Molecular characterization of Brazilian strains of Xanthomonas campestris pv. viticola by rep-PCR fingerprinting

Bacterial canker of grapevine (Vitis vinifera), caused by Xanthomonas campestris pv. viticola was first detected in Brazil in 1998, affecting grapevines in the São Francisco river basin, state of Pernambuco. The disease was also reported in Juazeiro, Bahia and later in Piauí and Ceará. Due to its limited geographical distribution and relatively recent detection in Brazil, very little is known about the pathogen's biology and diversity. Repetitive DNA based-PCR (rep-PCR) profiles were generated from purified bacterial DNA of 40 field strains of X. campestris pv. viticola, collected between 1998 and 2001 in the states of Pernambuco, Bahia and Piauí. Combined analysis of the PCR patterns obtained with primers REP, ERIC and BOX, showed a high degree of similarity among Brazilian strains and the Indian type strain NCPPB 2475. Similar genomic patterns with several diagnostic bands, present in all strains, could be detected. Fingerprints were distinct from those of strains representing other pathovars and from a yellow non-pathogenic isolate from grape leaves. The polymorphism observed among the Brazilian strains allowed their separation into five subgroups, although with no correlation with cultivar of origin, geographic location or year collected.

Caracterização de estirpes de Ralstonia solanacearum isoladas de plantas de batata com murcha bacteriana, por PCR-Rep e RAPD

Considerado como um dos mais sérios patógenos da batata (Solanum tuberosum), em regiões de clima tropical, subtropical, assim como em zonas mais quentes de clima temperado, Ralstonia solanacearum é uma espécie com significativa diversidade genética. Ela é caracterizada em um sistema binário de raças e biovares, com base nas espécies hospedeiras e na capacidade de utilizar diferentes fontes de carbono. A tentativa de utilizar a resistência genética como forma de controle de R. solanacearum não tem demonstrado estabilidade, devido a alterações climáticas nas diferentes regiões e a variabilidade das estirpes do patógeno. Devido às características epidemiológicas diferentes para essas biovares, estirpes da biovar 2 são mais factíveis de serem erradicadas em um sistema de controle integrado. Em um levantamento realizado em quatro regiões produtoras de batata do Rio Grande do Sul, foram obtidos isolados de R. solanacearum de 25 lavouras de dez municípios. Após a análise bioquímica dos isolados verificou-se a presença das biovares 1 e 2, com predominância da última. Os isolados obtidos foram submetidos à avaliação da variabilidade genética por PCR, utilizando seqüências repetitivas ERIC e BOX e oligonucleotídeos aleatórios (RAPD). A PCR-ERIC e BOX puderam diferenciar claramente as biovares 1 e 2. Porém, ambas não detectaram variabilidade entre isolados da biovar 2 e apenas PCR-BOX detectou variabilidade entre isolados da biovar 1. Já através de RAPD demonstrou-se claramente a separação das biovares verificando-se que os mesmos apresentam um perfil característico dependente da região da qual os isolados foram obtidos.

Proliferação de ramos em plantas comerciais de bico-de-papagaio associada a fitoplasma do grupo 16srIII

Bico-de-papagaio é uma espécie ornamental, encontrada tanto na forma de arbustos, presente em jardins residenciais e públicos, como comercializada em vasos para decoração de interiores. Com o objetivo de detectar a presença de fitoplasma em plantas mostrando sintomas de proliferação de ramos, amostras foram obtidas de plantas sintomáticas e assintomáticas cultivadas em jardins e de plantas comerciais sintomáticas envasadas. A técnica de duplo PCR, utilizando os iniciadores R16mF2/mR1 e R16F2n/R2, foi empregada para detecção do fitoplasma, a partir de DNA extraído de folhas. Fitoplasma foi detectado consistentemente em todas as amostras sintomáticas, porém não houve detecção em qualquer das amostras assintomáticas. A identificação molecular conduzida através de PCR com iniciadores específicos e por análise de RFLP revelou que o fitoplasma detectado pertence ao grupo 16SrIII. Assim, foi demonstrado que a ocorrência de proliferação de ramos em bico-de-papagaio está associada à presença de fitoplasma. Plantas superbrotadas apresentam um dossel mais compacto, sendo mais atrativas ao consumidor, portanto a presença do fitoplasma é considerada como benéfica para fins ornamentais e comerciais.

Virulence and rep-PCR analysis of Pyricularia grisea isolates from two Brazilian upland rice cultivars

The phenotypic and genetic diversity of 77 isolates of Pyricularia grisea collected from two upland rice cultivars, Maravilha and Primavera, was studied. Isolates exhibiting compatible reaction to cv.Primavera were incompatible to cv.Maravilha and vice versa, with the exception of six isolates that were compatible to both cultivars. The virulence of isolates from cv. Maravilha on 32 test genotypes of rice was significantly higher (t = 9.09, p < 0.0001) than the isolates from cv.Primavera. A phenogram constructed from virulence data showed two main groups, one constituted mainly of isolates from cv.Primavera (97.6%) and the other of isolates from cv.Maravilha (91.17%). Rep-PCR analysis of isolates using two primers designed from sequences of Pot2 showed that isolates could be clustered broadly into two groups. The average similarity within a cluster of isolates from cv.Primavera was significantly greater than the average similarity among the isolates of cv.Maravilha (t = 5.37, p < 0.0001). There was close correspondence between clusters based on PCR and virulence data (r = 0.48, p < 0.011). The results showed that isolates of P. grisea were cultivar specific and had low phenotypic and genetic diversity.

PCR amplification and sequence analyses of reverse transcriptase-like genes in Crinipellis perniciosa isolates

Reverse transcriptase (RT) sequence analysis is an important technique used to detect the presence of transposable elements in a genome. Putative RT sequences were analyzed in the genome of the pathogenic fungus C. perniciosa, the causal agent of witches' broom disease of cocoa. A 394 bp fragment was amplified from genomic DNA of different isolates of C. perniciosa belonging to C-, L-, and S-biotypes and collected from various geographical areas. The cleavage of PCR products with restriction enzymes and the sequencing of various RT fragments indicated the presence of several sequences showing transition events (G:C to A:T). Southern blot analysis revealed high copy numbers of RT signals, forming different patterns among C-, S-, and L-biotype isolates. Sequence comparisons of the predicted RT peptide indicate a close relationship with the RT protein from thegypsy family of LTR-retrotransposons. The possible role of these retrotransposons in generating genetic variability in the homothallic C. perniciosa is discussed.

Development of a molecular method for detection and identification of Xanthomonas campestris pv. viticola

In order to develop a molecular method for detection and identification of Xanthomonas campestris pv. viticola (Xcv) the causal agent of grapevine bacterial canker, primers were designed based on the partial sequence of the hrpB gene. Primer pairs Xcv1F/Xcv3R and RST2/Xcv3R, which amplified 243- and 340-bp fragments, respectively, were tested for specificity and sensitivity in detecting DNA from Xcv. Amplification was positive with DNA from 44 Xcv strains and with DNA from four strains of X. campestris pv. mangiferaeindicae and five strains of X. axonopodis pv. passiflorae, with both primer pairs. However, the enzymatic digestion of PCR products could differentiate Xcv strains from the others. None of the primer pairs amplified DNA from grapevine, from 20 strains of nonpathogenic bacteria from grape leaves and 10 strains from six representative genera of plant pathogenic bacteria. Sensitivity of primers Xcv1F/Xcv3R and RST2/Xcv3R was 10 pg and 1 pg of purified Xcv DNA, respectively. Detection limit of primers RST2/Xcv3R was 10(4) CFU/ml, but this limit could be lowered to 10² CFU/ml with a second round of amplification using the internal primer Xcv1F. Presence of Xcv in tissues of grapevine petioles previously inoculated with Xcv could not be detected by PCR using macerated extract added directly in the reaction. However, amplification was positive with the introduction of an agar plating step prior to PCR. Xcv could be detected in 1 µl of the plate wash and from a cell suspension obtained from a single colony. Bacterium identity was confirmed by RFLP analysis of the RST2/Xcv3R amplification products digested with Hae III.

Evidência molecular da ocorrência de um fitoplasma associado ao lenho mole da macieira

O lenho mole da macieira é uma doença relevante em diversas partes do mundo. Sintomas típicos desta doença têm sido observados em pomares instalados em estados do sul do território brasileiro desde a década de oitenta. Enxertia tem revelado a natureza infecciosa da doença e a observação de corpúsculos filamentosos no floema tem evidenciado possível associação com fitoplasma. No presente trabalho plantas com sintomas de lenho mole foram coletadas em pomar comercial, visando demonstrar a presença de fitoplasma em tecido doente, bem como identificar molecularmente este fitoplasma. Através do emprego de duplo PCR com iniciadores universais R16mF2/R1 e R16F2n/R2, fitoplasma foi consistentemente detectado em plantas sintomáticas. A identificação conduzida com duplo PCR usando-se iniciadores específicos R16(III)F2/R demonstrou que o fitoplasma detectado pertencia ao grupo 16SrIII. Análises de RFLP conduzidas com as endonucleases AluI, KpnI, HinfI, HpaII, MseI, RsaI e SauIIIA confirmaram que o fitoplasma era um representante típico do grupo 16SrIII. A detecção e identificação molecular se constitui numa forte evidência que um fitoplasma está associado ao lenho mole da macieira no Brasil, complementando os trabalhos realizados anteriormente com transmissão por enxertia e observação por microscopia eletrônica .

PCR multiplex para a detecção de BSV e CMV em bananeiras micropropagadas

Um protocolo de PCR multiplex foi estabelecido para a detecção do Banana streak virus (BSV) e do Cucumber mosaic virus (CMV) em bananeiras micropropagadas. Estes vírus são responsáveis por perdas na produção de bananas em todo o mundo. Alguns trabalhos descrevem a integração do BSV no genoma B da bananeira. Contudo, a existência de bananeiras híbridas livres do BSV tem sido demonstrada. Ademais, determinadas estirpes do CMV não são transmitidas mecanicamente sob condições de laboratório, nem tampouco detectadas por testes sorológicos. Como conseqüência, a indexação de matrizes para cultura de tecido algumas vezes se mostra ineficiente. A metodologia apresentada neste trabalho sobrepõe esta dificuldade, pois se baseia na detecção do ácido nucléico viral presente em amostras foliares de bananeira. Na reação, foram usados os oligonucleotídeos BADNA 1A e BADNA 4, para a detecção do BSV, e "CMV senso" e "CMV antisenso" para a detecção do CMV. Após a eletroforese foi verificada a presença de dois fragmentos de DNA amplificados simultaneamente, um dos quais com 597 pb correspondente ao BSV e o outro, com 488 pb, correspondente ao CMV. Este resultado indica que o PCR multiplex pode ser utilizado como uma ferramenta adicional na indexação do BSV e do CMV em bananeiras propagadas por cultura de tecido.

Identidade molecular dos fitoplasmas associados aos enfezamentos do tomateiro e da berinjela com base na análise do gene 16S rDNA

Doenças de hortaliças de ocorrência no território brasileiro e em outras áreas do mundo têm sido associadas a diversos fitoplasmas. Na região de Piracicaba-SP e Bragança Paulista-SP, em plantas de tomate e berinjela foram observados sintomas típicos de enfezamento caracterizados por porte reduzido, clorose foliar, superbrotamento de ramos, desenvolvimento anormal do cálice, encurtamento de entre-nós, redução no tamanho de folhas, flores e frutos. Através de duplo PCR, utilizando os iniciadores R16 mF1/mR2 e R16 F2n/R2, fragmentos de DNA de 1,2 kb foram amplificados de amostras sintomáticas, demonstrando a presença de fitoplasma nos tecidos das plantas. O uso de iniciadores específicos demonstrou que estes fitoplasmas eram afiliados ao grupo 16SrIII. Análises de RFLP, usando as enzimas de restrição AluI, HpaII, KpnI, MboI, MseI e RsaI confirmaram que os fitoplasmas detectados eram representantes do grupo 16SrIII. Os fragmentos de DNA amplificados foram clonados em Escherichia coli, sequenciados e comparados, por homologia de seqüência, entre si e com outros fitoplasmas do grupo 16SrIII. Um índice de similaridade de seqüência acima de 95% foi encontrado quando seqüências dos fitoplasmas detectados em tomate e berinjela foram comparadas com aquelas de outros representantes do grupo 16SrIII. Um índice de 98-99% foi obtido quando seqüências dos fitoplasmas encontrados em tomate e berinjela foram comparadas entre si. Estes resultados evidenciaram que o enfezamento do tomateiro e da berinjela podem estar associados a um mesmo fitoplasma, com base na análise de seqüências do gene do 16S rDNA.

Detecção de allexivírus em primórdios foliares de alho via RT-PCR

Nos procedimentos de detecção de allexivirus em bulbos de alho, tem-se como rotina o plantio de bulbilhos para obtenção de tecido foliar a ser analisado via testes sorológicos e/ou moleculares. A disponibilização das plantas em casa de vegetação implica em gastos com a manutenção e requer, em média, 30 dias. Em áreas isentas desses vírus, corre-se, ainda, o risco de sua introdução e disseminação. No presente trabalho buscou-se ajustar um protocolo para detecção rápida de allexivírus em alho a partir de primórdios foliares. Bulbilhos de alho para consumo, oriundos do Rio Grande do Sul e importados da Argentina foram dissecados para obtenção de primórdios foliares e extração de RNA total a partir de 0,1 g de tecido. A seguir foram conduzidas reações de RT-PCR com um par de oligonucleotídeos, capaz de gerar um fragmento de aproximadamente 500 pb relativo à porção interna do gene da capa protéica de várias espécies do gênero Allexivirus. Uma banda com tamanho aproximado de 500 pb foi visualizada, em gel de agarose e, posteriormente, confirmada por Southern Blot e por seqüenciamento como sendo Garlic vírus C (GarV-C, AY170322.1). A obtenção de RNA total diretamente de primórdios foliares de bulbilhos e seu uso em análise de RT-PCR, constituem-se em uma metodologia econômica, rápida e segura para a detecção de allexivírus em bulbos de alho.

Candidatus Phytoplasma brasiliense associado ao superbrotamento do hibisco (Hibiscus rosa-sinensis L.) no Estado de São Paulo

Plantas de hibisco com superbrotamento e definhamento seguido de morte têm sido observadas nos municípios de São Paulo, Campinas e Piracicaba. Como os sintomas são sugestivos daqueles induzidos por fitoplasmas, o presente trabalho buscou identificar o possível fitoplasma associado com a doença. Assim, 14 plantas sintomáticas de hibisco foram coletadas em Piracicaba (SP) e submetidas ao PCR duplo com os primers P1/Tint-R16F2n/R2 e ao exame em microscópio eletrônico de transmissão. A identificação foi realizada por análise de RFLP com as enzimas de restrição BfaI, DraI, HaeIII, HhaI, HpaII, MboI, MseI, RsaI e TaqI. Testes de transmissão foram conduzidos com enxertia de ramos e uso de Cuscuta subinclusa. Os resultados de nested-PCR revelaram a presença consistente de fitoplasmas em todas as plantas sintomáticas e foram confirmados pela observação de corpúsculos pleomórficos no floema, através da microscopia eletrônica. A análise de RFLP mostrou que o fitoplasma encontrado em hibisco pertence ao grupo 16SrXV, o mesmo grupo do Candidatus Phytoplasma brasiliense. O fitoplasma foi transmitido de planta doente para sadia, tanto pela enxertia como pela C. subinclusa, demonstrando ser o agente do superbrotamento do hibisco.

Ocorrência e variabilidade genética do Tomato severe rugose virus em tomateiro e pimentão no Estado de São Paulo

Um levantamento para avaliar a ocorrência de begomovírus nas culturas de pimentão e tomateiro no estado de São Paulo foi realizado entre janeiro/2007 e julho/2008. O DNA total de amostras de pimentão (710) e de tomateiro (103) foi extraído e a presença de begomovírus foi testada por PCR. Paralelamente, as mesmas amostras foram avaliadas por amplificação por círculo rolante (RCA) seguidas de PCR, e algumas amostras positivas analisadas por RCA-RFLP com a enzima de restrição HpaII, a fim de se conhecer a variabilidade genética dos isolados. Os resultados demonstraram que, para a técnica de PCR, 99 amostras de pimentão (13,94%) e 39 de tomateiro (37,86%) foram positivas para a presença de begomovírus, enquanto que por RCA-PCR, 333 (46,90%) de pimentão e 82 (79,61%) de tomateiro mostrando a maior sensibilidade desta técnica. Seqüências correspondentes à região 5' da capa protéica (CP) e um segmento de gene da região intergênica foram analisadas e indicaram apenas a presença da espécie Tomato severe rugose virus (ToSRV). Porém, seqüenciamento parcial de clones obtidos a partir de produto RCA de tomateiro permitiu a detecção de infecção mista de ToSRV e Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV). Por RCA-RFLP quatro padrões de restrição foram observados para o ToSRV em pimentão, enquanto que em tomateiro observaram-se 18 padrões.Os resultados indicam maior diversidade genética dos begomovírus em tomateiro quando comparada com os de pimentão.

Bidens mosaic virus: detecção via RT-PCR e identificação de Galinsoga parviflora como um novo hospedeiro natural do vírus

O Bidens mosaic virus (BiMV) é uma espécie tentativa do gênero Potyvirus, que infecta alface (Lactuca sativa). Na ausência de métodos eficientes para diagnose deste vírus, o objetivo do trabalho foi a síntese de oligonucleotídeos específicos e sua otimização em testes de RT-PCR em uma só etapa, partindo-se de extrações de RNA total. Os oligonucleotídeos 8851sens (5'AGG CAG TTC GCA CGG CAT AC 3´) e 9211ant (5´ CTT CAT CTG GAT GTG TGC TTC 3´) permitem a eficiente detecção do vírus e possibilitaram a descoberta de uma nova hospedeira do vírus, a planta Galinsoga parviflora, comumente encontrada em canteiros de produção comercial de alface.