Occurrence of tobacco rattle virus and its trichodorid vectors on four locations in Norway

Abstract

Sammendrag Potet (Solanum tuberosum) er en viktig jordbruksvekst i Norge. Potetplanten er mottakelig for flere ulike plantevirus som kan føre til tap av kvalitet samt reduksjon av avling. Rustflekksyke kan forårsakes av rattelvirus, denne sykdommen kan føre til at potetknollene blir mindre attraktive for konsumentene. Målet med denne oppgaven er å se på forekomst av rattelvirus og virus vektor på fire lokaliteter i Norge.

Det ble tatt jordprøver fra fire kommuner (Lyngdal, Klepp, Bodø og Våler) med ulike grunnlag for prøvetakingen. Disse prøvene ble delt i tre og gjennomgikk følgende tester: 1. Fangstplanter ble brukt for å fange virus ved at nematodene beitet på røttene til fangstplantene plantet i jordprøvene. Fangstplantenes røtter ble saftinokulert på testplanter og videre testet for virus med RT-PCR og Sanger sequencing. 2. Ekstraksjonen av nematoder ble gjort ved å bruke Seinhorst elutriator. Nematodene ble deretter samlet opp, telt og fiksert på objektglass for videre måling og klassifisering. 3. Den siste delen med jord ble tørket for å se på frøoverføring av TRV i ulike plante arter, dette ble molekylært testet med RT-PCR og testplanter.

Resultatene: 1. Lokale lesjoner ble observer på bladene til Chenopodium quinoa fra de fleste prøver fra alle geografiske lokaliteter. RT-PCR bekreftet at disse lokale lesjonene var på grunn av TRV infeksjon, og Sanger sequencing viste at TRV isolater fra de ulike stedene var nært beslektede. Disse resultatene viser at nematodene i jordprøvene er vektorer for TRV og har infisert fangstplantene med virus gjennom beiting på røttene. 2. Nematode ekstraksjonen viste at det er flere ulike nematode slekter på lokalitetene og at det er ulik mengde av disse slekten. Av nematode familien Trichodoridae som er kjent vektor for Tobravirus, ble Paratrichodorus pachydermus identifisert på alle lokalitetene. 3. Fra metodene brukt til ugrasforsøk kan en ikke vise klart at det er noen frøoverføring av TRV.

Forsøkene viste tilstedeværelse av TRV og vektor nematoden P. pachydermus på alle lokaliteter. Denne masteroppgaven vil bidra til kunnskap om TRV, vektor nematoden og forekomst av disse på fire lokaliteter i Norge.

Abstract Potato (Solanum tuberosum) is an important agricultural crop in Norway. The crop is susceptible to a variety of plant viruses, which could lead to loss of quality and reduction of yield. Corky ringspots caused by tobacco rattle virus (TRV) make the tubers less appealing to the consumer. The aim of this master thesis was to study occurrence of tobacco rattle virus (TRV) and its vectors in Norway.

Soil samples from four locations in the municipalities Lyngdal, Klepp, Bodø and Våler (Innlandet county), were collected. These samples were divided into three and tested in different ways: 1. Bait plants were used in on part to catch virus from nematodes feeding on the plant roots, these roots were then used in bioassay followed by molecular testing for TRV by RT-PCR and Sanger sequencing, 2. Extraction of nematodes by using Seinhorst elutriator was carried out on one part. The nematodes extracted were collected and fixed for measurements and classification, and 3. A part of the soil was dried to examine a possible seed transmission of TRV in different weed species.

The use of bait plants was successful. TRV was easily isolated from the roots of bait plants grown in soil from all locations. This isolation was done by sap inoculation of bait plant roots to Chenopodium quinoa. RT-PCR with TRV specific primers confirmed that the local lesions were due to TRV infection, and Sanger sequencing results showed that the isolates from the four locations are closely related. These results show that the nematodes in the soil samples were vectoring TRV and infected bait plants with the virus by feeding. The extraction of nematodes revealed different nematode genera and amounts in the four locations. From the Tobravirus vectoring nematode family Trichodoridae, Paratrichodorus pachydermus was identified from all locations. No seed transmission of TRV was found in the weed seedlings germinating in the soil samples.

This thesis showed TRV and a nematode vector P. pachydermus were present at all four locations. The thesis contributes to the knowledge on the occurrence of TRV and trichodorid nematodes in Norway.