Alfalfa mosaic virus (AMV), also known as Lucerne mosaic virus or Potato calico virus, is a worldwide distributed phytopathogen that can lead to necrosis and yellow mosaics on a large variety of plant species, including commercially important crops. It is the only Alfamovirus of the family Bromoviridae. In 1931 Weimer J.L. was the first to report AMV in alfalfa (Medicago sativa). Transmission of the virus occurs mainly by some aphids (plant lice), by seeds or by pollen to the seed.[1][2]
The virion has a capsid (coat protein) but no envelope. The icosahedral symmetry of the capsid is round to elongated. The range for the length of the virion particle is about 30–57 nm. AMV is a multipartite virus and is composed of four particles (three bacilliform and one spheroidal) with a diameter of 18 nm.[3][4]
The genetic material of AMV consists of three linear positive-sense strand RNAs (RNA 1, RNA 2 and RNA 3) and a subgenomic RNA (RNA 4) which is obtained by transcription of the negative-sense strand of RNA 3. RNA 1 and 2 encode proteins needed for replication. RNA 3 is required for the synthesis of the protein responsible for cell-to-cell movement. RNA 4 encodes the capsid.
Beside encapsidation and its role in movement, the viral coat protein plays a role in the initiation of RNA replication. This property is called genome activation and means that the genomic nucleic acid is not infectious without the capsid. Specific association of the coat protein with the RNA 3’- terminal sequences or with the subgenomic mRNA is required for the infection.
Bacilliform particles contain separately encapsidated RNAs 1, 2 and 3. Spheroidal particles each have two copies of RNA 4. The nucleotide sequence of the complete genome has been determined and the length of the genome is 8274 nucleotides (or 9155 including the subgenomic RNA). RNA 1, 2, 3 and 4 are respectively 3644 (3.65kb), 2593 (2.6kb), 2037 (2.2kb) and 881 (0.88kb) nucleotides long.[5][6][7]
The AMV cycle can be split up into five steps:
(Most details of the replication cycle are still unknown).[8]
AMV infects over 600 plant species in 70 families (experimental and natural hosts). Some hosts: potato (Solanum tuberosum), pea (Pisum sativum), tobacco (Nicotiana tabacum), tomato (Lycopersicon esculentum), bluebeard (Caryopteris incana), ...
Symptoms vary from wilting, white flecks, malformation like dwarfing, ringspots, mottles, mosaics to necrosis depending on the virus strain, host variety, stage of growth at infection and environmental conditions. Signs of infection can persist or disappear quickly. The virus can be detected in each part of the host plant. The virions are mainly found in the cytoplasm of the infected plant (as inclusion bodies; Inclusions of Alfalfa mosaic virus).
In vitro AMV has a longevity of 1–4 days (sometimes much longer). Temperature and light are the environmental factors that have the greatest influence on the multiplication and movement of AMV in the plant and thus indirectly on the symptoms. Under low temperature the appearance of necrosis for example is less than that for high temperature. The virus usually reaches his inactivation temperature at 60–65 °C. Dark conditions slow down the virus multiplication, while light speeds it up. A hypothesis for this phenomenon is that shading causes a decrease in ATP production by photosynthesis. The optimum pH was found to be about pH 7–7.5 for AMV in sap (depending on the host species). It has been proved that in the important forage grass alfalfa, the infection by AMV leads to a decrease of Cu, Fe, Mn, P and Zn quantities. On the other hand, an increase in N (viral protein) was observed. Infected alfalfa was also not seen to be harmful for domestic animals.[9][10][11][12]
AMV is a very variable plant virus and several strains with minor differences exist (strain Q, strain S, strain 425, strain AlMV-B, strain AlMV- S,...). Distinction is based on different symptoms in one or two chosen hosts and also on, for example, differential physico-chemical properties.[13]
The vectors are insects of the order Hemiptera, family Aphididae; green peach aphids (Myzus persicae) and at least 14 other species are known to play that role. AMV can also be transmitted by seed, pollen, through mechanical inoculation of plant sap and by the parasitic plant dodder (Cuscuta). The combination of seed-infected plants and spreading by aphids results mostly in high levels of infection.
The host range of the virus is wide and includes food and pasture crops (peas, lentils, potatoes, clovers,…). Infection by AMV causes important yield losses, reduces winter survival and facilitates infection of the affected plant by other pathogens.[14]
Insecticides against aphids are not effective for controlling AMV. Recommendations are sowing healthy seed (some seed companies sell seed tested for AMV), managing weeds, avoiding growing crops adjacent to infected pasture and other cultural practices to minimize AMV.[15] Work has been done on creating transgenic AMV resistant plants. For example, DNA derived from AMV encoding the gene for the capsid has been inserted into alfalfa plants. This reduced the susceptibility of the plants to infection by AMV and the plants would be less of a reservoir of virus for spread to other plants.[16]
Alfalfa mosaic virus (AMV), also known as Lucerne mosaic virus or Potato calico virus, is a worldwide distributed phytopathogen that can lead to necrosis and yellow mosaics on a large variety of plant species, including commercially important crops. It is the only Alfamovirus of the family Bromoviridae. In 1931 Weimer J.L. was the first to report AMV in alfalfa (Medicago sativa). Transmission of the virus occurs mainly by some aphids (plant lice), by seeds or by pollen to the seed.
Alfalfa mosaic virus
Le virus de la mosaïque de la luzerne (AMV, Alfalfa mosaic virus) est une espèce de virus du genre Alfamovirus (famille des Bromoviridae), dont c'est l'unique espèce (genre monotypique). C'est un virus à ARN simple brin de polarité positive, classé dans le groupe IV de la classification Baltimore. Ce virus cosmopolite infecte les plantes (phytovirus). Il provoque des nécroses et des mosaïque jaunes chez une grande variété d'espèces végétales, y compris certaines plantes cultivées de grande importance économique.
En 1931, J.L. Weimer fut le premier à détecter l'AMV chez la luzerne cultivée (Medicago sativa). La transmission de ce virus se fait principalement par certains pucerons, par les graines ou par le pollen vers les graines[4],[5].
Le virion a une capside mais pas d'enveloppe. La symétrie icosaédrique de la capside est ronde à allongée. L'amplitude de longueur de la particule du virion est d'environ 30 à 57 nm. L'AMV est un virus multipartite composé de quatre particules (3 bacilliformes et une sphéroïdale) avec un diamètre de 18 nm[6],[7]. Le matériel génétique de l'AMV comprend trois brins linéaires simples d'ARN (ARN 1, ARN 2 et ARN 3) et un ARN sous-génomique (ARN 4) qui est obtenu par transcription du brin à sens négatif de l'ARN 3. Les ARN 1 et 2 codent les protéines nécessaires à la réplication (Les ARN 1 et 2 ne peuvent infecter que le protoplaste). L'ARN 3 est nécessaire pour la synthèse de la protéine responsable du mouvement de cellule à cellule. L'ARN 4 code la capside. Outre l'encapsidation et son rôle dans le mouvement, la protéine coat virale joue aussi un rôle dans l'initiation de la réplication de l'ARN. Cette propriété est appelée « activation du génome » et signifie que l'acide nucléique génomique ne peut pas être infectieux sans la capside. L'association spécifique de la protéine coat avec l'ARN 3 - séquences terminales - ou avec l'ARNm sous-génomique est nécessaire pour l'infection. Les particules bacilliformes contiennent les ARN 1, 2 et 3 encapsidés séparément. Les particules sphéroïdales ont chacune deux exemplaires de l'ARN 4. La séquence de nucléotides du génome complet a été déterminée et la longueur du génome est de 8274 nucléotides (ou 9155 en incluant l'ARN sous-génomique). Les ARN 1, 2, 3 et 4 ont respectivement une longueur de 3644 (3,65 kb), 2593 (2,6 kb), 2037 (2,2 kb) et 881 (0,88 kb) nucleotides long[8],[9],[10].
Les vecteurs sont des insectes de l'ordre des hémiptères, de la famille des Aphididae. Le puceron vert du pêcher (Myzus persicae) et au moins 14 autres espèces de pucerons sont connus pour jouer ce rôle. L'AMV peut aussi se transmettre par les graines, du pollen à la graine (rarement par les ovules), par inoculation mécanique par la sève des plantes et par des plantes parasites du genre Cuscuta. La combinaison d'infection des plantes par les graines et de la diffusion par les pucerons se traduit le plus souvent par des niveaux élevés d'infection.
La gamme d'hôtes de ce virus est large et comprend des plantes cultivées alimentaires et fourragères (pois, lentilles, pommes de terre, trèfles, etc.). L'infection par l'AMV provoque d'importantes pertes de récoltes, réduit la survie hivernale et facilite l'infection des plantes affectées par d'autres agents pathogènes[11].
Les traitements insecticides contre les pucerons ne sont pas efficaces pour lutter contre l'AMV. Les recommandations sont de semer des graines saines (certains semenciers vendent des graines testées pour l'AMV), de limiter les mauvaises herbes, d'éviter la proximité des cultures avec des pâturages infectés et de recourir à d'autres pratiques culturales propres à minimiser l'AMV[12]. Une autre méthode passe par la création de plantes transgéniques résistant à l'AMV. Par exemple, de l'ADN dérivé de l'AMV contenant le gène codant la capside est inséré dans le génome de plantes. Cela réduit la sensibilité de la plante à l'infection par l'AMV et la plante joue moins le rôle de réservoir de virus pour sa diffusion vers d'autres plantes[13].
Le nom générique, « Alfamovirus », dérive du nom du virus-type Alfalfa mosaic virus.
Alfalfa mosaic virus
Le virus de la mosaïque de la luzerne (AMV, Alfalfa mosaic virus) est une espèce de virus du genre Alfamovirus (famille des Bromoviridae), dont c'est l'unique espèce (genre monotypique). C'est un virus à ARN simple brin de polarité positive, classé dans le groupe IV de la classification Baltimore. Ce virus cosmopolite infecte les plantes (phytovirus). Il provoque des nécroses et des mosaïque jaunes chez une grande variété d'espèces végétales, y compris certaines plantes cultivées de grande importance économique.
En 1931, J.L. Weimer fut le premier à détecter l'AMV chez la luzerne cultivée (Medicago sativa). La transmission de ce virus se fait principalement par certains pucerons, par les graines ou par le pollen vers les graines,.
