Cytopathological characterization of Mal de Río Cuarto virus in corn, wheat and barley

Abstract

The Mal de Río Cuarto disease is caused by Mal de Río Cuarto virus (MRCV) transmitted by Delphacodes kuscheli. Comparative studies were carried out on the cytopathological alterations produced by MRCV in corn (Zea mays), wheat (Triticum aestivum) and barley (Hordeum vulgare), as seen with a transmission electron microscope. Corn plants were infected with viruliferous D. kuscheli collected from the endemic disease area (i.e. Río Cuarto County, Córdoba, Argentina). For the viral transmission to small grain cereal plants, laboratory rared insects were used. In this case, the inoculum source was wheat and barley plants infected with MRCV isolate grown in a greenhouse. Leaf samples with conspicuous symptoms were collected: enations and size reduction in corn; crenatures, swelling veins and dark green color in small grain cereals. Viral infection was corroborated by DAS-ELISA. Viroplasms containing complete and incomplete virus particles and fibrillar material were found in the cytoplasm of infected cells in all species. Mature virions were between 60 and 70 nm diameter. In wheat and barley, viroplasms and dispersed particles were observed only in phloem, while in corn virions were also found in cells of the bundle sheath. Crystalline arrays of particles were detected in corn enation constitutive cells. Tubular inclusions were found only in wheat samples. The three species showed abnormalities in the chloroplasts of affected cells. The results showed that MRCV cytopathology has similarities with other viruses from the genus Fijivirus, family family Reoviridae, but slight differences depending upon the host plant.La enfermedad denominada mal de Río Cuarto es causada por el Mal de Río Cuarto virus (MRCV) transmitido por Delphacodes kuscheli. Se reportan los resultados de un estudio de las alteraciones citopatológicas producidas por el MRCV en maíz (Zea mays), trigo (Triticum aestivum) y cebada (Hordeum vulgare), observadas en microscopio electrónico de transmisión. Las plantas de maíz fueron inoculadas con ejemplares infectivos de D. kuscheli colectados en la zona endémica de la enfermedad. Para la transmisión del virus a los cereales de grano fino se utilizaron insectos criados en laboratorio, siendo la fuente de inóculo plantas de trigo y cebada infectadas con un aislamiento del virus obtenido en Río Cuarto y mantenido en invernáculo. Se colectaron muestras de hojas con síntomas conspicuos en maíz, y en cereales de grano fino. La infección viral fue corroborada mediante DAS-ELISA. Se encontraron viroplasmas, conteniendo partículas virales completas e incompletas y material fibrilar, en el citoplasma de las células infectadas en todas las especies. Los viriones maduros midieron entre 60 y 70 nm de diámetro. En trigo y cebada, los viroplasmas y partículas dispersas fueron observados sólo en el floema, mientras que en maíz también se encontraron viriones en las células de la vaina. En maíz, se detectaron partículas formando arreglos cristalinos en las células de las enaciones. Exclusivamente en las muestras de trigo, se encontraron inclusiones tubulares. Las tres especies mostraron anomalías en los cloroplastos de las células afectadas. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que la citopatología propia del MRCV presenta semejanzas con la de otros fijivirus y pequeñas diferencias dependiendo de la planta hospedante.