Application of molecular tools for detection of plant viruses

Grapevine leafroll disease (GLRD) is one of the most important virus diseases of grapevines worldwide, causing major economical impact. The disease has a complex aetiology and currently eleven phloem-limited viruses, termed in general Grapevine leafroll-associated virus (GLRaVs), have been identified. Two of the GLRaVs, GLRaV-1 and GLRaV-3, are included in the European certification scheme of propagation material. However, the flawed notion that GLRaV-3 is more frequent than GLRaV-1 and that all other GLRaVs are possibly not as relevant for GLRD, has until now precluded the development of specific serological and molecular detection assays and limited the scope of molecular characterization of the viruses known to be associated with the disease. Hence, few studies have addressed the phylodynamics of GLRaVs or even characterized the genetic structure of their natural populations. This generalized lack of molecular information, in turn underlie the deficient capacity to detect the viruses. The phylogenetic analyses were conducted on the basis of the heat shock protein 70 homologue (HSP70h) and the coat protein (CP) genes for GLRaV-1 and the HSP70h, the heat shock protein 90 homologue (HSP90h) and the CP genes for GLRaV-5. The data obtained for GLRaV-1 contributed 83 new CP sequences. This information was combined with previous analysis by other authors and used for the production of new polyclonal IgG, capable of detecting CP variants from all the phylogroups observed. Successful testing of this new tool included tissue print immunoblotting (TPIB) and in situ immunoassay (ISIA). The data obtained for GLRaV-5, contributed 61 new CP and 28 new HSP90h gene sequences. Eight phylogenetic groups were identified on the basis of the CP. Characterization of the genetic structure of the isolates revealed a higher diversity than previously reported and allowed the identification of dominant virus variants. For both GLRaV-1 and GLRaV-5, the effect of vegetative propagation on the virus transmission dynamics was addressed.

Caraterização dos supressores p20 e p23 do Citrus tristeza virus e avaliação da possibilidade da sua inibição

No presente trabalho pretendeu-se caracterizar a capacidade supressora das proteínas p20 e p23 de diferentes grupos filogenéticos do CTV e o possível silenciamento da p23 de forma a ser incluída numa estratégia de proteção. A atividade supressora local da proteína p23 de todos os grupos filogenéticos foi caracterizada em Nicotiana benthamiana da linha 16C. Todas as proteínas testadas foram capaz de suprimir o silenciamento local, mas não o silenciamento a curta distância. A supressão local mais eficiente verificou-se para a p23 do Gp 5 e a menos eficiente para os isolados dos Gps 2 e M. Surpreendentemente, a p23 do Gp 5 aboliu completamente o silenciamento sistémico, sugerindo que existe uma relação entre a intensidade do silenciamento local e sistémico. A capacidade supressora local conjunta das proteínas p20 e p23 foi avaliada. A coexpressão de ambas as proteínas revelou atividade supressora mais forte comparada com a capacidade de cada proteína individual, mesmo quando inoculada com metade da densidade ótica, sugerindo a existência de sinergismo entre as proteínas p20 e p23. Para analisar as propriedades supressoras a longo prazo, as proteínas p20 e p23 foram inseridas no vetor viral TRV que assegurou a sua disseminação pela planta e expressão por um período mais alargado. Foram observados sintomas em N. benthamiana para todas as modalidades testadas, tais como, nanismo da planta, lesões necróticas severas nas folhas inoculadas e nas folhas novas ligeiros sintomas de mosaico e enrolamento. Contudo, sistemicamente não foram registadas diferenças na capacidade supressora das proteínas p20 e p23. A possibilidade para silenciar sistemicamente a proteína p23 quando incluída num genoma viral foi avaliada através do uso de plantas e enxertos transgénicos para a p23. A estratégia que envolve o uso de enxertos transgénicos parece indicar resultados promissores que conduzem ao silenciamento da p23, contudo, são resultados que devem ser encarados como preliminares.

Enhancement of non-viral transfection efficiency with nuclear localization signal peptides

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2016