Polyclonal antibodies to the coat protein of Apple stem grooving virus expressed in Escherichia coli: production and use in immunodiagnosis

The coat protein gene of Apple stem grooving virus (ASGV) was amplified by RT-PCR, cloned, sequenced and subcloned in the expression vector pMal-c2. This plasmid was used to transform Escherichia coli BL21c+ competent cells. The ASGV coat protein (cp) was expressed as a fusion protein containing a fragment of E. coli maltose binding protein (MBP). Bacterial cells were disrupted by sonication and the ASGVcp/MBP fusion protein was purified by amylose resin affinity chromatography. Polyclonal antibodies from rabbits immunized with the fusion protein gave specific reactions to ASGV from infected apple (Malus domestica) cv. Fuji Irradiada and Chenopodium quinoa at dilutions of up to 1:1,000 and 1:2,000, respectively, in plate trapped ELISA. The ASGVcp/MBP fusion protein reacted to a commercial antiserum against ASGV in immunoblotting assay. The IgG against ASGVcp/MBP performed favorably in specificity and sensitivity to the virus. This method represents an additional tool for the efficient ASGV-indexing of apple propagative and mother stock materials, and for use in support of biological and molecular techniques.

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.

Variability of the 3' terminal of the polymerase gene of Grapevine leafroll-associated virus 3 isolates from Vale do São Francisco, Brazil

Many viral diseases, including leafroll, which is of great economic importance, affect grapevines (Vitis spp.). A complex of eight viruses [Grapevine leafroll-associated virus (GLRaV) -1 to 8] is associated with this disease. The objective of this study was to compare the variability of the 3' terminal region of the polymerase gene of three isolates of GLRaV-3 (Grapevine leafroll-associated virus-3), from Submédio do Vale do Rio São Francisco (Petrolina-PE) with that of other isolates available at the GenBank, including an isolate from North America and another from Southern Brazil. The viral RNA was extracted from three infected ELISA reactive plants and a fragment of 340 bp was amplified, by RT-PCR, using primers that recognize that portion of the polymerase gene found between nucleotides 8267 and 8606. The three isolates from Vale do Rio São Francisco named Pet-1, Pet-2 and Pet-3, showed similarities ranging from 98% and 94%, respectively to the isolates from North America (AF037268) and Southern Brazilian (AF438411). Considering the whole genome, the main variation found was one amino acid change at position 2766 (F2766Y). These preliminary data indicate the existence of a natural variation among GLRaV-3 isolates from grapevines. This could be due to the vegetative propagation and long cycle of the plant, associated with the error-prone nature of RNA-dependent RNA polymerase.

Crotalaria paulinea, novo hospedeiro natural do vírus do mosaico severo do caupi

Amostras foliares de Crotalaria paulinea apresentando mosaico foram coletadas em São Luiz, MA, e enviadas ao Laboratório de Virologia Vegetal da UFC. As amostras foram testadas por Elisa indireto, contra anti-soros para Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV) e Cucumber mosaic virus (CMV) e por dupla difusão em àgar contra anti-soro para Cowpea severe mosaic virus (CPSMV). As amostras reagiram somente com o anti-soro para CPSMV, indicando ser C. paulinea mais um hospedeiro natural do vírus. Extratos das folhas de C. paulinea foram inoculados em plantas de caupi (Vigna unguiculata subsp. unguiculata) mantidas em casa de vegetação. Dez dias após a inoculação, as plantas passaram a exibir sintomas de mosaico e a presença do CPSMV foi confirmada por sorologia. Nos estudos de gama de hospedeiros, envolvendo oito espécies botânicas, o isolado de CPSMV obtido de C. paulinea (CPSMV-Cp) infetou sistemicamente somente cultivares de caupi. Estudos de reações de RT-PCR revelaram a presença de uma banda no gel de agarose de 594 pb para o CPSNV-Cp semelhante às de outros isolados de CPSMV. O CPSMV-Cp foi multiplicado em caupi cv. Pitiúba e purificado por clarificação com n-butanol, precipitação viral com PEG e ultracentrifugação. A preparação purificada apresentou um espectro de absorção ultravioleta típico de núcleoproteína com uma razão A260/A280 de 1,7. Coelho da raça Nova Zelândia Branca imunizado com a preparação viral purificada, produziu anti-soro policlonal reativo com CPSMV em dupla difusão em àgar. Este é o primeiro relato sobre a infecção natural de CPSMV em C. paulinea.

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.

Identificação de Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis através de PCR-RFLP do gene recA

Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis foi proposta como o principal agente causal da canela preta da batata (Solanum tuberosum) no Brasil. Com o objetivo de identificar essa subespécie, oligonucleotídeos iniciadores foram selecionados a partir de regiões heterólogas do gene recA existentes entre P. carotovorum subsp. brasiliensis ATCC BAA-41 e outras pectobactérias disponíveis no GenBank e P. carotovorum subsp. carotovorum BAB1. No entanto, os oligonucleotídeos iniciadores apresentaram baixa especificidade. O produto da PCR do gene recA, um fragmento de ± 730 pb, de 38 estirpes de P. chrysanthemi e das diferentes subespécies de P. carotovorum, foi digerido com as endonucleases de restrição TasI e HhaI. Estas enzimas foram selecionadas com base na seqüência do gene recA das estirpes P. carotovorum subsp. brasiliensis ATCC BAA-416 (581 pb) e P. carotovorum subsp. carotovorum BAB1 (626 pb). A análise do PCR-RFLP com as enzimas TasI e HhaI gerou sete e 12 padrões, respectivamente. A combinação dos resultados permitiu a separação em 13 grupos distintos e a discriminação de P. carotovorum subsp. brasiliensis.

Diagnóstico biológico e molecular e análise da seqüência de nucleotídeos do gene da proteína capsidial de um isolado do Apple stem pitting virus

O Apple stem pitting virus (ASPV) foi detectado por RT-PCR em amostras de cultivares de pereiras européias (Pyrus communis L.) cvs. Starkrimson e Abate Fetel, e asiáticas (P. pyrifolia var. culta) cvs. Kousui e Housui coletadas no início do outono de 2003 em pomar da Estação Experimental da Embrapa Uva e Vinho, Vacaria, RS. Utilizando várias combinações de oligonucleotídeos, foram amplificados fragmentos de DNA de 269 e 1554 pb, este último contendo o gene completo (1131 nt) da proteína capsidial do ASPV. Outro fragmento amplificado de 291 pb compreende parte do gene da polimerase viral. Estes fragmentos constituem-se em um excelente instrumento de diagnóstico do ASPV em pereiras. A comparação das seqüências de nucleotídeos do gene da proteína capsidial do ASPV com seqüências do banco de dados GenBank, revelou identidades de 89% com seqüências de um isolado alemão de macieira e de 85 a 88% com isolados poloneses, de pereiras. A indicadora herbácea Nicotiana occidentalis cv. 37B, inoculada mecanicamente com extrato foliar da cv. Housui, apresentou lesões locais necróticas, necrose foliar marginal e das nervuras. O ASPV também foi detectado por dot-ELISA nas cvs. Abate Fetel e Kousui, na cv. Starkrimson por imunoblot, e em Pyronia veitchii (Trabut) Guill. por enxertia de borbulhas da cv. Abate Fetel infetada.

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.

Caracterização de um isolado do Sugarcane mosaic virus que quebra a resistência de variedades comerciais de cana-de-açúcar

Os vírus pertencentes ao subgrupo do Sugarcane mosaic virus (SCMV, gênero Potyvirus, família Potyviridae) infectam e causam mosaico em diferentes espécies botânicas da subfamília Panicoideae (família Poaceae), porém apenas o SCMV e o Sorghum mosaic virus (SrMV) infectam naturalmente cana-de-açúcar. No Brasil, a espécie SCMV parece ser o único agente causal da doença. Embora a maioria das variedades comerciais de cana-de-açúcar seja considerada resistente ou tolerante ao SCMV, relatos de incidência de mosaico em tais variedades têm ocorrido no campo. Amostras com sintomas, de diversos clones e variedades, foram coletadas em campos experimentais e comerciais de cana-de-açúcar. Dentre as variedades, a RB72-454, uma das mais plantadas no país e considerada resistente à doença, também apresentou plantas com sintomas de mosaico. As amostras foram testadas por DAS-ELISA, com anti-soros policlonais para as espécies SCMV, Johnsongrass mosaic virus (JGMV) e Maize dwarf mosaic virus (MDMV), apresentando resultados negativos. Porém, sintomas de mosaico foram observados em mudas de sorgo "Rio" e "TX2786" quando inoculadas mecanicamente com os isolados, indicando tratar-se de infecção pelo SCMV. RNA total foi extraído das folhas de cana e submetido a RT-PCR com oligonucleotídeos específicos para SCMV e SrMV. Fragmentos específicos de aproximadamente 880 pares de bases foram amplificados com os oligonucleotídeos para o SCMV, confirmando os resultados da inoculação mecânica. Os produtos de PCR foram clonados e seqüenciados. Um dos isolados de SCMV encontrado constitui uma nova estirpe, mais severa, capaz de infectar plantas da variedade RB72-454 e de outras variedades, consideradas tolerantes, no campo.

Variability of the coat protein gene of Grapevine leafroll-associated virus 3 in Brazil

Leafroll is an economically important disease affecting grapevines (Vitis spp.). Nine serologically distinct viruses, Grapevine leafroll-associated virus-1 through 9, are associated with this disease. The present study describes the coat protein gene sequence of four GLRaV-3 isolates occurring in the São Francisco River basin, Northeastern Brazil. The viral RNA was extracted from GLRaV-3 ELISA-positive plants and the complete coat protein gene was amplified by RT-PCR. Sequences were generated automatically and compared to the complete coat protein sequence from North American (NY1) and Chinese (Dawanhong Nº2 and SL10) GLRaV-3 isolates. The four studied isolates, named Pet-1 through 4, showed deduced amino acid identities of 98-100% (Pet-1 through 3) and 95% (Pet-4) with North American and Chinese isolates. A total of seventeen amino acid substitutions was detected among the four characterized isolates in comparison to the NY1, Dawanhong No.2 and SL10 sequences. The results indicated the existence of natural variation among GLRaV-3 isolates from grapevines, also demonstrating a lack of correlation between sequence data and geographic origin. This variability should be considered when selecting regions of the viral genome targeted for reliable and consistent virus molecular detection.

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.

Expression of Grapevine leafroll-associated virus 3 coat protein gene in Escherichia coli and production of polyclonal antibodies

Grapevine leafroll-associated virus 3 (GLRaV-3), the main viral species of the grapevine leafroll complex, causes yield and quality reduction in grapes (Vitis spp.). The coat protein gene was RT-PCR-amplified from total RNA extracted from infected grapevine leaves and the amplified fragment was cloned and completely sequenced. The fragment was subsequently subcloned into the pRSET-C expression vector. The recombinant plasmid was used to transform Escherichia coli BL21:DE3 and express the capsid protein. The coat protein, fused to a 6 His-tag, was purified by affinity chromatography using an Ni-NTA resin. The identity of the purified protein was confirmed by SDS-PAGE and Western blot. The in vitro-expressed protein was quantified and used for rabbit immunizations. The antiserum was shown to be sensitive and specific for the detection of GLRaV-3 in grapevine extracts in Western blot and DAS-ELISA assays, with no unspecific or heterologous reactions against other non-serologically related viruses being observed.