Agronomie 15 (1995) 427-431
DOI: 10.1051/agro:19950707

Comparison of wheat spindle streak mosaic virus (WSSMV) and barley yellow mosaic virus (BaYMV): 2 closely related bymoviruses

A. Sohn^a, P. Schenk^a, J. Hamacher^b, PA Signoret^c and HH Steinbiß<sup>a

a</sup>  Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung, Carl-von-Linné-Weg, 10, D-50829 Cologne, Germany
^b  Institut für Pflanzenkrankheiten, Nußallee 9, D-53115 Bonn, Germany
^c  UFR de biologie et pathologie vögötales, ENSA, 2, place Viala, F-34060 Montpellier cedex, France

Abstract - In order to better understand the evolutionary development that leads to different host ranges, we made a comparison of the closely related barley yellow mosaic bymovirus (BaYMV) and wheat spindle streak mosaic bymovirus (WSSMV). Using different methods both viruses were found to be closely related. Leaves of BaYMV-infected winter barley and WSSMV-infected wheat typically showed similar symptoms. Electron microscopy studies revealed that both viruses lead to formation of 2 types of cytoplasmic inclusions bodies (Cl, 'pinwheel' structures; crystal-like respectively membranous) in infected cells that showed structural differences. This close relationship is also reflected by the high degree of amino acid sequence homology (74% in CP-, 83% in Nlb-, 68% in Nla-region). In spite of the remarkably high similarities both viruses have separate hosts. We demonstrated that, independently of the host range, a reliable distinction between WSSMV and BaYMV is possible using Northern blot hybridisation, reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blot analysis. Antisera raised against BaYMV proteins also detected WSSMV proteins in Western blot analyses. Even though corresponding proteins of both viruses were usually similar in size, the BaYMV-Cl antiserum cross-reacted with an additional protein about 8 kDa larger in wheat extracts and the BaYMV 28 kDa antiserum detected a protein of about 30 kDa in wheat extracts.

Résumé - Comparaison du virus de la mosaïque striée du blé (WSSMV) et du virus de la mosaïque jaune de l'orge (BaYMV) : 2 bymovirus très proches. Dans le but de mieux comprendre l'évolution qui mène à différentes gammes d'hôtes de virus transmis par des champignons, nous avons comparé le virus de la mosaïque jaune de l'orge (B _AYMV) et le virus de la mosaïque striée du blé (WSSMV). En utilisant différentes méthodes, nous avons remarqué que les 2 virus étaient très proches. Les feuilles de l'orge d'hiver infecté par le Ba YMV et du blé infecté par le WSSMV ont révélé des symptômes similaires. Des études au microscope électronique ont montré que les 2 virus entraînaient la formation d'inclusions cytoplasmiques cylindriques (Cl ; structure «pinwheel») dans les cellules infectées et ont souligné quelques différences structurelles. Ce lien de parenté est également révélé par la forte homologie des séquences d'acides aminés et de cADN (74% en CP, 83% en Nlb et 68% en Nla). Jusqu'à présent, le BaYMV et le WSSMV avaient été distingués sur le seul critère des plantes hôtes. Nous avons montré que, indépendamment de la gamme d'hôtes, des distinctions reproductibles entre WSSMV et BaYMV sont possibles en Northern RT-PCR (transcription reverse associée à la réaction de polymérase en chaîne) et Western blot. Bien que les protéines correspondantes des virus aient généralement une taille similaire, l'antisérum dirigé contre la protéine Cl du BaYMV a réagi chez le blé avec une protéine supplémentaire d'une taille de 8 kDa supérieure à celle de la protéine homologue, tandis que l'antisérum dirigé contre la protéine «28 kDa» du BaYMV reconnaît chez le blé une protéine de 30 kDa.

Key words: bymovirus / barley yellow mosaic virus / wheat spindle streak mosaic virus / Polymyxa graminis / host range

Mots clés : bymovirus / virus de la mosaïque jaune de l'orge / virus de la mosaïque striée du blé / Polymyxa graminis / hôte