Transgenic passionfruit expressing RNA derived from Cowpea aphid-borne mosaic virus is resistant to passionfruit woodiness disease

Sixteen transgenic yellow passionfruit (Passiflora spp.) plants (R0) were obtained which express a non-translatable transgenic RNA corresponding to the 3' region of the NIb gene and the 5' region of the CP gene, derived from the genome of a Brazilian isolate of Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV). The transgenic plants were propagated by stem cuttings and challenged by sap inoculation with isolates CABMV-MG1 and CABMV-PE1. One transgenic plant (TE5-10) was resistant to the isolate CABMV-MG1, but susceptible to CABMV-PE1. The remaining transgenic plants developed systemic symptoms, equal to non-transformed plants, when inoculated with either isolate. The absence of virus in TE5-10 plants was confirmed by indirect ELISA. Transcription analysis of the transgene demonstrated that the TE5-10 plant did not accumulate transgenic mRNA, even before inoculation. After inoculation, viral RNA was only detected in plants inoculated with CABMV-PE1. These results confirm that the transgenic plant TE5-10 is resistant to isolate CABMV-MG1, and suggest that the resistance mechanism is post-transcriptional gene silencing, which is already activated in the transgenic plants before virus inoculation.

Obtenção de plantas de feijão-caupi resistentes ao Cowpea severe mosaic virus e ao Cowpea aphid-borne mosaic virus

Dentre os vírus que infectam o feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp.) destacam-se, respectivamente, pela severidade e ampla ocorrência o Cowpea severe mosaic virus (CPSMV) e o Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV). Portanto, objetivaram-se, no presente trabalho, obter e avaliar plantas de feijão-caupi com resistência ao CPSMV e ao CABMV, visando ao desenvolvimento de cultivares essencialmente derivadas e novas cultivares. Realizaram-se oito cruzamentos seguidos de retrocruzamentos, utilizando a linhagem TE 97-309G-9 e a cultivar Patativa como genitores resistentes, e as cultivares BR3-Tracuateua, BRS-Urubuquara, BRS-Novaera, BRS-Guariba e Pretinho como genitores suscetíveis. As gerações F2 e F2RC1 foram desafiadas quanto à resistência por meio de inoculação mecânica com isolados do CPSMV e do CABMV. Nas gerações F2RC1, além da resistência foram avaliados os caracteres: número de dias para o início da floração, comprimento das vagens, número de grãos. vagem-1, peso de cem grãos e produção de grãos.planta-1. Todos os indivíduos F2 e F2RC1 foram analisados pelo teste χ² e se ajustaram à frequência esperada de 15 plantas suscetíveis 1 planta resistente a ambos os vírus. As médias das plantas F2RC1 resistentes, de cada retrocruzamento, foram comparadas com a média do seu respectivo genitor recorrente pelo teste 't' e as médias dos retrocruzamentos foram comparadas pelo teste de Scott-Knott. Foi detectada variabilidade genética entre os retrocruzamentos para todos os caracteres. Todos os retrocruzamentos foram considerados promissores para produção de cultivares essencialmente derivadas resistentes ao CPSMV e ao CABMV e as plantas selecionadas possuem características que possibilitam a seleção de linhagens com grãos de bom padrão comercial e altamente produtivas.

Simple and multiple resistances to viruses in cowpea genotypes

The objective of this work was to identify new sources of simple and multiple resistances to Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV) and Cucumber mosaic virus (CMV) isolates in cowpea (Vigna unguiculata). Thirty-three genotypes from the germplasm bank of Universidade Federal do Ceará were tested as to their resistance to four CPSMV isolates, two CABMV isolates and one CMV isolate. Twenty-five days after the first virus inoculations, all inoculated plants, including the asymptomatic ones, were tested by serology. Genotypes were classified as: immune, plants without symptoms and negative serology; resistant, plants with mild mosaic and positive serology; susceptible, plants with mosaic and positive serology; and highly susceptible, plants with severe mosaic, other systemic symptoms, including systemic necrosis, and positive serology. Simple and multiple resistances to viruses were identified among the evaluated genotypes, but none of them showed multiple immunities to all isolates. Four genotypes showed immunity to all CPSMV isolates, two were immune to CABMV and two showed immunity to CMV. Eleven genotypes showed multiple resistances to two viruses, allowing for the development of new cultivars with more stable and broader resistance. Genotypes Purple Knuckle Hull-55, MNC-03-731C-21 and CNCx284-66E show resistance to CABMV, even when inoculated with CMV.

Microenxertia ex vitro para eliminação do vírus CABMV em maracujá-azedo

O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes meios de cultura, utilizados sobre o ponto da enxertia, na microenxertia ex vitro para a eliminação do Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV), em plantas de maracujá-azedo (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg.). Ápices caulinares, provenientes de plantas infectadas, foram microenxertados em plântulas obtidas pela germinação de sementes em substrato comercial esterilizado. Foram conduzidos experimentos com a microenxertia realizada no hipocótilo e no epicótilo, e foram utilizados cinco meios de cultura, que diferiam na concentração de fitorreguladores, aplicados no local da enxertia. O índice médio de microenxertos com folha expandida foi de 27,22 e 32,22%, quando a microenxertia foi realizada no hipocótilo e no epicótilo, respectivamente. Na microenxertia realizada no hipocótilo, não houve efeito da aplicação de meios de cultura. Na microenxertia realizada no epicótilo, o meio MS acrescido de 0,1 mg L-1 de AIB e 1 mg L-1 de BAP proporcionou 53,3% de microenxertos com folha expandida, número superior aos demais tratamentos e maior desenvolvimento das brotações. A indexação realizada pelo teste ELISA indireto, 80 a 100 dias após a microenxertia, mostrou que 93% das plantas testadas não apresentavam vírus detectável.

Análise filogenética de potyvírus causando endurecimento dos frutos do maracujazeiro no Nordeste do Brasil

Amostras foliares de plantas de maracujá-amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa) com sintomas típicos de endurecimento dos frutos foram coletadas nos estados de Pernambuco, Paraíba e Sergipe. A infecção viral foi comprovada por meio de teste sorológico e gama de hospedeiros. Os seis isolados virais obtidos foram capazes de infetar várias espécies testadas, porém apresentando diferenças na intensidade dos sintomas induzidos nessas hospedeiras. Teste de ELISA indireto demonstrou que os isolados obtidos a partir de plantas de maracujá são sorologicamente relacionados entre si e com o potyvírus Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV). A seqüência de aminoácidos da proteína capsidial foi determinada para os seis isolados. A comparação dessas seqüências com as de outros potyvírus indicou uma identidade máxima com isolados de CABMV (86 a 94%). A identidade com isolados de Passionfruit woodiness virus (PWV) foi de 68 a 76%. Análise filogenética realizada a partir das seqüências de aminoácidos agrupou os isolados em estudo junto a isolados de CABMV, distante de isolados de PWV. Em conjunto, os resultados indicam que os isolados de maracujá analisados constituem na verdade uma estirpe do CABMV.

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.

Genes diferentes podem conferir resistência ao Cowpea severe mosaic virus em caupi

O caupi (Vigna unguiculata) é uma importante leguminosa cultivada principlamente por pequenos agricultores da região Nordeste. Doenças ocasionadas por vírus podem constituir o principal fator limitante da produção do caupi, destacando-se, nesse aspecto, o mosaico severo, causado pelo Cowpea severe mosaic virus (CpSMV), família Comoviridae, gênero Comovirus. A resistência tem sido considerada como a melhor alternativa no controle dessa virose e diversas fontes promissoras têm sido relatadas, como as cultivares Macaibo e CNC 0434, e a linhagem L254.008. As investigações sobre a base genética da resistência ao CpSMV nesses materiais têm conduzido a resultados semelhantes, sendo a resistência herdada como uma característica monogênica recessiva. No entanto, até então, nenhum trabalho havia investigado o alelismo dos genes de resistência dessas fontes. No presente trabalho foram realizados estudos visando esclarecer essa questão nas três fontes de resistência; 'Macaibo', 'CNC0434' e L254.008. Plantas dos referidos genótipos foram cruzadas de maneira direta e recíproca originando seis populações F1 e F2. Inoculações controladas dessas populações com o isolado CpSMV-Re1 permitiram concluir que o gene de resistência de 'Macaibo' é o mesmo de 'CNC-0434', distinto daquele encontrado na linhagem L254.008.

Efeito do Soil-borne wheat mosaic virus sobre o metabolismo de cinco genótipos de trigo com diferentes níveis de resistência à doença

Com o objetivo de conhecer as alterações metabólicas promovidas pelo Soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV), um dos vírus economicamente mais importantes da cultura do trigo (Triticum aestivum), foram analisados os níveis de proteínas solúveis e determinadas as atividades da peroxidase e da protease em quatro cultivares (BRS Guabiju, BRS 194, BRS 179, BR 23) e uma linhagem (PF 980524) de trigo com diferentes níveis de resistência ao vírus. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, comparando-se as médias, pelo Teste de Duncan a 5%. Os níveis de proteínas solúveis foram mais elevados nas plantas sem sintomas, enquanto que as atividades da peroxidase e da protease foram maiores em plantas com sintoma de mosaico do que em plantas assintomáticas. Além disso, pode-se constatar que quanto maior a suscetibilidade do genótipo, maior o nível de atividade da protease. Estes resultados são promissores para estudos de inibição da protease para controle de viroses.

Alterações no metabolismo de cinco genótipos de trigo com diferentes níveis de resistência ao Soil-borne wheat mosaic virus

Soil-borne wheat mosaic virus - SBWMV, agente causal da virose que se caracteriza, em termos econômicos, como uma das mais importantes enfermidades da cultura de trigo, pode também infectar uma vasta gama de gramíneas. Com o objetivo de conhecer as alterações metabólicas promovidas pelo mosaico do trigo, foram analisados os teores de açúcares totais e a concentração de prolina e determinou-se a atividade da nitrato redutase. O experimento foi conduzido na área experimental da Embrapa Trigo, usando cinco genótipos de trigo (BRS Guabiju, BRS 194, BRS 179, BR 23 e PF 980524) com diferentes níveis de resistência ao SBWMV. As determinações bioquímicas foram realizadas 45 dias após a emergência de plantas. A atividade da nitrato redutase foi mais elevada em plantas sem sintomas, quando comparada às com sintomas. Os níveis de açúcares e de prolina foram mais elevados em plantas com sintomas do que nas sem sintomas. Os resultados encontrados comprovam as alterações metabólicas promovidas pelo SBWMV nos cinco genótipos de trigo testados.

Immune response induced in mice oral immunization with cowpea severe mosaic virus

There is increasing interest in the immune response induced by plant viruses since these could be used as antigen-expressing systems in vaccination procedures. Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), as a purified preparation (300 g of leaves, 2 weeks post-inoculation), or crude extract from cowpea (Vigna unguiculata) leaves infected with CPSMV both administered by gavage to Swiss mice induced a humoral immune response. Groups of 10 Swiss mice (2-month-old females) were immunized orally with 10 daily doses of either 50 µg viral capsid protein (boosters of 50 µg at days 21 and 35 after immunization) or 0.6 mg protein of the crude extract (boosters of 0.6 mg at days 21 and 35 after immunization). Anti-CPSMV antibodies were quantified by ELISA in pooled sera diluted at least 1:400 at days 7, 14, 21, 28, 35 and 42 after the 10th dose. IgG and IgA against CPSMV were produced systemically, but IgE was not detected. No synthesis of specific antibodies against the proteins of leaf extracts from V. unguiculata, infected or not with CPSMV, was detected. The use of CPSMV, a plant-infecting virus that apparently does not induce a pathogenic response in animals, induced a humoral and persistent (at least 6 months) immune response through the administration of low antigen doses by gavage. These results raise the possibility of using CPSMV either as a vector for the production of vaccines against animal pathogens or in quick and easy methods to produce specific antisera for viral diagnosis.

Prevalence of Lettuce mosaic virus - common strain on three lettuce producing areas from São Paulo State

LMV is one of the most important pathogens of lettuce worldwide. Based on their ability to overcome the resistance genes mo1¹ and mo1² in lettuce, isolates can be divided in two types: LMV-Most, which can infect and are seed-borne in cultivars containing the mo1 gene and LMV-Common, which do not cause symptoms on these cultivars and are seed transmitted only in susceptible cultivars. To evaluate the occurrence of these two types of LMV isolates, a survey was carried out during 2002-2005 in three lettuce production areas from São Paulo State. Total RNA was used for the diagnosis of LMV isolates by RT-PCR using universal primers for the variable N-terminus of the capsid protein, in the 3' end of the genome. Positives samples were analyzed by a second RT-PCR using specifics primers for LMV-Most isolates designed to amplify a fragment from the central region (CI-VPg) of the genome. A total of 1362 samples showing mosaic symptoms were collected and 504 (37.29 %) were positives for LMV. On susceptible lettuce cultivars, LMV-Common was prevalent (77.3%). LMV-Most was found frequently associated with tolerant (mo1¹) lettuce cultivars. Susceptible cultivars correspond today for most of the area of lettuce production. So, despite the ability of LMV-Most isolates to overcome the resistance provided by the recessive mo1¹ gene, they are not prevalent in the conditions of São Paulo State.

Herança da resistência a Watermelon mosaic virus em melancia

Entre as doenças que ocorrem na cultura da melancia (Citrullus lanatus), a virose ocasionada por Watermelon mosaic virus (WMV) se destaca entre as principais, sendo a resistência genética a forma mais indicada de controle. Dessa forma, é importante o conhecimento do controle genético da resistência que se pretende trabalhar. Objetivando estudar a herança da resistência ao WMV em melancia, foram realizados cruzamentos entre o cultivar Crimson Sweet (CS) suscetível e a linha L26 resistente. Populações segregantes e não segregantes obtidas dos cruzamentos foram inoculadas com um isolado de WMV e avaliadas quanto ao aparecimento de sintomas e à presença do vírus por testes de ELISA indireto contra antissoro específico para WMV. A hipótese de herança monogênica foi avaliada em diferentes graus médios de dominância e pelo método da máxima verossimilhança. Foram obtidas variâncias genética (σ²G), ambiental (σ²E), fenotípica (σ²F2), aditiva (σ²A) e de dominância (σ²D), herdabilidades nos sentidos amplo (h²a) e restrito (h²r). A herança monogênica foi rejeitada. O grau médio de dominância indicou efeito de dominância completa. As herdabilidades no sentido amplo foram baixas; portanto, constatou-se que o controle da resistência a WMV nas populações de melancia estudadas é do tipo oligogênica, com presença de efeitos aditivos e não aditivos e presença de genes maiores e poligenes.

Variabilidade genética de Sugarcane mosaic virus, causando mosaico em milho no Brasil

O objetivo deste trabalho foi caracterizar biológica e molecularmente três isolados de Sugarcane mosaic virus (SCMV) de lavouras de milho, analisá-los filogeneticamente e discriminar polimorfismos do genoma. Plantas com sintomas de mosaico e nanismo foram coletadas em lavouras de milho, no Estado de São Paulo e no Município de Rio Verde, GO, e seus extratos foliares foram inoculados em plantas indicadoras e submetidos à análise sorológica com antissoros contra o SCMV, contra o Maize dwarf mosaic virus (MDMV) e contra o Johnsongrass mosaic virus (JGMV). Mudas de sorgo 'Rio' e 'TX 2786' apresentaram sintomas de mosaico após a inoculação dos três isolados, e o DAS-ELISA confirmou a infecção pelo SCMV. O RNA total foi extraído e usado para amplificação por transcriptase reversa seguida de reação em cadeia de polimerase (RT-PCR). Fragmentos específicos foram amplificados, submetidos à análise por polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (RFLP) e sequenciados. Foi possível discriminar os genótipos de SCMV isolados de milho de outros isolados brasileiros do vírus. Alinhamentos múltiplos e análises dos perfis filogenéticos corroboram esses dados e mostram diversidade nas sequências de nucleotídeos que codificam para a proteína capsidial, o que explica o agrupamento separado desses isolados e sugere sua classificação como estirpes distintas, em lugar de simples isolados geográficos.