Evaluation of resistance to the Moroccan Watermelon Mosaic Virus (MWMV) in a collection of accessions of the genus Cucurbita

Abstract

[ES] Las cucurbitáceas se consideran una familia de gran importancia económica a nivel global, y uno de los objetivos principales para incrementar el rendimiento anual de estos cultivos se basa en la mejora de resistencia a enfermedades. Los Potyvirus, como el Zucchini Yellow Mosaic Virus (ZYMV) o el Watermelon Mosaic Virus (WMV) pueden provocar daños significativos a las cucurbitáceas. Adicionalmente, hace cuatro décadas, se reportó una nueva especie de virus transmitida por pulgones dentro del género, denominada Moroccan Watermelon Mosaic Virus (MWMV), considerada una amenaza emergente para la producción de cucurbitáceas en los países mediterráneos. Como se trata de una enfermedad transmitida por insectos, el método más eficiente para evitarla es mediante resistencia genética. Así pues, la búsqueda de fuentes de resistencia frente a este virus ayudaría a evitar pérdidas económicas considerables. Para ello, se deben buscar fuentes naturales de resistencia tanto en especies cultivadas como silvestres relacionadas, siendo este el objetivo de este trabajo, que se ha enfocado en el género Cucurbita (calabazas y calabacines). Treinta y cinco entradas diferentes del género Cucurbita, seleccionadas de la colección de germoplasma mantenida por el grupo de mejora de cucurbitáceas y el banco de germoplasma del COMAV, fueron inoculadas de forma mecánica con un extracto de un aislado de MWMV proporcionado por el grupo Geves. La fuente de inóculo viral se obtuvo mediante infección de plantas de la especie Cucurbita pepo, entrada MU-CU-16, que es susceptible a la enfermedad. Las plantas se cultivaron en una cámara climatizada, a una temperatura controlada y los síntomas se monitorizaron durante cuatro semanas. Se recogieron muestras de tejido para posteriores análisis del RNA viral mediante hibridación basada en tissue printing/dot-Blot o qPCR. Los resultados indican que la técnica de tissue printing no es adecuada para la detección del virus, pero la visualización de síntomas, dot-Blot y qPCR son métodos eficaces para identificar infección por MWMV. La mayoría de las especies de Cucurbita estudiadas fueron susceptibles al MWMV. Sin embargo, dos entradas de C. maxima se encontraron como posibles candidatas a ser tolerantes, mientras que una entrada de una especie silvestre, C. pedatifolia, se clasificó como resistente. Los prospectos de futuro incluyen la evaluación de tolerancia en las dos primeras entradas y estudios genéticos de la heredabilidad de la resistencia a MWMV de C. pedatifolia.

[EN] Cucurbit species are considered economically important crops worldwide and breeding for disease resistance is a major objective to increase the annual yield of these crops. Potyviruses, such as Zucchini Yellow Mosaic Virus (ZYMV) or the Watermelon Mosaic Virus (WMV) can cause significant damage to cucurbits. Additionally, four decades ago, a new aphid-transmitted species within the genus was reported, the Moroccan Watermelon Mosaic Virus (MWMV), which is considered an emergent threat to cucurbit production in Mediterranean countries. As an insect transmitted disease, the most efficient method to avoid it is through genetic resistance. Thus, screening for sources of resistance to this emerging virus would help avoiding significant economic losses. To do so, natural resources of resistance should be searched in both cultivated and related wild species, which is the main objective of this study, and has been focused on the genus Cucurbita (pumpkins, squashes, and gourds). Thirty- five different cucurbit accessions, selected among a germplasm collection maintained by the Cucurbits breeding group and the germplasm bank within COMAV, were mechanically inoculated with a MWMV isolate provided by Geves Group. Source of viral inoculum was obtained by infecting plants of Cucurbita pepo, MU-CU-16 accession, known to be susceptible to the disease. Plants were grown in a climatic chamber with controlled temperature and symptoms were assessed for four weeks. Tissue samples were collected for further viral RNA analyses by tissue printing/dot-Blot hybridization or qPCR. Results indicate that tissue printing is not suitable for viral detection, but symptomatology, dot- Blot and qPCR are efficient methods to identify MWMV infection. Most of the Cucurbita spp. accessions studied were susceptible to MWMV. However, two accessions of C. maxima were found as candidates to be tolerant, while one accession from a wild species, C. pedatifolia, was classified as resistant. Future prospects include the evaluation of tolerance in these accessions and the genetic study of MWMV resistance inheritance from C. pedatifolia.