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Detection of potato spindle tuber viroid (PSTVd) in minute amounts of potato (Solanum tuberosum L.) leaf tissue by hybridization techniques and, together with potato viruses, by multiplex RT-PCR

Potato spindle tuber viroid (PSTVd) is one of the major constraints for the improvement of potato production worldwide. Sensitive and sophisticated diagnostic procedures such as multiplex RT-PCR will help to control the spread of this and other pathogens, but are technically demanding and expensive. We therefore analyzed the usefulness of hybridization techniques for detection of PSTVd in minute amounts of tissue from potato plants raised through in vitro culture, which is the routine way of potato production. Tissue print, dot blot and Northern blot hybridization with a digoxigenin-labeled PSTVd specific riboprobe allowed detection of PSTVd on a nylon membrane at a minimum quantity of 10 pg per spot or, correspondingly, in RNA extracted from microgram quantities of potato leaf tissue. These findings underlined the usefulness of hybridization techniques in PSTVd diagnosis. The application of multiplex RT-PCR for PSTVd detection in the presence of five potato viruses clearly demonstrated the advantages of this technique, but its potential drawbacks, when used under field conditions in developing countries, must not be underestimated.ZusammenfassungDas Kartoffelspindelknollen-Viroid (PSTVd) stellt eines der größten Probleme in der weltweiten Erhöhung der Kartoffel-produktion dar. Zwar gibt es hochempfindliche Diagnoseverfahren wie die RT-PCR oder ”Multiplex RT-PCR“ zur simultanen Entdeckung mehrere Pathogene, doch sind diese Verfahren gerade in den Entwicklungsländern schwer einsetzbar, weil sie eine aufwendige Laborausstattung und gut ausgebildetes Personal erfordern. Wir haben daher an jungen Kartoffelpflanzen, die nach dem heutigen Standard durch in vitro-Vermehrung produziert wurden, geprüft, inwieweit die technisch leichter zu etablierenden Hybridisierungsmethoden wie Gewebeabdruck-, Dot-Blot- und Northern-Blot-Hybridisierung mit nichtradioaktiv markierten RNA-Sonden ein vergleichbar sensitives diagnostisches Instrument darstellen. Mit diesen Verfahren konnten noch 10 pg PSTVd-RNA auf einer Nylonmembran nachgewiesen werden; im Dot-Blot ließ sich PSTVd in einer RNA-Menge nachweisen, die aus wenigen Mikrogramm Blattmaterial isoliert worden war. Dies unterstützt unsere Annahme der Nutzbarkeit von Hybridierungs-methoden in der Diagnostik von PSTVd. Der Vorteil der Multiplex RT-PCR, PSTVd auch in Gegenwart von häufig vorkommenden Kartoffelviren eindeutig nachzuweisen, wurde in Vergleichsuntersuchungen bestätigt, jedoch müssen hier die Probleme der Anwendung unter Feldbedingungen in Entwicklungsländern berücksichtigt werden.