Analyse der 5` und 3` nicht kodierenden Regionen des Cherry leaf roll virus
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes sollte untersucht werden, ob sich CLRV-Isolate aus unterschiedlichen Wirtspflanzen und phylogenetischen Gruppen hinsichtlich ihrer Variabilität innerhalb ihrer 3´-nicht-kodierenden Regionen (3´ NCR) unterscheiden. Zugrunde lag die die im Gegensatz zu anderen CLRV-Isolaten unterschiedliche phylogenetischen Gruppierung eines Isolats aus Himbeere auf der Basis eines Teilbereichs der 3´ NCR bzw. des Hüllprotein-kodierenden Bereichs. Es wurde daher vermutet, dass es sich bei dem Himbeer-Isolat um eine natürliche Rekombinante handeln könnte. In einer ersten Nukleotidsequenzanalyse der vollständigen RNA1 und RNA2-3´ NCRs von insgesamt sechs CLRV- Isolaten wies das Himbeer-Isolat entgegen der anderen eine außergewöhnlich hohe intraspezifische Sequenzdiversität der 3´ NCRs von 26,2 % auf, entsprechend den errechneten interspezifischen Sequenzunterschieden der 3´ NCRs von 4,7-26 %. Infolgedessen sollte durch eine Populationsstrukturanalyse überprüft werden, ob zwischen den CLRV-Isolaten Unterschiede im Grad der Homogenität der RNA1- bzw. RNA2-spezifischen 3´ NCRs in verschiedenen RNA-Populationen nachzuweisen sind und das Himbeer-Isolat möglicherweise eine Quasi-Spezies darstellt. Diese Hypothese konnte nicht validiert werden. Dennoch traten deutliche Isolat-spezifische Unterschiede in der Häufigkeit von geringen Sequenzvarianten auf. Darüber hinaus konnte hier die postulierte grundsätzliche Homologie der RNA1- und RNA2- 3´ NCRs (über 90 %) von Nepoviren bestätigt werden. Im Vergleich zu anderen Nepoviren der Subgruppe C besitzt das CLRV sowohl die kürzeste 5´ NCR (11 nt) als auch die längste 3´ NCR (1538-1595 nt). Daraus leitete sich die Frage nach der funktionellen Regulation der Translation auf, da regulatorische Elemente für andere Nepoviren innerhalb dieser Bereiche lokalisiert sind. Auf der Basis von Computer-basierten Sequenz- und Sekundärstrukturanalysen wurden Hinweise auf funktionelle, Translations-assoziierte Elemente in den CLRV-5´-und 3´ NCRs gefunden. Der eindeutig optimale Sequenzkontext des ersten AUG-Kodons als Erkennungsstelle für den Translationsinitiationskomplex und ein hoch konserviertes Sekundärstrukturelement innerhalb der 3´ NCRs, das zur 5´ NCR komplementäre Nukleotidsegmente aufweist, führte zu einem theoretischen Modell der Translationsinitiation. Demzufolge wird die Translation der CLRV-RNAs mittels eines putativen 3´ CITE, der den Translationsinitiationsfaktor-Komplex bindet und diesen durch eine Langstreckenbasenpaarung mit der 5´ NCR an das erste Starkodon leitet, über einen ribosomalen Scanning-Mechanismus initiiert. Dieses Modell muss in weiterführenden Studien funktionell validiert werden.
Publications
- (2009): Bedeutende Viren an Birke – Fallbeispiele aus Deutschland, Finnland und den USA. In: Dujesiefken, D. (Hrsg.): Jahrbuch der Baumpflege. Haymarket Media, Braunschweig, 215-221
Bandte, M., von Bargen, S., Arndt, N., Grubits, E., Jalkanen, R., Büttner, C.
- (2010): Auftreten und Bedeutung des Cherry leaf roll virus in Laubbäumen am Beispiel von Steinfrüchten. In: Dujesiefken, D. (Ed.), Jahrbuch der Baumpflege, Haymarket Media, Braunschweig, 237-244
Langer, J. von Bargen, S., Bandte, M., Hamacher, J., Büttner, C.
- (2010): Die 3´ nicht-kodierenden Regionen des Cherry leaf roll virus – identisch oder variabel? 57. Deutsche Pflanzenschutztagung, 6-9. Sep. in Berlin. In: Julius-Kühn-Archiv 428, p. 407
Robel, J., Langer, J., von Bargen, S., Büttner, C.
- (2010): Die nicht-kodierenden Genomregionen des Cherry leaf roll virus. 65. ALVA-Jahrestagung „Vom Lebensmittel zum Genussmittel – was essen wir morgen?“ 31. Mai – 1. Juni in Wels. Tagungsband, 237
Langer, J., von Bargen, S., Büttner, C.
- (2010): Molecular characterization of the cherry leaf roll virus. XXIII IUFRO-World Congress, 23-28. August in Seoul. In: The International Forestry Review 12, p. 400
Langer, J., von Bargen, S., Bandte, M., Büttner, C.
- (2010): Sequenzstabilität der 3´ nichtkodierenden Regionen verschiedener Cherry leaf roll virus-Isolate. 42. Jahrestreffen des DPG Arbeitskreises „Viruskrankheiten der Pflanzen“ 11.-12.3. in Göttingen
Langer, J., Robel, J., von Bargen, S., Büttner, C.
