Seed certification plays a fundamental role in ensuring that marketed seeds meet rigorous quality standards and in preventing the spread of pathogens with significant economic impact. In the case of potato seed tubers, the phytosanitary assessment conducted by the certifying authority (CREA-DC) includes mandatory diagnostic testing for two major viral pathogens: Potato virus Y (PVY) and Potato leafroll virus (PLRV), both of which are subject to compulsory screening due to their agronomic importance. In this study, immunological (DAS-ELISA) and molecular (end-point RT-PCR and real-time RT-PCR) diagnostic methods were compared, applied to seed tuber samples collected from different seed cooperatives and analyzed partly at CREA-DC in Lonigo (VI), Research Centre for Plant Protection and Certification, and partly at the laboratories of the University of Padua. The results showed that the ELISA test, although simple and cost-effective, presents limitations in terms of sensitivity and processing time, due to the use of green tissues. By contrast, molecular methods demonstrated higher precision, reliability, and rapidity, allowing for the direct analysis of tuber extracts and providing more consistent data. In particular, real-time RT-PCR was confirmed as the most sensitive technique, although associated with higher costs, while end-point RT-PCR represents a good compromise between accuracy and economic sustainability. Overall, the comparison of the different approaches highlighted the strengths and weaknesses of each method, suggesting the possibility of integrating molecular analyses into certification protocols to make the phytosanitary control system for potato seed tubers more efficient and reliable. Alternatively, it suggests to review and update the use of monoclonal antibody kits in ELISA testing.

La certificazione della semente riveste un ruolo fondamentale per garantire che le sementi commercializzate soddisfino rigorosi standard di qualità e contenere la diffusione dei patogeni di rilevante impatto economico. Nel caso dei tuberi-seme di patata, per quanto riguarda lo stato sanitario, i principali patogeni, con obbligo di diagnostica a livello normativo da parte dell’ente certificatore (CREA-DC), sono due virus di rilevante impatto: Potato virus Y (PVY) e il Potato leafroll virus (PLRV). In questo lavoro sono stati confrontati metodi diagnostici immunologici (DAS-ELISA) e molecolari (end-point RT-PCR e real-time RT-PCR) applicati a campioni di tuberi-seme provenienti da diverse cooperative sementiere e svolti in parte presso il CREA-DC di Lonigo (VI), Centro di Ricerca Difesa e Certificazione e in parte presso i laboratori dell’Università degli Studi di Padova. I risultati hanno evidenziato come il test ELISA, pur essendo semplice ed economicamente vantaggioso, presenti limiti in termini di sensibilità e tempi operativi, legati all’impiego di tessuti verdi. Al contrario, i metodi molecolari hanno mostrato maggiore precisione, affidabilità e rapidità, consentendo di analizzare direttamente estratti di tubero, e restituendo dati più coerenti. In particolare, la real-time RT-PCR si è confermata la tecnica più sensibile, seppure caratterizzata da costi elevati, mentre l’end-point RT-PCR rappresenta un buon compromesso tra accuratezza e sostenibilità economica. Nel complesso, il confronto tra i diversi approcci ha permesso di evidenziare i punti di forza e le criticità di ciascun metodo, proponendo la possibilità di integrare le analisi molecolari nei protocolli di certificazione per rendere più efficiente e affidabile il sistema di controllo fitosanitario dei tuberi-seme di patata oppure revisionando e aggiornando l’utilizzo di kit con anticorpi monoclonali nell’esecuzione del test ELISA.

Confronto tra metodi di rilevamento immunologici e molecolari per la diagnosi di Potato Virus Y (PVY) e Potato Leafroll Virus (PLRV) in tuberi seme di patata.

LOVATO, ALICE
2024/2025

Abstract

Seed certification plays a fundamental role in ensuring that marketed seeds meet rigorous quality standards and in preventing the spread of pathogens with significant economic impact. In the case of potato seed tubers, the phytosanitary assessment conducted by the certifying authority (CREA-DC) includes mandatory diagnostic testing for two major viral pathogens: Potato virus Y (PVY) and Potato leafroll virus (PLRV), both of which are subject to compulsory screening due to their agronomic importance. In this study, immunological (DAS-ELISA) and molecular (end-point RT-PCR and real-time RT-PCR) diagnostic methods were compared, applied to seed tuber samples collected from different seed cooperatives and analyzed partly at CREA-DC in Lonigo (VI), Research Centre for Plant Protection and Certification, and partly at the laboratories of the University of Padua. The results showed that the ELISA test, although simple and cost-effective, presents limitations in terms of sensitivity and processing time, due to the use of green tissues. By contrast, molecular methods demonstrated higher precision, reliability, and rapidity, allowing for the direct analysis of tuber extracts and providing more consistent data. In particular, real-time RT-PCR was confirmed as the most sensitive technique, although associated with higher costs, while end-point RT-PCR represents a good compromise between accuracy and economic sustainability. Overall, the comparison of the different approaches highlighted the strengths and weaknesses of each method, suggesting the possibility of integrating molecular analyses into certification protocols to make the phytosanitary control system for potato seed tubers more efficient and reliable. Alternatively, it suggests to review and update the use of monoclonal antibody kits in ELISA testing.
2024
Comparison between immunological and molecular detection methods for the diagnosis of Potato Virus Y (PVY) and Potato Leafroll Virus (PLRV) in seed potato tubers.
La certificazione della semente riveste un ruolo fondamentale per garantire che le sementi commercializzate soddisfino rigorosi standard di qualità e contenere la diffusione dei patogeni di rilevante impatto economico. Nel caso dei tuberi-seme di patata, per quanto riguarda lo stato sanitario, i principali patogeni, con obbligo di diagnostica a livello normativo da parte dell’ente certificatore (CREA-DC), sono due virus di rilevante impatto: Potato virus Y (PVY) e il Potato leafroll virus (PLRV). In questo lavoro sono stati confrontati metodi diagnostici immunologici (DAS-ELISA) e molecolari (end-point RT-PCR e real-time RT-PCR) applicati a campioni di tuberi-seme provenienti da diverse cooperative sementiere e svolti in parte presso il CREA-DC di Lonigo (VI), Centro di Ricerca Difesa e Certificazione e in parte presso i laboratori dell’Università degli Studi di Padova. I risultati hanno evidenziato come il test ELISA, pur essendo semplice ed economicamente vantaggioso, presenti limiti in termini di sensibilità e tempi operativi, legati all’impiego di tessuti verdi. Al contrario, i metodi molecolari hanno mostrato maggiore precisione, affidabilità e rapidità, consentendo di analizzare direttamente estratti di tubero, e restituendo dati più coerenti. In particolare, la real-time RT-PCR si è confermata la tecnica più sensibile, seppure caratterizzata da costi elevati, mentre l’end-point RT-PCR rappresenta un buon compromesso tra accuratezza e sostenibilità economica. Nel complesso, il confronto tra i diversi approcci ha permesso di evidenziare i punti di forza e le criticità di ciascun metodo, proponendo la possibilità di integrare le analisi molecolari nei protocolli di certificazione per rendere più efficiente e affidabile il sistema di controllo fitosanitario dei tuberi-seme di patata oppure revisionando e aggiornando l’utilizzo di kit con anticorpi monoclonali nell’esecuzione del test ELISA.
Saggio Elisa
PCR
PCR quantitativa
PVY
PLRV
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