YY^ tol ^5<Y Genetic interaction betweenPhaseolu s vulgaris andbea ncommo n mosaic virus with implicationsfo r strain identification andbreedin gfo r resistance E. Drijfhout NN08201.734 Genetic interaction between Phaseolus vulgaris and bean common mosaic virus with implications for strain identification and breeding for resistance Promotor: dr.ir. J. Sneep, hoogleraar in de plantenveredeling Co-promotor: dr.ir. J.P.H,va n der Want, hoogleraar in de virologie E. Drijfhout Genetic interaction between Phaseolus vulgaris and bean common mosaic virus with implications for strain identification and breeding for resistance Proefschrift ter verkrijging van de graad van doctor in de landbouwwetenschappen, op gezagva n de rector magnificus, dr. H.C.va n derPlas , hoogleraar in de organische scheikunde, in het openbaar te verdedigen op woensdag 20 september 1978 des namiddags te vier uur in de aula van de Landbouwhogeschool te Wageningen Centrefor AgriculturalPublishing and Documentation Wageningen — 1978 Abstract DRIJFHOUT, E. (1978) Genetic interaction between Phaseolus vulgaris and bean com­ mon mosaic virus with implications for strain identification and breedingfo r resistance. Agric. Res. Rep. (Versl. landbouwk. Onderz.) 872, ISBN 90 220 0671 9, (vii) + 98 p., 14 figs, 42 tables, 72refs , 1app. , Eng.an dDutc hsummaries . Also:Doctora l thesis, Wageningen. Various strains of bean common mosaic virus (BCMV) occur in susceptible cultivars of bean. To compare these strains, a standard procedure for identification anda se t ofdif ­ ferential cultivars were established. The differentials are representatives of 11 resistance groups, determined by testing of about45 0 beancultivar swit h 8 to 10strains .Th eviru s strains and isolates were classified into 10 pathogenicity groups and subgroups, so that 10strain swer e distinguished andth eother sconsidere d asisolate s of thosestrains . Twelve differentials were intercrossed and their F, and F, tested with most of the strains for genetical analysis of resistance in bean. Seven genes were distinguished: a necrosis gene I, already known from theliterature , 5 strain-specific resistance genes be-], be-]1, bc-2, bc-22 and bc-3, and a strain-unspecific gene bc-u, complementary to the strain-specific ones. Genes bc-1 and bc-12 were allelic, as were bc-2an d bc-22. The 5 loci segregated independently or nearly so. The 4 strain-specific genes bc-1 to bc-22 had a gene-for-gene relationship with 4 pathogenicity genes, likely to be present in the virus strains. Gene bc-3 had not been overcome by a corresponding pathogenicity gene. Two bean genotypes were developed with resistance to all known strains. Someimplica ­ tions for resistance breedingar ediscussed . Free descriptors: Phaseolus vulgaris,commo n bean,bea ncommo n mosaicvirus , BCMV, breeding for resistance, genetics of resistance, host - virus relationship, pathogenic variation,screenin g for resistance, strain identification. Thisthesi swil l alsob e published asAgricultura l Research Reports 872. ©Centr e for Agricultural Publishingan dDocumentation , Wageningen, 1978. No part of this book may be reproduced and/or published in any form, by print, photoprint,micro ­ film oran y othermean swithou t written permission from thepublishers . Stellingen 1. De kosten en de benodigde tijdsduur voor het kweken en in het economisch verkeer brengen van een 'ideale' cultivar maken bezinning op nieuwe veredelingsmethoden nood­ zakelijk. 2. De internationale centra voor landbouwkundig onderzoek, onder toezicht van de Con­ sultative Group on International Agricultural Research, kunnen de als doel gestelde op­ brengstverhoging alleen bereiken, indien ze, samen met de nationale overheden en instel­ lingen voor landbouwkundig onderzoek in de landen waarvoor zij hun activiteiten ont­ plooien, een systeem ontwerpen voord evermeerdering ,certificati e endistributi e tegenlag e prijs van zaaizaad en plantgoed van de cultivars waaraan zij kweekarbeid hebben verricht. 3. Identificatie van virusstammen kan sterk worden verbeterd door internationaal ge­ bruik van een standaardserie differentiërende rassen,samengestel d na een vergelijkend on­ derzoek betreffende de identiteit en de genetische karakterisering van de in de diverse landen reedsgebruikt e toetsrassen en virusstammen in hun waardplan t — pathogeenrelatie. Dit proefschrift. 4. Door de complementaire werking van het stam-aspecifieke resistentie-gen bc-u met één of meer van de stam-specifïeke genen bc-1, bc-11, bc-2, bc-22 en bc-3 in de boon wordt de vermeerdering van het bonerolmozaïekvirus zodanig afgeremd dat systemische verspreiding in de plant onmogelijk wordt. Dit proefschrift. 5. Het verschijnsel dat bepaalde stammen van het bonerolmozaïekvirus het in velebone ­ rassen aanwezige resistentiegevende necrose-gen / in meerdere of mindere mate hebben doorbroken, vertoont overeenkomst met de veelal monogeen bepaalde verschillen in re­ sistentie van schimmels tegen systemische fungiciden. Dit proefschrift. J. Dekker, 1976.Annu . Rev.Phytopathol . 14:405428 . J.M.va n Tuyl, 1977.Meded . Landbouwhogeschool Wageningen 77-2. 6. Tussen Phaseolus vulgaris L. en de schimmel Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. &Magn. ) Briosi &Cav .bestaa t een gen-om-gen relatie. 7. De vermeldingen in de literatuur dat de pronkboon {Phaseolus coccineus L.) vat­ baari svoo rhe tbonerolmozaïekviru s of voor de schimmel Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magn.) Briosi &Cav . zijn onjuist en moeten berusten op aantasting van natuur­ lijke hybriden tussen P. vulgaris enP. coccineus. G.C. Ainsworth, 1940.Ann . Appl. Biol. 27: 218-226. R. Nelson, 1932. Agric.Exp .Stn . Mich.,Tech . Bul. 118. W.J. Zaumeyer& H.R . Thomas, 1957. USDATech . Bul. 868: 12. 8. In een waardplant - virussysteem kan zich een gen-om-gen relatie ontwikkelen, ook al is het aantal cistrons in het desbetreffende virusgenoom kleiner dan het aantal betrok­ ken resistentie-genen in de plant. 9. De remstoffen in de zaden van pitvruchten zijn niet van belang voor de narijping van het embryo, maar spelen waarschijnlijk een rol bij de bescherming van het zaad tegen schadelijke bodemorganismen. M.Kawase , 1958.J . Hortic. Assoc. Japan 27: 256-264. O.Balboa-Zaval a &F.G . Dennis, 1977.J . Am. Soc. Hortic. Sei. 102:633-637 . 10. De overheid, die al jaren de warmte-isolatie van particuliere woningen stimuleert, schiet te kort, indien zij zelf, alséé n van de grootste energieverbruikers, nalaat plannen te openbaren om de duizenden onder haar beheer vallende gebouwen te isoleren terwille van de energiebesparing. 11. In de wachtkamers van artsen staat het medisch beroepsgeheim op de tocht. Stellingen behorend bij het proefschrift van ir. E. Drijfhout, getiteld 'Genetic interaction between Phaseolus vulgaris and bean common mosaicviru s with implications for strain identification and breed­ ing for resistance'.Wageningen , 20 september 1978. aan denagedachtenis van mijnouders aan mijn vrouwen kinderen Woord vandan k Graag wil ik allen danken die mijbi jhe t onderzoek en bijhe t voltooien vandi tproef ­ schrift behulpzaamwaren . Mijn promotoren prof. dr.ir .J . Sneep enprof . dr.ir .J.P.H .va nde rWan tbe ni k zeer erkentelijk voord ebelangstellin g diezi jvoo rmij n werktoonden ,voo rd ewaardevoll ekri ­ tische opmerkingen waarmee zijmij n manuscript voorzagen envoo r destimulerend edis ­ cussies over het onderzoek. Mijn dank gaat tevens uit naar dr.ir .J.E .Parlevlie t van het Instituut voor Plantenveredeling diei n dediscussie se rto e bijdroeg datmij n inzicht in de bestudeerde verhouding tussen waardplant en pathogeen zich verdiepte ennaa r dr.ir . L. Bos vanhe t Instituut voor Plantenziektenkundig Onderzoek die waardevolle suggesties gaf voor devormgevin g vanhe t manuscript en devirologisch easpecte n ervanbekritiseer ­ de. Mijnwelgemeend e dankgaa tui tnaa rir .C .Dorsman ,directeu rva nhe tInstituu tvoord e Veredeling van Tuinbouwgewassen, die mij de gelegenheid bood het onderzoek tever ­ richten enhe tmanuscrip t voorzagva nkritisch e kanttekeningen. Mijn collega's dr.ir .N.C .Hogenboo m en dr.ir . L.D.Sparnaai j ben ikzee r erkentelijk voor demoeit e diezi jzic h hebben getroost omhe tmanuscrip t kritisch doort elezen ,e n voorhu nwaardevoll esuggesties . De heer A.va n Steenbergen dank ik hartelijk voor devakkundig e en consciëntieuze wijze waarop hijtechnisch e assistentie verleendebi jhe tonderzoek ,d ehere nA.J .Cochiu s en C.Verkuij l voor degoed e verzorging vand eplanten , dehee rG .Berend svoo rhe t po­ lijsten vand e Engelsetekst ,d edame sva n detypekame rvoo rhe t uitstekende typewerke n de fotografen van de BGDvoo r hun bijdrage. Mijn waardering gaat uit naar de heer J.C. Riggvoo r detaalkundig e ennaa r dehee r J.A.M.va nde n Heuvelvoo rd etechnisch e redactie vanhe t proefschrift envi ahe nnaa r het Pudocvoo rd ewijz e waarop dezepubli - katiewer duitgegeven . Tenslotte wil ik mijn vrouw en kinderen bedanken, omdat ze begrip toonden voor mijn geringe bijdrage aanhe t familieleven tijdens devoorbereidin g vanhe t proefschrift. Curriculum vitae Eeko Drijfhout, geboren op 18 februari 1930 te Harlingen, behaalde het einddiploma H.B.S.-Bi n 1947aa nd e Rijks H.B.S.i nzij n geboorteplaats.Va n 1947to t 1953studeerd e hij aand e Landbouwhogeschool teWageningen richting, tuinbouw .He tdoctoraa lexame n met als hoofdvak tuinbouwplantenteelt en als specialisaties fytopathologie, entomologie en bodemkunde werd op 26jun i 1953behaald .Va n 1953to t 1961wa shi j werkzaam bij de Rijkstuinbouwvoorlichtingsdienst, met achtereenvolgens destandplaatse n Leeuwarden