Begomoviruses: variability, evolution, and interactions with hosts and vectors

• Autor(a) principal: Xavier, César Augusto Diniz
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27417
• topic: Begomovírus; DNA de forma B; Deaminação; Diversidade genética; Mosca-branca; Fitopatologia

Begomovírus é um grupo importante de patógenos de plantas e apresentam uma ampla distribuição. Embora os begomovírus na América são predominantemente bipartidos, a natureza bipartida desses vírus tem sido pouco explorada em termos do significado evolutivo. Neste trabalho, nós realizamos uma análise evolutiva dos componentes DNA-A e DNA-B de begomovírus que infectam hospedeiros cultivados e não cultivados. Os resultados obtidos aqui indicam que os dois componentes respondem diferentemente aos processos evolutivos, com o DNA-B sendo mais variável e mais propenso à recombinação comparado ao DNA-A. Nossos resultados indicam que a atuação de recombinação e pseudo-recombição em diferentes níveis entre subpopulações distintas e componentes genômicos. Possivelmente, essa evolução mais relaxada pode ser uma vantagem da multipartição, pois cada componente pode comportar como uma entidade evolutiva quase independente, permitindo uma adaptação mais rápida a um ambiente em constante mudança. Além disso, populações de begomovírus apresentam um alto nível de variabilidade genética. Curiosamente, um viés mutacional foi detectado nos genomas de begomovírus, favorecendo as transições de C para T, sugerindo que a deaminação de citidina pode atuar sobre esses vírus. Nós investigamos o possível papel de citidinas desaminases de A. thaliana (AtCDA e AtCDAL4) como componentes da imunidade antiviral de plantas. Nós demonstramos papéis funcionais distintos para as AtCDAs durante a infecção por begomovírus. Enquanto AtCDA teve um efeito positivo durante a infecção de Cabbage leaf curl virus, AtCDAL4 teve uma atividade antiviral, sugerindo ser parte da resposta imune antiviral em plantas. No entanto, diferentemente dos animais, nossos resultados sugerem que AtCDAs afetam a infecção viral independentemente da atividade de deaminase. Nós também estudamos os fatores subjacentes à emergência e aos padrões atuais de prevalência de begomovírus em tomateiro, quantificando a adaptabilidade replicativa e de transmissão de dois begomovírus que infectam tomateiro no Brasil, Tomato severe rugose virus (ToSRV) e o Tomato yellow spot virus (ToYSV). Curiosamente, apesar do ToYSV não estar amplamente disseminado no campo, ele apresentou adaptabilidade replicativa semelhante ao ToSRV, um begomovírus amplamente disperso. Esses resultados sugerem que a adaptação ao hospedeiro não explica a prevalência de ToSRV sobre ToYSV, pois ambos os vírus apresentaram níveis de adaptação semelhantes. No entanto, enquanto o ToSRV foi transmitido por B. tabaci MEAM1 e MED, o ToYSV não foi transmitido por ambas as espécies, razão pela qual esse vírus provavelmente não está disseminado no campo. Finalmente, nós testamos a hipótese de que a ausência de um vetor competente que colonize mandioca eficientemente é a razão pela qual os begomovírus não emergiram na América do Sul. Para testar esta hipótese, nós realizamos um estudo de diversidade de mosca branca em todo o país em mandioca. Interessantemente, uma alta riqueza de espécies foi detectada, com cinco espécies descritas anteriormente e duas supostas novas espécies. As espécies mais prevalentes foram Tetraleurodes acaciae e Bemisia tuberculata, representando mais de 75% dos indivíduos analisados. Embora tenhamos detectado, pela primeira vez, a presença de espécies de mosca branca do complexo Bemisia tabaci colonizando mandioca no Brasil, elas não foram prevalentes. Nossos resultados indicam um processo de adaptação incipiente de B. tabaci Middle East-Asia Minor 1 à mandioca, aumentando a probabilidade de surgimento de begomovírus nesta cultura no futuro. Os resultados aqui obtidos, expandem nosso conhecimento sobre o amplo espectro de interações entre begomovírus, hospedeiros e vetores. Palavras-chave: DNA-B. Deaminação de base. Diversidade de mosca-branca.