Jelenlegi ismereteink szerint 101 vírusrezisztencia-gén ismert a potyvirusokkal és 24 gén a cucumovirusokkal szemben. A legtöbb ismert gén a Solanum fajokban (25) és a Nicotiana fajokban (22) található (Kegler és Spaar, 1993).

A dohány N-gén működése és a hiperszenzitivitás

A vírusfertőzéssel kapcsolatos hiperszenzitivitás felfedezése Holmes (1929) nevéhez fűződik. Amikor az enyves dohányt (Nicotiana glutinosa) a dohány mozaik vírus (tobacco mosaic tobamovirus) közönséges (U1) törzsével fertőzte, akkor az inokulált leveleken lokális léziók képződését (HR) figyelte meg. A helyi nekrózisok a fertőzést teljesen lokalizálták, a rezisztencia minőségi jellegű, azaz teljes volt. A N. glutinosa és a kultúr dohányfajták (N. tabacum) keresztezésével olyan hibrideket állított elő, amelyek szintén hiperszenzitivitáson alapuló rezisztenciát mutattak a vírus fertőzésével szemben. A hiperszenzitív rezisztenciát biztosító „nekrotikus” N-gén dominánsan öröklődik. Az N-gén hőmérsékletfüggő, 32 °C felett nem működik, és a korábban lokalizált fertőzés szisztemikussá válik. A hiperszenzitív rezisztenciagén nemcsak dohány–dohány mozaik vírus (tobacco mosaic tobamovirus) kapcsolatban hőmérsékletfüggő, hanem ismert az is, hogy pl. 32 °C felett a Gomphrena globosa vagy a Capsicum chinense (PI 152225) hiperszenzitív reakciója (nekrotikus lokális léziók) a paradicsom bokros törpülés vírussal (tomato bushy stunt tombusvirus), ill. a paradicsom bronzfoltosság vírussal (tomato spotted wilt tospovirus) szemben szisztemikussá válik, tehát a magas hőmérséklet képes a hiperszenzitív rezisztencia áttörésére (Redolfi et al., 1977; Roggero et al., 1996). Az N-gén rezisztenciáját a virulensebb tobamovirusok (pl. paprikáról izolált Ob törzs) áttörik (Csilléry et al., 1983). A legtöbb információval az N-gén működésével kapcsolatosan rendelkezünk. Számos dohányfaj és vad Nicotiana faj (közöttük legjelentősebb a N. sylvestris, N. suaveolens) tartalmazza az N’-gént (105A ábra). Két dohány mozaik vírus törzsből készített hibrid nukleinsavak fertőzésével izolálni lehetett a vírus azon nukleotid szekvenciáit, amelyek a nekrózis kialakulását szabályozzák, és a dohány genomjában is sikerült már azonosítani HR-felelős géneket.

105. ábra - Nicotiana tabacum cv. Xanthi-nc (A), Nicotiana suaveolens (balról fertőzött, jobbról egészséges, kontroll növény) (B) és Datura stramonium (C) hiperszenzitív rezisztenciája a dohány mozaik vírussal (tobacco mosaic tobamovirus) szemben. Burgonya Y-vírussal (potato Y potyvirus) fertőzött Capsicum annuum cv. Bogyiszlói szisztemikus tünetei (D)

Az N-gén eredményessége a sejtfaltól függ. Az N-gént tartalmazó dohányok protoplasztjai ugyanúgy fertőzhetők vírussal, mint a fogékony fajták protoplasztjai, bennük a vírusreplikáció azonos mértékű, bár a rezisztens növény protoplaszt-kultúrszűrletéből vírusreplikációt gátló anyagot (IVR) izoláltak (Loebenstein és Gera, 1981). Ma már számos vírusrezisztencia-hordozó dohányfajta, ill. -törzs ismert (24. táblázat).

¹ TMV, tobacco mosaic tobamovirus (dohány mozaik vírus); PVY, potato Y potyvirus (burgonya Y-vírus); CMV, cucumber mosaic cucumovirus (uborka mozaik vírus); TSWV, tomato spotted wilt tospovirus (paradicsom bronzfoltosság vírus); TEV, tobacco etch potyvirus (dohány karcolatos vírus); TNV, tobacco necrosis necrovirus (dohány nekrózis vírus); TVMV, tobacco vein mottling potyvirus (dohány érfoltosság vírus).

A paradicsom Tm-gén és a kvantitatív rezisztencia

A paradicsom mintegy negyven vírussal szemben fogékony. A paradicsom mozaik vírus (tomato mosaic tobamovirus) tüneteit paradicsomon a Tm-gének szabályozzák. A Tm-O típusú izolátumokkal szemben a Tm-1 gén nyújt bizonyos fokú ellenálló képességet. A rezisztencia nem a fertőzés blokkolásán (HR), hanem a replikáció visszaszorításán és ezáltal a szisztemikus tünetek kifejlődésének gátlásán alapul. Ilyen szempontból tehát toleranciagén, mennyiségi jellegű. Ilyen esetben a kórokozó – csökkent mértékben – a rezisztens fajtákban is szaporodhat. A Tm-1 gén az O típusú izolátumok replikációját homozigóta fajtákban 95%-ban gátolta, míg a heterozigótáknál ez az érték csak 70% volt (Fraser és Loughlin, 1980, 1982). Ez a körülmény kedvez az új vírustörzsek kialakulásának, annál is inkább, mert a magas hőmérséklet a rezisztenciát megszünteti.

Magasabb fokú, extrém rezisztenciát adnak a Lycopersicon peruvianum növényből származó Tm-2 és a Tm-2² gének. A rezisztens növények normális hőmérsékleten tünetmentesek, vagy alig látható nekrózissal reagálnak a fertőzésre. Jelenlegi ismereteink szerint hatvan olyan paradicsomfajta, ill. hibrid ismert, amely tartalmazza a Tm-1 és Tm-2² rezisztenciagéneket. A Tm-2² gént eddig még egyetlen vírustörzs sem volt képes áttörni. Vírusokkal szemben az alábbi rezisztenciahordozók ismertek (25. táblázat).

¹ TMV, tobacco mosaic tobamovirus (dohány mozaik vírus); CMV, cucumber mosaic cucumovirus (uborka mozaik vírus); PVY, potato Y potyvirus (burgonya Y-vírus); PVX, potato X potexvirus (burgonya X-vírus); TSWV, tomato spotted wilt tospovirus (paradicsom bronzfoltosság vírus).

² A CMV [cucumber mosaic cucumovirus (uborka mozaik vírus)] rezisztenciahordozóinak meddőségi problémái miatt a rezisztencia öröklődése biztonságosan nehezen tanulmányozható.

³ A TSWV [tomato spotted wilt tospovirus (paradicsom bronzfoltosság vírus)] L. peruvianum növény esetében módosító gének jelenlétében fő domináns génnel öröklődik (Watterson, 1993).

A paprika inkomplett rezisztenciáját biztosító L¹-gének

A paprikát fertőző vírusok száma 40 felett van, és eddig több mint 20 vírus spontán előfordulását állapították meg (Horváth, 1986a). A paprika vírusokkal szembeni affinitására jellemző, hogy a virológiai irodalomban a 8 új Capsicum faj számos vírusra fogékony (Horváth, 1986b) (105D ábra). A paprikapatogén vírusok közül az egyik legveszélyesebb vírus a dohány mozaik vírus (tobacco mosaic tobamovirus). A dohány mozaik vírus ellenállóságát a Lⁱ-gének (inkomplett) szabályozzák (Lippert et al., 1965). Ezek a gének a vírusfertőzést elvileg hiperszenzitív reakcióval lokalizálják, de ez nem nyújt teljes körű védelmet minden tobamovirus fertőzés ellen. A vírus U1 törzsével szemben a L¹ rezisztenciagént hordozó fajták (L¹/L¹) lokális rezisztenciát nyújtanak, amit más tobamovirusok [paradicsom mozaik vírus (tomato mosaic tobamovirus), paprika enyhe foltosság vírus (paprika mild mottle tobamovirus)] áttörnek. A Capsicum frutescens növényből származó L² gén a paradicsom mozaik vírussal szemben nyújt ellenálló képességet, míg a teljesebb védelmet a Capsicum chinense L³ génje jelenti (Csilléry et al., 1983; Gáborjányi és Tóbiás, 1984; Moór és Zatykó, 1995; Zatykó és Moór, 1995). A Capsicum chacoense L⁴ rezisztenciagén átvitele paprikafajtákba is eredményesnek ígérkezik. Már van olyan paprikafajta (Himes), amely a legnagyobb rezisztenciával tűnik ki (Csilléry, 1995; Sági és Salamon, 1998). A 26. táblázat a Capsicum genotípusok és a tobamovirus patotípusok közötti kapcsolatot mutatja be.

¹ + = Fogékony (szisztemikus mozaik), – = lokális léziók (nem szisztemikus), rezisztens.

Újabb kutatások során megállapítást nyert, hogy a Capsicum annuum (C. annuum cvs Avelar, Criollos de Morelos, Jupiter, RNaky), C. annuum var. minimum, C. annuum var. piramidale, a Capsicum chinense (PI 152225, PI 159234, PI 159236), a C. frutescens (BG2814-6) fajtákban, ill. fajokban és származékaiban rezisztenciát állapítottak meg néhány potyvirussal, a paradicsom bronzfoltosság vírussal (tomato spotted wilt tospovirus), az uborka mozaik vírussal (cucumber mosaic cucumovirus) és a dohány nekrózis vírussal (tobacco necrosis necrovirus) szemben (Horváth, 1986c; Valkonen et al., 1996; Grube et al., 1998). Hiperszenzitív rezisztenciát állapítottak meg néhány fajban: Capsicum annuum var. longum [uborka mozaik vírus (cucumber mosaic cucumovirus)], C. barbatum var. pendulum [burgonya Y-vírus (potato Y potyvirus), paradicsom magtalanság vírus (tomato aspermy cucumovirus)], C. praetermissum [paradicsom mozaik vírus (tomato mosaic tobamovirus)], C. pubescens [uborka mozaik vírus, burgonya Y-vírus, paradicsom mozaik vírus, dohány mozaik vírus (tobacco mosaic tobamovirus)] (Horváth, 1986c).

Figyelemre méltó a Capsicum annuum növényekben kimutatott komplex vírusrezisztencia (27. táblázat).

¹ CMV, cucumber mosaic cucumovirus (uborka mozaik vírus); TMV tobacco mosaic tobamovirus (dohány mozaik vírus); PVY, potato Y potyvirus (burgonya Y-vírus); TEV, tobacco etch potyvirus (dohány karcolatos vírus); PepMoV, pepper mottle potyvirus (paprika foltosság vírus); TRSV, tobacco ringspot nepovirus (dohány gyűrűsfoltosság vírus), PVBV, pepper vein banding virus (paprika érszalagosodás vírus); PVMV, pepper veinal mottle potyvirus (paprika érfoltosság vírus).

A Capsicum annuum cv. CM 334 (mexikói paprika vonal) növény genetikai szegregációs analízise során megállapították, hogy a burgonya Y-vírussal (potato Y potyvirus) és a paprika foltosság vírussal (pepper mottle potyvirus) szembeni rezisztenciájáért két gén felelős. A pr4 gén a domináns, és mindkét vírus eddig ismert patotípusaival szemben aktív. A pr5 gén recesszív, és csak a burgonya Y-vírussal szemben érvényes (Dogimont et al., 1996). Legújabban uborka mozaik vírussal (cucumber mosaic cucumovirus) szembeni rezisztenciát mutattak ki a Capsicum annuum cv. French Perennial és a C. frutescens BG 2814-6 fajtában (Grube et al., 1996, 1998).

Az ellenőrzés módszere

¹ TMV-U1, dohány mozaik vírus U1 törzse (U1 strain of tobacco mosaic tobamovirus); ToMV-Ob, paradicsom mozaik vírus Ob törzse (Ob strain of tomato mosaic tobamovirus); PMMV-SL, paprika enyhe foltosság vírus SL törzse (SL strain of pepper mild mottle tobamovirus).

² A tünetek rövidítései és magyarázata A biotesztek virológiai alkalmazása c. fejezetben található

Megjegyzés: A legalacsonyabb, P₀ patotípusú dohány mozaik vírus U1 törzs (tobacco mosaic tobamovirus U1 strain = TMV-U1) (Siegel és Wildman, 1954) fertőzésére fogékony (L⁺ genotípusú) Fecske fajta inokulált levelein nincsenek tünetek, de a fertőzést követő két hét múlva szisztemikus mozaikfoltosság alakul ki a csúcsi leveleken. Ez a fajta minden paprikapatogén tobamovirus fertőzésére fogékony. A Rezisztens Keszthelyi fajta már a P₀ patotípusú TMV-U1 törzs fertőzésével szemben rezisztens, az inokulált leveleken a lokális nekrózisok gátat szabnak a kórokozó szisztemizálódásának, ugyanakkor fogékony a magasabb patogenitású vírustörzsekkel (P₁, P_{1, 2}, P_{1, 2, 3}) szemben (L¹ rezisztenciatípus). A Greygo fajta már magasabb rezisztenciaszintet mutat (L²), de rezisztenciáját elveszti egy magasabb patogenitású törzs (P₁) fertőzésével szemben. A Novares már az L³ rezisztenciagént is hordozza, tehát reziszens a P_{1, 2} patotípusú paradicsom mozaik vírus (tomato mosaic tobamovirus) Ob törzs (Csilléri et al., 1983) fertőzésére, de fogékony a P_{1, 2, 3} patotípusú paprika enyhe foltosság vírus (paprika mild mottle tobamovirus) SL-törzs (McKinney, 1952; Wetter et al., 1984) fertőzésével szemben. Az L⁴ gén védettséget ad az eddig ismert valamennyi patotípus fertőzésére. Eltérő patogenitású törzsek inokulációjával elvileg minden paprikafajta tobamovirus-rezisztenciaszintje megállapítható.

A burgonya rezisztenciagénjeinek szerepe a vírusellenállóságban

A burgonya biológiai leromlása – amelyet a kedvezőtlen környezeti feltételek is elősegítenek – az egyre inkább fokozódó vírusfertőzésekre vezethető vissza. A leromlásban mintegy 30 vírus vesz részt, de ismert, hogy a burgonyát mintegy 266 kórokozó és kártevő károsítja (Mendoza, 1986). A fontosabb vírusok a következők: burgonya levélsodródás vírus (potato leafroll polerovirus), burgonya Y-vírus (potato Y potyvirus), burgonya X-vírus (potato X potexvirus), burgonya S-vírus (potato S carlavirus), burgonya M-vírus (potato M carlavirus), burgonya A-vírus (potato A potyvirus), dohány rattle vírus (tobacco rattle tobravirus). E kórokozókkal szemben a különböző vad Solanum fajok eltérő magatartást mutatnak. Jelenlegi ismereteink szerint ma már több mint 150 vad gumós Solanum faj ismert, és mintegy 5 ezerre becsülhető a primitív burgonyaklónok száma (Huaman, 1986; Ochoa, 1990). Igen jelentős azoknak a fajoknak a szerepe, amelyek vírusrezisztencia-tulajdonságaiknál fogva az európai burgonyafajtákban mint keresztezési partnerek vesznek részt. A Solanum demissum 335, a S. tuberosum ssp. andigena 298, a S. stoloniferum és a S. vernei 41–41, a S. acaule 39, a S. phureja 27, a S. spegazzini 11, a S. chacoense 10 fajtában található meg (Hermsen, 1989). A legfontosabb genetikai anyagok (vad Solanum fajok) rezisztenciatulajdonságát a 29. táblázatban foglaltuk össze.

29. táblázat - A genetikai bázis (Solanum fajok) vírusrezisztenciája (Horváth, 1988 után) 1, 2, 3

Solanum fajok/fajták	Fertőzéssel szembeni rezisztencia	Túlérzékenységi rezisztencia (HR-rezi sztencia)	Immunitás
Solanum acaule	PLRV	PVX, PVY	PVX
S. cardiophyllum			PVM
S. demíssum	PLRV, PVY	PVA, PVX, PVY
S. megístacrolobum, EBS 1787		PVM, PVS
S. microdontum		PVM, PVS
S. phureja		PVY
S. stoloniferum		PVY, PVA	PVY, PVA
S. tuberosum ssp. andigena		PVS	PVX, PVY
S. tuberosum ssp. tuberosum			PVX
S. vernéi		PVY	PVY, PVA
S. tuberosum cv. Arran Pilot		TRV

¹ PLRV, potato \safro\\polerovirus (burgonya levélsodródás vírus); PVA, potato Apotyvirus (burgonya

A-vírus); PVM, potato M carlavirus (burgonya M-vírus); PVS, potato S carlavirus (burgonya S-vírus); PVX, potato X potexvirus (burgonya X-vírus); PVY, potato Y potyvirus (burgonya Y-vírus);TRV, tobacco rattle tobravirus (dohány rattle vírus).

² A Solanum phureja rezisztens a Pseudomonas solanacearum baktériummal szemben is.

³ Barker (1996) újabban a Solanum stoloniferum vad fajból származó dr. Macintosh és Maris Piper burgonyafajtákban - amelyek immunitást (Ry-gén) mutattak a burgonya Y-vírus (potato Y potyvirus) törzseivel (PVY°, PVY^N, PVY^NTN) szemben - egy korábban nem ismert Ra-gént is kimutatott; ez a gén a burgonya A-vírus (potato Apotyvirus) rezisztenciájáért felelős.

A burgonya vírusrezisztenciáját szabályozó fő géneket a 30. táblázat tartalmazza.

30. táblázat - Fontosabb rezisztenciaszabályozó gének (Foxe, 1992 után)

Vírus1	A rezisztencia típusa	Gén
PLRV	intolerancia	NI
PVY	lokális hiperszenzitivitás extrém rezisztencia	Ny Rysto Ryadg
PVX	lokális hiperszenzitivitás extrém rezisztencia	Nx, Nb Rx
PVS	lokális hiperszenzitivitás	Ns
PVM	lokális hiperszenzitivitás extrém rezisztencia	Na Rysto
TRV	intolerancia	Nt

¹ PLRV, burgonya levélsodródás vírus (potato \eafro\\polerovirus); PVY, burgonya Y-vírus (potato Y potyvirus); PVX, burgonya X-vírus (potato X potexvirus); PVS, burgonya S-vírus (potato S carlavirus); PVM, burgonya M-vírus (potato M carlavirus); TRV, dohány rattle vírus (tobacco rattle tobravirus).

• A burgonya Y-vírussal (potato Y potyvirus) szembeni ellenálló képesség kialakítása

A vírusnak négy törzstípusa ismert: PVY^N = PVY^O, PVY^R = PVY^N, PVY^C = PVY^C és PVY^An = PVY^An (Horváth, 1966a,b, 1967a,b). A leggyakoribb a közönséges PVY^O vagy normál törzs, amely mozaikfoltossággal, a levelek elszáradásával vagy lehullásával jellemezhető. A nekrotikus PVY^N törzs fertőzése ugyan enyhébb tünetekkel jár, de dohányon érnekrózist okoz. A vírus legújabb törzse (PVY^NTN) pedig a burgonyán gumónekrózist vált ki (Beczner et al., 1984). A PVY^C törzs levéltetű-átviteli képességét elveszítette. Ez utóbbi fertőzését az Nc gén jelenlétében a hiperszenzitív reakció legyőzi. A rezisztenciára nemesítés iránya egyrészt az N és az R fő gének bevitelén, másrészt a Solanum chacoense, S. demissum, S. microdontum, S. stoloniferum vad burgonyafajok hibridizálásán alapul. Az Ny gén expressziója változó, és a domináló vírustörzstől függő, míg az Ry gén stabil és nem vírustörzs-specifikus. Az extrém rezisztenciát adó gént a Solanum stoloniferum és a S. tuberosum spp. andigena vadburgonyában találták meg. A rezisztenciát egyetlen domináns gén biztosítja az összes törzs fertőzésével szemben. Ma már a legtöbb burgonyafajtában jelen van az Ry gén, amely egyéb vírusellenálló képességgel kombinálódik (Horváth és Wolf, 1991; Barker, 1996). A kvantitatív, nem lokalizálódó és extrém rezisztenciáért (immunitás), valamint a HR-reakcióért, ill. a kvalitatív lokalizált rezisztenciáért felelős gének a Solanum alandiae (BGRC 27326), Solanum stoloniferum (Ry^ston2, Rystorna, Rystona) növényben találhatók meg a burgonya Y-vírussal (potato Y potyvirus) és a burgonya A-vírussal (potato A potyvirus) szemben (106A ábra). A burgonya Y-vírussal szemben további rezisztenciagének vannak a Solanum andigenum (Ry^adg), S. chacoense (Ny^chc), S. hougashi (Ry^hou), S. pinnatisectum, S. polytrichon, S. simplicifolium, S. vernei, S. tuberosum (N^tbr) növényekben.

106. ábra - A: a burgonya Y-vírussal (potato Y potyvirus) szembeni hiperszenzitív reakció (az inokulált leveleken kialakuló nekrotikus léziók) Solanum tuberosum növényen. B: Solanum venturi (BGRC 8237) vad faj reakciója (szisztemikus mozaik) a burgonya X-vírussal (potato X potexvirus) szemben

• A burgonya X-vírus (potato X potexvirus) rezisztenciára nemesítés eredményei

A vírusrezisztenciát nyújtó fő gének a következők: Nb, Nx, Rx, Rx^acl és Rx^adg. A vírustörzsek csoportosítása annak megfelelően történik, hogy mely rezisztenciagéneket képesek áttörni (31. táblázat).

31. táblázat - A burgonya X-vírus (potato X potexvirus) törzsek csoportosítása (Foxe, 1992 után)

Gén	Törzstípus1
	1	2	3	4
nxnb	+	+	+	+
Nxnb	–	+	–	+
nxNb	–	–	–	+
NxNb	–	–	–	+
Rx	–	–	-	–

¹ + = Fogékony; – = Rezisztens.

A leggyakoribbak a 3. csoportba tartozó törzsek, a legritkábbak a 4. típusúak. Az Rx gén minden vírustörzs ellen hatásos, kivéve a HB bolíviai törzset. Ezeket a géneket már több fajtába sikeresen beépítették. A vírustörzscsoportok eltérő földrajzi elhelyezkedésének nagy jelentősége van (Valkonen et al., 1994).

• A burgonya levélsodródás vírussal (potato leafroll polerovirus) szembeni ellenállóság kialakítása

Némely fajta esetében a vírusrezisztenciát adó NI fő gén jelenlétében (amit kisebb gének módosíthatnak) a növények szisztemikus hiperszenzitivitás miatt elpusztulnak. Emiatt a nemesítési programok jó részében ez a fő gén nem szerepel. A betegség-ellenállóság kialakítása poligénikus úton történik, amelynek kifejeződése mennyiségi jellegű, nehezen, csak évekig tartó, magas infekciós nyomásnak kitett szabadföldi kísérletekkel ellenőrizhető. Az ellenálló képesség kialakítása részben a fertőzés elleni védelemre, részben a vírusszintézis csökkentésére, részben a transzlokáció megakadályozására irányul. A vírusszintézis gátlásáról több diploid burgonyafaj (Solanum etuberosum és S. brevidens) esetén beszámoltak. Ez utóbbi fajokat a biotechnológiai védekezés során fel is használták protoplasztfúziókra, tekintettel arra, hogy szexuális úton nem keresztezhetők a kultúr burgonyafajtákkal. Ezek a fajok burgonya Y-vírus (potato Y potyvirus), burgonya A-vírus (potato A potyvirus) és burgonya X-vírus (potato X potexvirus) ellenállósággal is rendelkeznek (Fehér et al., 1990; Valkonen et al., 1991, 1992; Horváth et al., 1993b, 1996).

• Egyéb burgonyapatogén vírusok

A burgonya A-vírus (potato A potyvirus), a burgonya M-vírus (potato M carlavirus) és a burgonya S-vírus (potato S carlavirus) gazdaságilag kevésbé jelentősek, ennek ellenére a nemesítési programokban szerepel a rezisztencia kialakítása. Ismert, hogy a burgonya A-vírussal szemben hiperszenzitív az Na gén, míg az Ry gén extrém ellenálló képességet nyújt (Barker, 1996). A burgonya M-vírus fertőzését a Gm domináns gén szabályozza, amelynek működését kisebb gének kontrollálják. A burgonya S-vírus ellen az Ns gén nyújt védelmet. A dohány rattle vírus (syn.: burgonya szártarkulás vírus; tobacco rattle tobravirus) elleni védelmet egyetlen fő gén (Nt) adja (Foxe, 1992; Swiezynski, 1994).