Hohe genetische Vielfalt beim Flügeldeformationsvirus

  • Veröffentlicht am: 04.12.2019

Das Flügeldeformationsvirus führt zu flugunfähigen Bienen. Foto: Shawn Caza/Wikimedia, CC-BY-SA-3.0

Das Flügeldeformationsvirus (DWV) ist in den Vereinigten Staaten genetisch weitaus vielfältiger als bisher angenommen. Die verschiedenen Abstammungslinien dieses Virus erschweren die Entwicklung antiviraler Anwendungen, die die Grundlage für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen das Virus sein könnten.

Die hohe genetische Vielfalt wurde sowohl in den Viruspopulationen einzelner Honigbienen als auch in den Bienen ganzer Völker festgestellt. Ungefähr neun Prozent der Nukleotide der Virus-RNA weisen bei mehr als 0,5 Prozent der Viruspopulation polymorphe Varianten auf.

„Wir haben festgestellt, dass die genetische Ausstattung von DWV in den Vereinigten Staaten nach einem starken Flaschenhals-Ereignis, wahrscheinlich der Ankunft der Varroa-Milbe in den 1980er Jahren in den USA, eine deutliche Ausweitung der Vielfalt zeigt. Die Varroa-Milbe scheint einen dramatischen Verlust der genetischen Vielfalt von DWV bei Honigbienen zu verursachen, weil die Übertragung durch die Milben einige virulente Stämme begünstigt“, so Studienautor Eugene Ryabov vom Agricultural Research Service. „Unterschiede in der genetischen Sequenz des Virus unterstreichen die Bedeutung von DWV-Analysen an verschiedenen Orten in den Vereinigten Staaten und in anderen Ländern, damit wir die Entwicklung des Virus verfolgen können.“

Bei der Studie kam zum ersten Mal ein neues Reverse-Genetik-System zum Einsatz, mit dem die Virulenz der untersuchten Populationen des Flügeldeformationsvirus bewertet werden konnte. Dazu haben die Forscher eine Reihe geklonter DNA-Kopien von DWV-RNA-Varianten produziert. Das Flügeldeformationsvirus besitzt natürlicherweise nur RNA, wodurch mehr Kopien von jeder Variante erstellt werden können. Durch die Infektion von Honigbienen mit diesen geklonten DWV-Varianten unter Laborbedingungen – einzeln oder in Kombination – konnten die Forscher nachverfolgen, welche Varianten virulent sind.

Die Entdeckung der hohen genetischen Vielfalt zeigt, dass die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden oder sogar eines Impfstoffs gegen das Flügeldeformationsvirus erheblich schwieriger sein wird, als bisher angenommen.
Bei einer derart divergierenden Viruspopulation ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass einzelne Varianten von einer genetisch spezifischen Behandlung nicht getroffen werden. Dieser aktuell kleine Teil der Viruspopulation könnte sich schnell verbreiten, sobald die Ziel-Varianten durch den Menschen eliminiert worden sind.

„Das Beste, was die Imker tun können, um den Schaden durch den Flügeldeformationsvirus zu verringern, ist die Begrenzung der Virus-Konzentration durch Behandlung und Verringerung der Anzahl der Varroa-Milben, die das Virus verbreiten“, so Eugene Ryabov.

Literaturstelle: 

Ryabov EV, Childers AK, Lopez D, Grubbs K, Posada-Florez F, Weaver D, et al. (2019) Dynamic evolution in the key honey bee pathogen deformed wing virus: Novel insights into virulence and competition using reverse genetics. PLoS Biol 17(10): e3000502.

Die Studie ist in vollem Umfang frei zugänglich (Open Access).
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