Genetische Vielfalt und die Evolution der Viren

Ein Schlüsselfaktor für die Evolution der Viren liegt in ihrer Fähigkeit zur Erzeugung genetischer Vielfalt begründet, so dass sie sich an neue Umgebungen und Wirte anpassen können. Resultat ist eine größere Diversifizierung der Viruspopulation und das Auftauchen neuer Krankheiten, die durch das Erscheinen neuartiger viraler Entwicklungslinien verursacht werden.

Klimawandel und Umwelt

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Grundlagenforschung

Ungeachtet ihrer Bedeutung sind unsere Kenntnisse darüber, wie sich neue Virenarten entwickeln, immer noch sehr begrenzt. Das Projekt PLANTVIRSPE (Analysis of speciation modes in plant RNA viruses) nahm diese Wissenslücke in Angriff und untersuchte die Artenbildung bei Viren auf der Grundlage von Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Viren. Die Projektpartner konzentrierten sich auf die Gattung Potyvirus, die wild lebende Wirte in immergrünen Eichen- und Auwäldern infiziert, die zwei der am weitesten verbreiteten Ökosysteme im europäischen Mittelmeerraum bilden. Genetische Vielfalt und Struktur des Potyvirus untersuchte man in den ausgewählten Ökosystemen gemeinsam mit den ökologischen Faktoren, welche die Artenbildung beeinflussen. Die Wissenschaftler entwickelten außerdem ein Vorhersagemodell. Man sammelte das Potyvirus an fünf Orten mit immergrünen Eichen und in fünf Auwäldern auf der Pyrenäenhalbinsel und charakterisierte diese Proben. Die Forscher haben an jedem Ort eine Liste über die Vielfalt an Pflanzen erstellt und die Potyvirusarten ermittelt, d. h. deren Vorkommen und das Wirtsspektrum wurden dann bestimmt. Aus den Resultaten geht hervor, dass Pflanzenzusammensetzung und Wirtsartenreichtum bei den beiden Ökosystemen verschieden und in den Auwäldern reichhaltiger waren. Überdies war auch das Auftreten von Potyvirus und der Virusartenreichtum in den Auwäldern stärker ausgeprägt. Die beiden Ökosysteme wiesen verschiedene Virenarten auf, über die zuvor noch nicht berichtet wurde, was darauf hinweist, dass die Wahrscheinlichkeit einer Potyvirusinfektion in Systemen mit höherer Biodiversität größer war. Man ermittelte Nukleotidsequenzen des Proteingens der Hülle für 157 Virusisolate von beiden Ökosystemen und verglich diese unter Einsatz von Genomanalysen. Dabei offenbarte sich, dass die genetische Vielfalt der Potyviruspopulationen durch den Wirt und den geografischen Ort jedes geprüften Virusisolats beeinflusst wurde. Die Analyse erfolgte auf Basis des multivariaten prädiktiven Modells und zeigte, dass Biodiversität und Pflanzendichten zusammen mit den Klimabedingungen die Hauptfaktoren waren, welche das Auftreten des Potyvirus und die genetische Diversifizierung beeinflussen. PLANTVIRSPE leistete einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis, wie sich neue Pflanzenviren entwickeln, und ermöglichte es den Wissenschaftlern, bessere Strategien zur Bekämpfung der existierenden und des Aufkommens neuer neuer Infektionskrankheiten zu konzipieren.

Schlüsselbegriffe

genetische Diversität, genetische Vielfalt, PLANTVIRSPE, Artenbildung, Speziation, Potyvirus, Nukleotidsequenzen

Analysis of speciation modes in plant RNA viruses

Genetische Vielfalt und die Evolution der Viren

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