Diversidade do complexo de Sida micrantha mosaic virus e caracterização de novos begomovírus em Malvaceae no Brasil
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| Data de Publicação: | 2023 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Institucional da UnB |
| Texto Completo: | http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49148 |
Resumo: | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2023. |
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Diversidade do complexo de Sida micrantha mosaic virus e caracterização de novos begomovírus em Malvaceae no BrasilVírus de plantasTomate - doenças e pragasBrasilDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2023.Begomovirus (família Geminiviridae) corresponde ao maior gênero de vírus de plantas, englobando vírus que possuem uma ou duas moléculas de DNA circular de fita simples, encapsidados separadamente em partículas de 18-30 nanômetros. Isolados com genoma bipartido (apresentando os componentes DNA-A e DNA-B) predominam em tomateiro no Novo Mundo. Os begomovírus são transmitidos com grande eficiência pelo vetor Bemisia tabaci Middle East Asian Minor 1 – MEAM-1 (= biótipo B), que se encontra amplamente distribuído, apresentando hábito alimentar polífago e alta adaptabilidade a diferentes condições ambientais. A introdução de B. tabaci MEAM 1 no início da década de 1990 foi o fator desencadeador de epidemias de begomoviroses em tomateiro no Brasil, com subsequente aumento no número de relatos de novas espécies virais. Além disso, padrões distintos de diversidade e dinâmica de subpopulações virais foram observados em diferentes ambientes. Neste cenário, as plantas daninhas apresentam papel relevante por funcionarem como reservatórios naturais de begomovírus. Novas espécies virais têm sido relatadas em plantas daninhas, incluindo áreas dentro e no entorno de campos comerciais de tomateiro. Alguns begomovírus de plantas daninhas têm sido identificados e caracterizados biologicamente, entretanto acredita-se que estes estudos não tenham sido extensos o suficiente para estimar a real diversidade de novas espécies em plantas daninhas. No país, quatro begomovírus foram relatados infectando concomitantemente o tomateiro e plantas daninhas. A nível global, mais de 40 begomovírus foram descritos em espécies de Malvaceae, sendo que alguns destes foram detectados infectando originalmente espécies de Solanaceae. O genoma pequeno e bipartido somado a eficiência de transmissão e polifagia do vetor propiciam condições favoráveis para a ocorrência de infecções mistas e de eventos de recombinação e pseudo-recombinação entre begomovírus, contribuindo assim, para a frequente alteração da estrutura genética das populações virais nas nossas condições. Diferentes estratégias têm sido empregadas para analisar os processos evolutivos capazes de moldar a estrutura genético-molecular dos begomovírus. A principal delas tem sido a obtenção do genoma viral completo (DNA-A e DNA-B) para posterior análise através do uso de diferentes programas e modelos evolutivos. A metagenômica aliada ao High Throughput Sequencing tem permitido determinar uma grande diversidade viral presente no Brasil. Uma grande frequência de infecções mistas vem sendo detectada com muitas delas envolvendo potenciais espécies novas capazes de induzir sintomas severos em plantas. No presente trabalho, quatro contigs provenientes de HTS de amostras foliares de Malvaceae foram selecionados para estudo e caracterização, conforme metodologia realizada pela equipe do LVV-Fito e resumida a seguir. Inicialmente, amostras foliares de plantas daninhas exibindo sintomas típicos de begomovírus (clorose generalizada, mosaico e pontuações cloróticas) foram coletadas em áreas de produção de tomate e/ou áreas próximas ao cultivo de tomateiro, nas cinco regiões do país. As amostragens foram realizadas no período de 2001 a 2020, sendo analisado um total de 78 amostras foliares de plantas da família Malvaceae (selecionadas usando como critérios ano/local de coleta). O DNA total foi extraído via CTAB e solventes orgânicos e armazenado a - 20 °C. A confirmação inicial da presença de infecção por begomovírus nas amostras foi feita por meio de ensaios de PCR (reação em cadeia da polimerase) usando primers degenerados ‘PAR1c496’ e ‘PAL1v1978’. O DNA circular viral foi enriquecido nas amostras positivas via amplificação por círculo rolante (RCA). O sequenciamento de alto rendimento (HTS) foi realizado em uma plataforma Illumina NovaSeq 6000. Os contigs virais foram anotados e as leituras foram mapeadas de volta ao genoma anotado usando a ferramenta ‘Map to reference’ disponível no programa Geneious 11.1.5. Cerca de 7.391.728 milhões de leituras foram obtidas do pool de 78 amostras. Após a montagem, no programa CLC Genomics Workbench 11, foram obtidos 10.679 contigs. Quatro contigs foram selecionados. Três destes contigs correspondiam ao DNA-A completo e exibiram níveis de identidade inferiores a 91%, consistentes com o critério taxonômico atual de definição de novas espécies dentro do gênero Begomovirus. O componente DNA-A da potencial espécie nova #1 apresentou 79% de identidade com Sidastrum golden leaf spot virus (HM357458), a espécie nova #2 apresentou a identidade de 81% com Oxalis yellow vein virus (KM887907), enquanto a nova #3 apresentou a identidade de 78% com Sida yellow mosaic Alagoas virus (JX871383), confirmando a ocorrência de três novas espécies de begomovírus nas plantas daninhas. Os componentes DNA-B foram recuperados e as análises realizadas, incluindo a confirmação de cognatos. O quarto contig apresentou identidade de 98,24% com Sida micranta mosaic virus (SiMMV) (AJ557451). Após uso de primers específicos, já disponíveis, obteve-se um resultado de 41 amostras positivas para SiMMV A caracterização destas três espécies, bem como a ocorrência e distribuição de Sida micranta mosaic virus nas cinco regiões brasileiras, e a reavaliação da diversidade do complexo Sida micrantha mosaic virus (SiMMV) e Sida mottle virus (SiMoV) envolvendo o status da espécie, gama de hospedeiros e distribuição geográfica serão apresentados na presente dissertação.Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).Begomovirus (family Geminiviridae) corresponds to the largest genus of plant viruses, encompassing viral species that have one or two single-stranded circular DNA molecules, separately encapsidated in 18-30 nanometer particles. Isolates with a bipartite genome (with DNA-A and DNA-B components) predominate in tomato in the New World. Begomoviruses are transmitted with great efficiency by the Bemisia tabaci Middle East Asian Minor 1 (MEAM-1 = biotype B) vector, which is widely distributed, with a polyphagous feeding habit and high adaptability to different environmental conditions. The introduction of B. tabaci MEAM 1 in the early 1990s was the triggering factor for begomovirus epidemics in tomato in Brazil, with a subsequent increase in the number of new viral species. Furthermore, distinct patterns of diversity and dynamics of viral subpopulations were observed in different environments. In this scenario, weeds play an important role as they function as natural reservoirs of begomovirus. New viral species have been reported in weeds, including areas in and around commercial tomato fields. Some weed begomoviruses have been identified and biologically characterized, however it is believed that these studies have not been extensive enough to estimate the actual diversity of new species in weeds. In the country, four begomoviruses were reported concomitantly infecting tomato and weeds. Globally, more than 40 begomoviruses have been described in Malvaceae species, and some of these have been detected originally infecting Solanaceae species. The small and bipartite genome, together with the transmission efficiency and polyphagy of the vector, provide favorable conditions for the occurrence of mixed infections and recombination and pseudorecombination events between begomoviruses, thus contributing to the frequent alteration of the genetic structure of viral populations in our conditions. Different strategies have been employed to analyze the evolutionary processes capable of shaping the genetic-molecular structure of begomoviruses. The main strategy is to obtain the complete viral genome (DNA-A and DNA-B) for further analysis using different programs and evolutionary models. The metagenomics combined with High Throughput Sequencing (HTS) has allowed to determine a great viral diversity present in Brazil. A high frequency of mixed infections has been detected with many of them involving potential new species capable of inducing severe symptoms in plants. In the present work, four contigs obtained from HTS of Malvaceae leaf samples were selected for study and characterization, in according to the methodology carried out by the LVV-Fito team and summarized below. Initially foliar samples of weeds showing typical symptoms of begomovirus (generalized chlorosis, mosaics, and golden spots) were collected in tomato production areas and/or areas close to tomato cultivation, in the five regions of the country. Samplings were carried out from 2001 to 2020, with a total of 78 leaf samples from plants of the Malvaceae family analyzed (selected using the year/place of collection as criteria). Total DNA was extracted via CTAB and organic solvents and stored at -20°C. The initial confirmation of the presence of begomovirus infection in the samples was made through PCR (polymerase chain reaction) assays using degenerate primers ‘PAR1c496’ and ‘PAL1v1978’. Viral circular DNA were enriched in positive samples via rolling circle amplification (RCA). HighThroughput Sequencing (HTS) was performed on an Illumina NovaSeq 6000 platform. The viral contigs were annotated and the reads were mapped back to the annotated genome using the ‘Map to reference’ tool available in the Geneious 11.1.5 program. About 7,391,728 million readings were obtained from the pool of 78 samples. After assembly, using the CLC Genomics Workbench 11 program, 10,679 contigs were obtained. Four contigs were selected. Three of these contigs corresponded to complete DNA-A and exhibited identity levels below 91%, consistent with the current taxonomic criteria for defining new species within the genus Begomovirus. The DNA-A component of potencial new species #1 showed 79% identity with Sidastrum golden leaf spot virus (HM357458), new species #2 showed 81% identity with Oxalis yellow vein virus (KM887907), while new #3 showed 78% identity with Sida yellow mosaic Alagoas virus (JX871383), confirming the occurrence of three new species of begomovirus in weeds. Sequences of DNAB components were obtained and analyzes performed, including confirmation of cognates species. The fourth contig showed 98,24% identity with Sida micranta mosaic virus (SiMMV) (AJ557451). After using specific primers, already available, a result of 41 positive samples for SiMMV was obtained. The characterization of these three species, as well as the occurrence and distribution of Sida micranta mosaic virus in five Brazilian regions, and the reassessment of the diversity of the Sida micrantha mosaic virus (SiMMV) and Sida mottle virus (SiMoV) complex involving species status, host range and geographic distribution regions will be presented in this dissertation.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Fitopatologia (IB FIT)Programa de Pós-Graduação em FitopatologiaCarvalho, Rita de Cássia PereiraFerreira, Marcos Silva de Queiroz2024-07-24T12:47:52Z2024-07-24T12:47:52Z2024-07-242023-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERREIRA, Marcos Silva de Queiroz. Diversidade do complexo de Sida micrantha mosaic virus e caracterização de novos begomovírus em Malvaceae no Brasil. 2023. 67 f., il. Dissertação (Mestrado em Fitopatologia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49148engA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-24T12:47:52Zoai:repositorio.unb.br:10482/49148Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-24T12:47:52Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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