Incomplete movement of Cryphonectria hypovirus 1 within a vegetative compatibility type of Cryphonectria parasitica in natural cankers on grafted american chestnut trees

Summary American chestnut trees, grafted in 1980 from large survivors, were inoculated in 1982 and 1983 with four white (European) hypovirulent strains of Cryphonectria parasitica, infected with C. hypovirus 1 (CHV1); this hypovirus has been shown to be capable of moving rapidly within the mycelium of a vegetative compatibility (vc) type of C. parasitica in blight cankers. Using a 49-cell lattice plot, 17.8×17.8 cm, the spatial patterns and frequencies of white and pigmented isolates and white and pigmented vc types were investigated within superficial cankers on the grafts located outside the hypovirulent-strain-inoculated zone. Four of six cankers assayed contained white isolates, and three of the four had random spatial patterns of white isolates, based on join-count statistics. Vc tests, using pigmented isolates and pigmented single-spore colonies of white isolates, indicated that the majority of white and pigmented isolates recovered from each of two cankers assayed were in one vc type. White and pigmented lattice-plot cells of the same vc type were frequently in contact with each other, indicating incomplete movement of CHV1 within a vc type. Nine and 10 vc types were found in the two cankers; it is hypothesized that small, white vc type areas in each canker may be a source of CHV1 transmission to the major vc types. Based on join-count statistics, the spatial pattern of the single, major vc type in one canker was non-random (aggregated), whereas the other canker had a random major vc type pattern. White and pigmented in vitro variants (sectors) of C. parasitica, that resemble white and pigmented in vivo variants in spatial contact and vc compatibility, were intermediate hypovirulent and virulent on forest American chestnuts, and dsRNA positive and negative, respectively. Incomplete movement of CHV1 within a vc type could be a major cause of the prevalence of pigmented isolates in superficial cankers on chestnut trees. Resume Des châtaigniers americains greffes en 1980 a partir de grands arbres survivants, ont ete inocules en 1982 et 1983 avec quatre souches blanches (europeennes) hypovirulentes de Cryphonectria parasitica, infectees par l'hypovirus 1 (CHV 1). Cet hypovirus avait ete montre capable de migrer rapidement dans le mycelium vegetativement compatible (vc) de C. parasitica dans des chancres. Grâce un dispositif a 49 cellules (17,8×17,8 cm), la repartition spatiale et la frequence des isolats blancs et pigmentes, et des GCV, ont eteetudiees dans des chancres superficiels chez les greffons, en dehors de la zone inoculee par les souches hypovirulentes. Quatre des six chancres etudies contenaient des isolats blancs, dont la repartition spatiale etait erratique chez trois d'entre eux. Les tests de compatibilite vegetative, utilisant des isolats pigmentes et des colonies pigmentees mono-sporees d'isolats blancs, ont montre que la majorite des isolats blancs et des isolats colores trouves dans chacun des deux chancres analyses, etait d'un seul type vegetatif. Les cellules du dispositif, blanches ou pigmentees du meme GCV, etaient frequemment en contact, ce qui indique un mouvement incomplet de CHV1 dans un GCV. Neuf et dix GCV ont ete trouves dans les deux chancres et on avance l'hypothese que de petites zones a GCV blancs dans chaque chancre peuvent etre une source de transmission de CHV1 aux types vegetatifs majoritaires. L'unique GCV majoritaire dans un des chancres n’etait pas reparti au hasard (agrege), mais il l’etait dans l'autre chancre. Les variants blancs et pigmentes in vitro (secteurs) de C. parasitica, qui ressemblent aux variants blancs et pigmentes in vivo en contact spatial, etaient intermediaires en hypovirulence et en virulence sur les châtaigniers americains, et respectivement positifs et negatifs pour le dsRNA. Un mouvement incomplet de CHV1 dans un GCV pourrait etre la principale cause de la prevalence d'isolats pigmentes dans des chancres superficiels. Zusammenfassung Amerikanische Kastanien (Castanea dentata), die im Jahr 1980 von adulten uberlebenden Exemplaren veredelt worden waren, wurden 1982 und 1983 mit vier unpigmentierten, hypovirulenten Stammen von Cryphonectria parasitica aus Europa inokuliert, die mit dem Cryphonectria parasitica -hypovirus 1 (CHV 1) infiziert waren. Es war nachgewiesen, dass sich dieses Hypovirus rasch innerhalb des Myzels eines vc-Typs von C. parasitica in Krebsen ausbreiten konnte. Bei oberflachlichen Krebsen an veredelten Baumen ausserhalb der mit dem hypovirulenten Stamm inokulierten Zone wurde auf einer 17,8×17,8 cm grossen Flache (die in 49 Quadrate unterteilt wurde) die raumliche Verteilung und die Haufigkeit von unpigmentierten und pigmentierten Isolaten sowie der vc-Typen untersucht. Vier von sechs analysierten Krebsen enthielten weisse Isolate und drei davon zeigten zufallige Verteilungsmuster der Isolate (gemass Joint-Count-Statistik). Vc-Tests mit pigmentierten Isolaten und pigmentierten Einzelsporkulturen von weissen Isolaten zeigten, dass die Mehrheit der weissen und der pigmentierten Isolate von zwei Krebsen zur gleichen vc-Gruppe gehorten. Weisse und pigmentierte Probepunkte mit dem gleichen vc-Typ waren haufig benachbart, was eine unvollstandige Ausbreitung des CHV 1 innerhalb eines vc-Typs anzeigt. In den 2 Krebsen wurden 9 bzw. 10 vc-Typen nachgewiesen und es wird vermutet, dass kleine Bereiche mit weissem vc-Typ innerhalb eines Krebses als Reservoir fur die Ubertragung des Virus zu den dominanten vc-Typen fungieren konnen. Mit Hilfe der Joint-Count-Statistik wurde nachgewiesen, dass das raumliche Muster des einen, dominanten vc-Typs in einem Krebs nicht zufallig, sondern aggregiert war, wahrend der andere Krebs ein zufalliges Verteilungsmuster der vc-Typen aufwies. Weisse und pigmentierte Varianten von C. parasitica, die in vitro auftraten (Sektoren), und die den weissen und pigmentierten Varianten sehr ahnlich sind, die in der Natur in raumlichem Kontakt zueinander auftreten, und die vegetativ kompatibel sind, zeigten in Feldversuchen auf C. sativa eine mittlere Hypovirulenz bzw. Virulenz. Ausserdem waren sie dsRNA positiv bzw. negativ. Die unvollstandige Ausbreitung des CHV 1 innerhalb einer vc-Typs konnte das uberwiegen pigmentierter Isolate in oberflachlichen Krebsen erklaren.