Денсовірус індукує крилатих морф у нестатевих клонів рожевої яблуневої попелиці, Dysaphis plantaginea

Відредаговано Девідом Л. Денлінгером, Університет штату Огайо, Коламбус, штат Огайо, та затверджено 10 квітня 2009 р. (Надійшло на огляд 6 лютого 2009 р.)

Анотація

Крилаті морфи попелиці необхідні для їх поширення та виживання. Ми виявили, що вироблення крилатої морфи в безстатевих клонах рожевої яблуневої попелиці, Dysaphis plantaginea, залежить від їх зараження вірусом ДНК, Dysaphis plantaginea densovirus (DplDNV). Безвірусні клони рожевої яблуневої попелиці або клони, заражені поодиноко РНК-вірусом, вірусом рожевої яблуневої попелиці (RAAV), не давали крилатої морфи у відповідь на скупченість та погану якість рослин. Інфекція DplDNV призводить до значного зниження швидкості розмноження попелиці, але така попелиця може спричинити крилату морфу навіть при низькій щільності комах, яка може літати та колонізувати сусідні рослини. Попелиця, заражена DplDNV, виробляє певну частину безвірусної попелиці, що дозволяє виробляти безвірусні клональні лінії після колонізації нової рослини. Наші дані свідчать про те, що між рожевою яблуневою попелицею та її вірусами існує мутуалістичний зв’язок. Незважаючи на негативний вплив DplDNV на розмноження попелиці рожевої яблуні, цей вірус сприяє їх виживанню, стимулюючи розвиток крил та сприяючи розповсюдженню.

Охарактеризовано кілька вірусів попелиці, зокрема Myzus persicae densovirus (10); вірус летального паралічу попелиці (11) та вірус Rhopalosiphum padi (RhPV) (12), обидва представники сімейства Dicistroviridae; вірус іфлавірусу Brevicoryne brassicae (13); та некласифікований вірус Acyrthosiphon pisum (APV) (14). Порівняно мало відомо про вплив цих вірусних інфекцій на фізіологію попелиць; однак нещодавнє дослідження повідомило про зміну нюхової поведінки у відповідь на інфекцію RhPV (15). Ми виявили 2 віруси в рожевій яблуній попелиці, Dysaphis plantaginea, які трапляються поодиноко або як змішані інфекції. Це Densaphis plantaginea densovirus (DplDNV) та вірус рожевої яблуневої попелиці (RAAV). Тут ми повідомляємо, що денсовірус DplDNV відіграє центральну роль в індукції розвитку крил та розповсюдження нестатевих клонів рожевої яблуневої попелиці, що свідчить про те, що між рожевою яблуневою попелицею та її вірусами існує мутуалістичний взаємозв'язок.

Результати

Різноманітність вірусів у рожевій яблуній тлі.

Оригінальні клони рожевої яблуневої попелиці були створені з одиноких дорослих особин, зібраних з яблунь наприкінці літа 2002 року, в Уорікширі, Великобританія Клони підтримувались як безстатеві лінії на подорожнику, літньому господарі рожевої яблуневої попелиці, в умовах тривалого дня ( 16 год світло/8 год темно), при постійній температурі +20 ° C ± 1 ° C. За цих умов рожева яблунева попелиця завершує свій життєвий цикл (від новонародженої німфи до дорослої репродукції) приблизно за 2 тижні. Два з клонів, WS і 2-11, містили частку іншого фенотипу, який був меншим, темнішим і мав здатність продукувати крилату морфу. У інших клонів рожевої яблуневої попелиці цього не спостерігалося.

І RAAV, і DplDNV-інфекції були підтверджені RT-PCR у клонах WS та 2–11 рожевої яблуневої попелиці (рис. S1 D та E). RAAV був присутній у всіх досліджених дорослих попелицях і четвертих стадіях з клону WS, тоді як результати ПЛР показали докази того, що DplDNV менш поширений у світлій попелиці без бруньок крил у порівнянні з темною попелицею з бруньками крил і крилатою попелицею (рис. S2F). Дійсно, qPCR показав, що рівні накопичення ДНК DplDNV у світлій попелиці з клону WS були значно нижчими, ніж у темній або крилатій попелиці клону WS (таблиця S3).

Передача вірусів рожевої яблуневої попелиці.

Випробування постулатів Коха.

RAAV і DplDNV у рожевій яблуній попелиці. (А) Генетично однакові попелиці, заражені різними комбінаціями вірусів. (B) Скупчення RAAV та DplDNV в окремих попелицях. Clone WS виникла з однієї подвійно зараженої попелиці; клони 2D, R3 та 10A отримували шляхом відбору потомства клону WS. Клон Inj-9 продукували з безвірусної попелиці клону 2D після ін’єкції препарату вірусу DplDNV з клону 10А.