Phenotypic effects of Heterobasidion viruses in single and multiple virus infections

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201606092367
Title: Phenotypic effects of Heterobasidion viruses in single and multiple virus infections
Author: Mäkelä, Salla
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2016
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201606092367
http://hdl.handle.net/10138/163704
Thesis level: master's thesis
Discipline: Skogsekologi
Forest Ecology
Metsäekologia
Abstract: Heterobasidion parviporum on merkittävin havupuiden lahottaja boreaalisella metsävyöhykkeellä. Juurikäävän leviämistä voidaan torjua monin eri keinoin, mutta uusia menetelmiä tarvitaan jo kasvupaikalla olevan juurikäävän torjuntaan. Sienivirukset voisivat toimia potentiaalisena torjuntakeinona juurikääpää vastaan. Aiemmin sienivirusta on käytetty tehokkaasti biologisena torjuntamenetelmänä kastanjansurmatautia aiheuttavan Cryphonectria parasitica sienipatogeenin torjumiseen. Ainakin 15 % H. annosum sensu lato (Fr.) Bref –isolaateista on kaksijuosteisten RNA–virusten infektoimia, mutta suurin osa juurikäävän viruksista ei aiheuta näkyviä oireita isännälleen. Ajan kuluessa virusten on huomattu akkumuloituvan juurikääpäyksilöissä, mutta juurikäävän moninkertaisten virusinfektioiden vaikutuksia isäntäsieneen ei tunneta. Työn tarkoitus oli tutkia heikentävätkö moninkertaiset virusinfektiot kuusenjuurikäävän kasvua ja kilpailukykyä enemmän kuin yksittäisen viruksen aiheuttama infektio. Tässä työssä tutkittiin virusinfektioiden vaikutusta kuusenjuurikäävän kasvunopeuteen kahdessa eri lämpötilassa, 6 °C ja 20 °C. Lisäksi tutkittiin virusten vaikutusta kuusenjuurikäävän kilpailukykyyn harmaaorvakkaa (Phlebiopsis gigantea) sekä Paxillus involutus ja Meliniomyces bicolor mykorritsasieniä vastaan kasvumaljoilla. Trichoderma atroviride homeuutetta sekoitettiin kasvumaljoille ja uutteen vaikutusta viruksilla infektoitujen juurikääpäkantojen kasvuun tutkittiin. Tutkimuksessa selvitettiin myös kvantitatiivisen RT–PCR–menetelmän avulla vaikuttaako muiden virusten läsnäolo moninkertaisissa virusinfektioissa yksittäisen viruksen (RdRp) RNA segmenttien määrään sienirihmastossa. Kasvukokeiden tulokset osoittivat, että HetPV13–an1 yksittäinen virusinfektio vähensi radikaalisti 7R242 juurikääpä–isolaatin kasvua 20 °C:ssa kun taas moninkertainen virusinfektio ei vaikuttanut juurikäävän kasvuun, vaikka virus HetPV13–an1 oli läsnä myös moninkertaisessa virusinfektiossa. 6 °C:ssa kaikki virusinfektiot vähensivät juurikääpä–isolaatti 7R242:n kasvua, mutta HetPV13–an1 vaikutus oli suurempi kuin muiden virusinfektioiden. Virus HetPV13–an1 laski juurikääpä isolaatti 7R242:n kilpailukykyä harmaaorvakkaa (P. gigantea) vastaan. Mykorrtisasieni P. involutus pystyi rajoittamaan juurikäävän kasvua kun juurikääpä-isolaatti 7R242 sisälsi viruksen HetPV13–an1 tai moninkertaisen virusinfektion. Mykorrtisasieni M. bicolor oli lievästi antagonistinen juurikääpää vastaan hidastamalla juurikäävän kasvua, mutta M. bicolor ei pystynyt pysäyttämään juurikäävän kasvua kokonaan. T. atroviride homeuutteen lisääminen kasvualustaan vähensi kaikkien juurikääpäkantojen kasvua, mutta homeuute osoitti tasoittavan virusten vaikutusta isäntään. Viruksen (RdRp) RNA segmenttien määrä kasvoi isäntäsienessä muiden virusten läsnä ollessa. Tutkimuksen johtopäätös on, että moninkertaisen virusinfektion vaikutus juurikääpäisäntään ei ole additiivinen eikä vaikutus sieni–isäntään ole suurempi kuin yksittäisen virusinfektion vaikutus.Heterobasidion parviporum is a major pathogenic fungus in Northern hemisphere causing root and but rot to the economically valuable conifers. The spreading of Heterobasidion to new forest sites can be controlled with several methods, but there is a strong need for new methods to control established Heterobasidion in the forest site. In Europe, another pathogenic fungus of chestnut trees, Cryphonecteria parasitica has been succesfully controlled with a fungal virus. At least 15 % of H. annosum sensu lato (Fr.) Bref isolates are infected with dsRNA viruses, however the majority of Heterobasidion viruses do not cause notable phenotypic effects on their host fungus. Viruses are known to accumulate in Heterobasdion individuals over time, but not much is known about the possible effects of multiple virus infections on the host fungus. The primary objective of this study was to investigate whether multiple virus infections of Heterobasidion viruses would cause more debilitating phenotypic effects on the host H. parviporum compared to a single virus infection. In this study, the effect of viruses on the growth rate of H. parviporum was investigated at two different temperature conditions, 6 °C and 20 °C. Secondly, the effect of Heterobasidion viruses on the competitive ability of H. parviporum against saprotrophic fungus Phlebiopsis gigantea and mycorrhizal fungi Paxillus involutus and Meliniomyces bicolor was tested on paired cultures. Additionally, Trichoderma atroviride mycelial extract was spread into the substrate and the effect of the treatment on the growth rate of virus infected H. parviporum was investigated. Thirdly, it was investigated with quantitive real time RT–PCR whether the presence of the other viruses in multiple virus infections would affect the virus (RdRp) RNA quantity of a single virus in the host mycelium. The results of the growth experiments revealed that at 20 °C HetPV13–an1 single virus infection caused radical decrease in the growth rate of H. parviporum 7R242, but multiple virus infections had no effect on the growth rate even though HetPV13–an1 was present in the multiple virus infection. At 6 °C, all the virus infections decreased the growth rate of H. parviporum 7R242 but virus HetPV13–an1 more than the other virus infections. The competitive ability of H. parviporum 7R242 against P. gigantea was reduced by virus HetPV13–an1. P. involutus was able to restrict the growth of H. parviporum 7R242 infected with multiple viruses or HetPV13–an1. M. bicolor showed slight antagonistic activity towards H. parviporum but none of the virus infections decreased the competitive ability of H. parviporum enough in order for M. bicolor to restrict the growth of H. parviporum. T. atroviride cellular exudates decreased the growth rate of all the fungal strains, but the treatment seemed to even out the effects of the viruses. The virus RdRp RNA quantity was higher in the presence of other viruses in multiple virus infections. The main conclusion of the study is that the effect of multiple virus infections on H. parviporum is not additive and multiple virus infections did not cause more debilitating effect on the host fungus compared to a single virus infection.


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record