Virus yellows of sugar beet – exploring pathogen diversity and host resistance: groundwork for resistance breeding

Sockerbeta (Beta vulgaris ssp. vulgaris) är en gröda som huvudsakligen odlas i tempererade regioner av världen för det höga sackarosinnehållet lagrat i pålroten, vilket processas för att erhålla socker. Grödans avkastningskapacitet hotas av flera biotiska stressfaktorer där virusgulsot är en av de virussjukdomar som orsakar betydande skördeförluster. Virusgulsot orsakas i Europa av beet mild yellowing virus (BMYV), beet chlorosis virus (BChV) och beet yellows virus (BYV). De huvudsakliga vektorerna för dessa virus är persikbladlusen och betbladlusen. Insektsöverförda sjukdomar är på uppåtgående på grund av klimatförändringar och utgör ett stort hot. Vi utforskade diversiteten för de virus som orsakar virusgulsot i Sverige och förekomsten av turnip yellows virus (TuYV) i raps med prover som samlats in i olika delar av Sverige under 2019. Analyserna visade att de flesta proverna av sockerbeta samtidigt var infekterade med både BMYV och BChV, och två prover hade en trippelinfektion tillsammans med TuYV. Undersökningen i raps visade på hög förekomst av TuYV med en genomsnittlig infektionsnivå på 75% i Skåne, Kalmar och Östergötlands län. Med förbudet av det kemiska bekämpningsmedlet neonikotinoider för kontroll av bladlusvektorer finns det ett ökat behov av att utveckla resistenta eller toleranta sorter som ett hållbart alternativ. Vårt mål var i denna studie också att erhålla en djupare förståelse av interaktionerna mellan BMYV och dess värd genom att använda transcriptomics och en BMYVresistent vildväxande betgenotyp jämfört med en mottaglig genotyp av sockerbeta. Viruskvantifiering med RT-qPCR visade att den vildväxande betan var partiellt resistent. Ett stort antal gener var differentiellt uttryckta som svar på BMYVinfektion i den mottagliga genotypen medan den transkriptionella responsen var svagare i resistenta plantor. I den resistenta genotypen inkluderade de differentiellt uttryckta generna sju signifikant uppreglerade gener som kodar för proteiner involverade i protein-processning i endoplasmatiskt retikulum (ER). Detta kan vara Virusgulsot i sockerbeta – utforskande av patogendiversitet och värdresistens: en grundstomme för resistensförädling en av de mekanismer som bidrar till den vildväxande betgenotypens förmåga att hantera ER-stress orsakad av BMYV-infektion och att reducera virusnivån. För att identifiera genomregioner kopplade till symtomutveckling och BMYV-titer utfördes QTLseq och QTL-kartläggning med F2-, S1- och S2-populationer av korsningen vildväxande beta x sockerbeta. Dessa studier visade att inte en enstaka gen var ansvarig för BMYV-responsen och sänkt virustiter, utan att dessa egenskaper snarare bestäms av flera loci med låg effekt. På kromosom 1 identifierades ett signifikant QTL som var kopplat till lägre virushalt i blad och som förklarade 16,7% av variationen i egenskapen. Dessa resultat utgör tillsammans en stark grund för resistensförädling mot virusgulsot i sockerbeta.