting the PVY and PVM infection of potato tubers. Hence multiplication of microtubers and in vitro plantlets in field conditions could be very economical using cultivars which are relatively resistant to viruses. However, adopting a later than usual planting period (end of June) and applying an additional protective cover (such as non-woven agricultural fabric) in the first period of a plant’s growth, promotes multiplication of microtubers and in vitro plantlets in field conditions for cultivars with low resistance levels.     

Studies on the etiology of tuber necrotic ringspot disease in potato

Summary Potato virus M (PVM), potato virus S (PVS), potato virus X and tobacco veinal necrosis strain of potato virus Y (PVY^R) were isolated from potatoes showing tuber necrotic ringspot disease (TNRD). Potato mop-top virus, tobacco rattle virus, tobacco necrosis virus and tomato black ring virus could not be isolated from the diseased plants. Because PVM and PVS could be isolated from potato plants that did not show symptoms, these viruses could not be causally related to TNRD. However, TNRD is closely connected with infections by PVY^R which always could be isolated from potato plants with TNRD symptoms.

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Zusammenfassung Aus Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum, Sorten Adema, Malacsinka, Mona Lisa, Romano und Rosalie) die Symptome des Tuber necrotic ringspot zeigten, wurden Kartoffel-M-Virus (PVM), Kartoffel-S-Virus (PVS), Kartoffel-X-Virus (PVX) und Kartoffel-Y-Virus (PVY) isoliert. Die Viren wurden mit Hilfe von Differentialwirten, Elektronenmikroskopie, Serologie und Pr?munit?tstests identifiziert. Die untersuchten Kartoffelknollen zeigten deutlich sichtbar nekrotische Ringsymptome (Abb. 1). Von den Nekrosen aufweisenden Knollen und von Kartoffelpflanzen konnten von allen Sorten drei Viren (PVM, PVS, PVY) isoliert werden, von der Sorte Malacsinka zus?tzlich noch PVX (Tab. 2). Entsprechend den Symptomen der Testpflanzen (Tab. 3) identifizierten wir die Virus-isolate aus Kartoffelpflanzen die Symptome des Tuber necrotic ringspot aufwiesen als PVM, PVS, PVX und PVY. Aus keiner kranken Pflanze konnte Kartoffelbüscheltrieb-Virus, Tabakmauche-Virus, Tabaknekrose-Virus und Tomatenschwarzring-Virus isoliert werden. Da PVM und PVS aus Pflanzen, die keine Symptome aufwiesen, isoliert werden k?nnten, k?nnen diese beiden Viren nicht urs?chlich mit den Symptomen der Tuber necrotic ringspot Krankheit (TNRD) verbunden sein. Wir konnten jedoch eine enge Verbindung zwischen TNRD und der Infektion mit PVY feststellen, da dieses Virus von allen Pflanzen, die Symptome des TNRD aufwiesen, isoliert werden konnte. Die Eigenschaften von PVY-Isolaten aus Knollen, Bl?ttern und Wurzeln ?hnelten jenen, die in verschiedenen Testpflanzen gefunden wurden (Tab. 4). Die typischen Symptomreaktionen aufNicotiana debneyi (Abb. 2) undN. tabacum Sorte Xanthi-nc sowie aufSolanum demissum A6-Hybride lassen vermuten, dass die Ursache ein Tobacco veinal necrosis—Stamm des PVY, (PVY^R, siehe Abb. 3) war. Es ist schwierig zu einem endgültigen Ergebnis über die ?tiologie der TNRD zu kommen, weil einige PVY^R-isolate sogar aus symptomlosen Kartoffelknollen gewonnen werden konnten. Die Untersuchungen werden fortgesetzt.

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Résumé Les virus M (PVM), S (PVS), X (PVX) et Y (PVY) sont isolés à partir de plantes de pommes de terre (Solanum tuberosum cvs Adema, Malacsinka, Mona Lisa, Romano et Rosalie) présentant des sympt?mes de taches nécrotiques annulaires. Les virus sont identifiés à l'aide d'h?tes différentiels, de la microscopie électronique, de la sérologie et de tests de protection croisée. Les tubercules examinés présentent des taches nettement visibles de nécroses annulaires (fig. 1). A partir des tubercules nécrosés et des plantes, trois virus (PVM, PVS, et PVY) sont isolés pour tous les cultivars à l'exception de cv. Malacsinka pour lequel PVX est également isolé (tabl. 2). Les sympt?mes révélés sur les plantes tests (tabl. 3) indiquent que les virus isolés à partir des plantes présentant des sympt?mes de nécroses annulaires sur tubercules sont PVM, PVS, PVX et PVY. Les virus du Mop-Top de la pomme de terre, du rattle du tabac, de la nécrose du tabac et des taches noires en anneau de la tomate n'ont pu être isolés d'aucune des plantes malades. Puisque PVM et PVS peuvent être isolés de plantes de pommes de terre ne présentant pas de sympt?mes, ces deux virus ne peuvent être directement responsables des sympt?mes de taches nécrotiques annulaires sur tubercules (TNRD). Cependant, une relation étroite entre TNRD et la contamination par PVY est établie, puisque ce virus peut être isolé de toutes les plantes présentant des sympt?mes de TNRD. Le tableau 4 regroupe les caractéristiques de quel-ques cultures pures de PVY isolées à partir de tubercules, feuilles et racines et semblables à celles trouvées dans différentes plantes h?tes. Les sympt?mes typiques surNicotiana debneyi (fig. 2) etN. tabacum cv. Xanthi-nc, ainsi que surSolanum demissum-A6-hybride laissent à penser que l'agent responsable est une souche nécrotique des nervures du tabac de PVY (PVY^R, voir fig. 3). Il est difficile de conclure de fa?on définitive, quant à l'étiologie de la maladie des taches nécrotiques annulaires, car PVY^R peut être également isolé de tubercules ne présentant aucun sympt?me. Des études axées sur l'étiologie de TNRD sont en cours.

     

Potato leafroll virus and potato virus Y in seed potatoes used to plant the North Carolina crop

Incidence of potato leafroll virus (PLRV) and potato virus Y (PVY) was determined in seed potatoes (Solatium tuberosum) from Canada, Maine, Minnesota, New York, North Dakota, Nebraska, Pennsylvania, and Wisconsin used to plant the North Carolina crop in 1977, 1978 and 1979. Incidence of PLRV ranged from 0–5.2% (X = 0.57%) and for PVY from 0-5.6% (X = 0.62%) from all sources (112 seed lots). All PVY isolates (177) tested from potato caused a very mild veinbanding and mottling onNicotiana tabacum cultivars NC 95 and NC 2326. No serological difference was detected between these isolates and the common strain of PVY from tobacco in North Carolina. Essentially no spread of PVY occurred in three potato fields observed each year of the study.     

Occurrence of Viruses Affecting Potato Crops in Khartoum State-Sudan

The incidence of Alfalfa mosaic virus (AMV), Potato leafroll virus (PLRV), and Potato virus Y (PVY) in potato crops derived from various types of seed potatoes was assessed visually and confirmed by direct tissue blot immunoassay, over two winter growing seasons (1999/2000, 2000/2001) at three locations, Elnaiya, Elshehinab, and Shambat in Khartoum State, the main potato growing region in Sudan. Virus infection was most prevalent in 2000/2001. In general, crops grown directly from imported certified seed potatoes and from “improved seed”, produced in Sudan from imported basic seed, showed the lowest levels of PLRV and PVY compared with crops grown from Sudanese farm saved seed. For AMV, however, only crops grown directly from imported certified seed potatoes had low levels of AMV. Crop location also affected virus incidence, although this varied with year. For AMV, levels were similar at all locations in 1999/2000, but were greatest at Elnaiya in 2000/2001. For PVY, levels were greatest at Elnaiya in 1999/2000 and Shambat in 2000/2001. For PLRV, no symptoms were observed in 1999/2000 and virus levels were similar for all locations in 2000/2001. This study reports for the first time the occurrence of AMV in potatoes grown in Sudan.     

Nachweis des Kartoffel-Y-Virus (PVY) in sekundärinfizierten Kartoffelpflanzen mit ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay)

Zusammenfassung In einem Gef?ssversuch unter Gew?chshausbedingungen wurde die Erfassbarkeit des Y-Virus (PVY) in sekund?rinfizierten Pflanzen über einen Zeitraum von 11 Wochen geprüft. Untersucht wurden Bl?tter, Stengel, Stolonen, Wurzeln, die eingelegte Mutterknolle sowie neugebildete Tochterknollen. Mit Ausnahme der Mutterknolle konnte PVY in allen Pflanzenteilen mindestens zu einem Untersuchungszeitpunkt mit ELISA nachgewiesen werden. über den gesamten Untersuchungszeitraum nahmen die Viruskonzentrationen stets einen nichtlinearen Kurvenverlauf, mit einem absoluten H?hepunkt meistens zwischen dem 42. und 49. Tag nach dem Auspflanzen. Eine relativ hohe Viruskonzentration konnte in neugebildeten Knollen nur zu Beginn der Knollenbildung ermittelt werden.

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Summary The detection of PVY and the concentration of the virus in the various parts of the plant was checked weekly in the glasshouse over a period of 77 days. Under field conditions this would be equivalent to the period from planting to the death of the haulm. All leaves, stems, stolons, roots and residual mother tubers were examined as also were the newly formed daughter tubers. The presence of PVY could be demonstrated by ELISA in all plant parts with the exception of the mother tuber, at least at one test date, as can be seen in Tables 1 and 2. In both leaves and stems ELISA showed the presence of PVY at practically every test date, only at the first test date (14 days after planting) was the extinction value of the sixth leaf not significantly different to that of the healthy controls (Table 1). With ELISA, at least under glasshouse conditions, the presence of PVY can be established in every leaf and in the stem during the whole vegetative period, something which was not always possible with earlier methods of testing (Vulic & Arenz, 1963). The highest virus concentrations were found in the leaves, followed by the stems, stolons, newly formed tubers and roots respectively. As can be seen in Fig. 1, the virus concentration follows a non-linear curve with the highest point between the 42nd and 49th day (leaves) and the 35th and 42nd day (stems and stolons) after planting respectively. The concentration rose markedly for the first time again in the senescent phase (last test date) in all the plant parts examined (Fig. 1). The extinction value (=virus concentration) of the stolons was at all times lower than that of the leaves and stem following, however, the same curve form. The daughter tubers, which could only be tested from day 35 after planting, showed a steady fall in virus concentration, a slight increase being exhibited for the first time at the last test date (Fig. 1). Difficulty in demonstrating PVY in the newly formed tubers has also been described by Gugerli (1979). Further investigation is necessary to determine how these difficulties in the routine testing of tubers can be overcome. According to Gugerli (1979), presprouting the tubers led to an improvement in the demonstrability of PVY. Difficulty in demonstrating PVY in the roots, the presence of which could only be established with certainty at the end of the second and fourth week of age (Table 2), is the opposite of results obtained in our experiments on PVM infected plants (Hunnius & Daniel, 1979) as well as in experiments by Casper (1977) who in the case of PLRV even found the highes virus concentration in the roots. The spread of viruses in the tissues and their concentration in the roots appears to depend on the virus involved. That the presence of PVY in the mother tubers could not be established can have several explanations but is probably due to both the low initial concentration and the movement of the virus to newly formed parts of the plant. In serial testing with ELISA it is obvious that the recognition of PVY in the above ground parts of the plant is without problems, on the other hand, in newly formed daughter tubers much depends on the age of the tubers. In retrospect, further work is necessary on the serial testing of tubers, particularly with regard to the period after harvest, in order to extend the use of ELISA.

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Résumé La détection ainsi que la concentration virale du PVY ont été testées pendant 77 jours hebdomadairement, sur différentes parties de plantes cultivées en serre. Rapporté aux conditions de plein champ, cela représente la période entre la plantation et la maturité des plantes de pommes de terre. Les organes ciaprès ont été analysés: feuilles, tiges, stolons, racines, tubercules-mères ainsi que les tubercules-fils. Comme il ressort des tableaux 1 et 2, le PVY a été décelé sur tous les organes au moins lors d'un prélèvement, sauf sur le tubercule-mère. Sur les feuilles et les tiges, le PVY est pratiquement décelé lors de chaque prélèvement, mis à part pour le premier test (14 jours après plantation), les valeurs d'extinction de la 6ème feuille n'était pas significativement différentes de celles du contr?le sain (tableau 1). Le test ELISA a l'avantage de pouvoir déceler le PVY sur chaque feuille et sur la tige, pendant toute la période de végétation pour des conditions de serre; cela n'était pas le cas avec les tests habituels (Vulic & Arenz, 1963). La concentration virale la plus élevée a été trouvée sur les feuilles, ensuite dans la tige, les stolons, les tubercules nouvellement formés et sur les racines. Selon la figure 1, la concentration du virus n'évolue pas linéairement, le maximum absolu est attein entre le 42ème et le 49ème jour après plantation dans les feuilles, et entre le 35ème et 42ème jour dans les tiges et stolons. Le taux de virus a augmenté une nouvelle fois sur tous les organes de la plante (plus ou moins fortement) pendant la phase de maturation (fig. 1), comme cela a été observé lors du dernier prélèvement. L'extinction (concentration de virus) a été plus faible sur les stolons pour chaque prélèvement que sur les feuilles et tiges, l'évolution était en revanche semblable. Sur les tubercules-fils, dont le test peut avoir lieu 35 jours après plantation, la concentration diminuait régulièrement pour n'accro?tre qu'au dernier prélèvement (fig. 1). La problématique de détection du virus PVY sur les tubercules jeunes a également été décrite par Gugerli (1979). D'autres recherches seront indispensables afin de pouvoir surmonter ce problème pour les tests de routine. Selon Gugerli (1979), la prégermination permet d'améliorer le résultat du test. Les difficultés rencontrées pour la déction du PVY dans les racines, ce qui n'a été possible qu'à la fin de la 2ème et 4ème semaines après plantation (tableau 2), sont en discordance avec nos résultats obtenus sur des plantes contaminées de PVM (Hunnius & Daniel, 1979), et Casper (1977) qui avait observé dans les racines le taux le plus élevé de PLRV. La dissémination des virus et leur concentration dans les racines semblent être spécifiquement liées aux virus. Il y a plusieurs raisons pour que le PVY n'ait pu être décelé dans le tubercule-mère. Probablement, cela est lié à la très faible concentration au départ, ainsi qu'à la migration des virus dans les parties de la plante nouvellement formées. Il faut noter pour le test ELISA de routine que le PVY peut être décelé sans problème sur les parties sériennes des plantes. En revanche, sur les tubercules-fils le résultat dépend fortement de l'age de ces derniers. Il s'agira de poursuivre les essais avec ELISA, en tenant particulièrement compte du temps d'attente nécessaire après la récolte, pour que le test soit fiable et opérationnel.