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The callose test for the detection of leafroll virus in potato tubers
Authors:J A De Bokx
Institution:(1) Instituut voor Plantenziektenkundig Onderzoek (I.P.O.), Wageningen, The Netherlands
Abstract:Summary Formation of abnormal callose in the sieve tubes is the basis of a practical test for leafroll virus infection in potato tubers. However, as it has often been stated that the test is not consistent enough, the following features were examined, with standardisation in mind: distribution of affected phloem in the tuber, detectability with different stains, the effect of the ‘Rindite’ treatment for breaking dormancy, and the effects of time and temperature of storage. In early-harvested tubers infected with leafroll virus, sieve tubes near the heel end are the most likely to contain abnormal callose but elements located in the cortex and medulla, as well as those near the cambium, can also be affected. Callose continues to form in early-harvested tubers during at least the first month of storage, but does not appear in tubers infected within a few weeks of harvest. Relatively less callose is formed at 28 C than within the range 4–18 C. The callose test may help in judging the health of a crop but it cannot be made precise enough for more critical purposes.
Zusammenfassung Obwohl verschiedene Methoden zur Ermittlung von Blattrollvirusinfektion bei Kartoffeln entwickelt worden sind, wird zu ihrem Nachweis im allgemeinen noch immer die Augenstecklingsprüfung angewendet. Im Jahre 1955 wurde der Kallosetest von einigen Forschern eingeführt. Er beruht auf der Tatsache, dass das Blattrollvirus in den Siebr?hren des Phloems der Kartoffelknollen eine abnormale Kallosebildung hervorrufen kann. Wenn Schnittstücke von befallenen Knollen mit einem die Kallose f?rbenden Farbstoff behandelt werden, wird die Kallose sichtbar. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die vorhandene Kallose rasch festgestellt werden kann. Aus diesem Grunde wird der Test in verschiedenen L?ndern Europas im Anerkennungsverfahren für Saatkartoffeln angewendet. Ein Nachteil dieser Methode liegt darin, dass nicht das Virus selbst entdeckt wird, sondern nur eine seiner Sekund?rwirkungen. Da die Beurteilung der Testergebnisse weitgehend von den pers?nlichen F?higkeiten des Bearbeiters abh?ngt, k?nnte die gestellte Diagnose angezweifelt werden. Wir haben Versuche durchgeführt, um zu sehen, ob die Zuverl?ssigkeit des Teste verbessert werden k?nnte. Verschiedene Kallose-Farbstoffe, die Stelle der Kallose in der Knolle und Methoden zur F?rderung der Kallosebildung waren Gegenstand unserer Untersuchungen. Es wurden auch Versuche unternommen, um die Zeit zwischen der Infektion der Kartoffelpflanze mit Blattrollvirus und der Kallosebildung in der Knolle zu bestimmen. Bis jetzt ergab Resorzinblau die besten Resultate als F?rbemittel für die Kallose. Kein anderer der untersuchten Farbstoffe erh?hte die Zuverl?ssigkeit des Testes. Tabelle 1 zeigt, dass die Verteilung der Kallose in der Knolle sehr unregelm?ssig ist und dass sie sich haupts?chlich in der N?he des Nabelendes befindet. In Knollen von früh infizierten pflanzen findet man die Kallose auch am Kronenende. In früh geernteten Knollen wird die Kallosebildung durch Lagerung w?hrend 4 Wochen bei einer Temperatur von 10 bis 18 C erh?ht (Tabelle 2). Behandlung mit Rindite regte die Kallosebildung in Knollen der SorteBintje nicht an. Eine eigens aufgestellte Skala wurde verwendet um die beobachtete Kallosemenge zu vermerken. Die gef?rbten Siebr?hren zwischen den Schwarzen Linien in Abb. 1 wurden gez?hlt und die Zahl der gef?rbten Siebr?hren in Cortex und Medulla gesch?tzt. Auf Grund der Ergebnisse in Tabelle 4 wurde beschlossen zu empfehlen, dass auch die in Cortex und Medulla vorhandene Kallose, entgegen den Feststellungen vonWeller undArenz (1957) sowieSchuster undByhan (1958) in Betracht gezogen werden sollte. Dies bedeutet, dass wenn in Cortex und Medulla viel Kallose und in den Siebr?hren nahe beim Xylem keine gefunden wird, die Knolle trotzdem als infiziert betrachtet werden muss. Knollen, die eine Minimalmenge (1T) an Kallose aufweisen, n?mlich eine vollst?ndig mit Kallose gefüllte Siebr?hrenl?nge in der N?he des Kambiums, werden als krank bezeichnet. Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass Knollen von Pflanzen, die in einem sp?ten Entwicklungsstadium mit Blattrollvirus infiziert werden, nicht mehr Kallose bilden als gesunde Knollen. Daraus wird geschlossen, dass der Kallosetest nicht genügend zuverl?ssig ist, um im Studium des Viruswanderungsproblems von irgendwelchem Wert zu sein.

Résumé Bien que différentes méthodes de diagnostic du virus de l’enroulement sur pomme de terre se soient développées, la méthode du tuber-test est ordinairement encore utilisée pour cette recherche. Le test de callose a été adopté en 1955 par un nombre de chercheurs. Il est basé sur le fait que le virus de l’enroulement peut produire une callose anormale dans les tubes criblés de phloème du tubercule de pomme de terre. Le trempage dans un colorant de sections de tubercules infectés met en évidence, par coloration, la présence de cals. L’avantage de cette méthode est la détection rapide de la présence de callose. Pour cette raison, ce test figure au programme de production de plants de différents pays d’Europe. Cette méthode a l’inconvénient de mettre en évidence non le virus lui-même, mais un de ses effets secondaires. Comme l’appréciation des résultats issus de ce test dépend pour beaucoup du jugement personnel de l’examinateur, le diagnostic posé peut prêter à discussion. Nous avons effectué des expériences pour voir comment on pourrait augmenter la sécurité du test. Nous avons étudié la variation de la coloration des cals, la localisation des cals dans le tubercule et les moyens de stimuler leur formation. Des essais ont également porté sur la détermination de la période s’écoulant entre l’infection de la plante par le virus de l’enroulement et la formation des cals dans le tubercule. Jusqu’à présent, le bleu de résorcine donne le meilleur résultat comme colorant des cals. Aucun autre colorant n’augmente la sécurité du test. Tableau 1 montre l’irrégularité de la répartition des cals dans le tubercule et leur localisation fréquente piés du talon. Dans des tubercules de plantes infectées précocement, les cals se trouvent également prés de la couronne. La production de cals chez des tubercules récoltés précocement est favorisée par conservation pendant 4 semaines à une température de 10 à 18 C (Tableau 2). Le traitement à la rindite ne stimule pas la formation des cals dans les tubercules de la variétéBintje. Une échelle arbitraire a été utiliséc pour enregistrer la quantité de cals observéc. Lest tubes criblés colorés entre les lignes noires de Fig. 1 sont comptés et le nombre de tubes criblés colorés dans l’écorce et la mo?lle sont estimés. Selon résultats figurant au Tableau 4, il y a lieu de conseiller, contrairement aux conclusions deWeller etArenz (1957) et deSchuster etByhan (1958), de prendre aussi de considération les cals présents dans ces dernières zones. Ce qui signifie que, si on détecte beaucoup de cals dans l’écorce et la mo?lle et aucun cal dans les tubes criblés près du xylème, le tubercule doit néanmoins être considéré comme infecté. Des tubercules montrant une quantité minimale (1T) de cals, c’est-à-dire une section de tube criblé près du cambium complètement remplie de cals, devront être considérés comme malades. Les résultats figurant au Tableau 3 montrent que des tubercules issus de plantes infectées par le virus de l’enroulement dans le dernier stade de développement ne forment pas plus de cals que des tubercules sains En conclusion, le test de callose n’est pas suffisamment sur pour être valable dans l’étude des problémes de translocation de virus.
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