Genetic diversity of begomoviruses infecting soybean, bean and associated weeds in Northwestern Argentina

The subtropical Northwestern region of Argentina (provinces of Tucumán, Salta, Jujuy, Santiago del Estero and Catamarca) suffers from a high incidence of the whitefly Bemisia tabaci, and the detection of begomoviruses is also common. The Northwest is the main bean-growing region of the country, and approximately 10% of Argentina's soybean crop is grown in this area. We have used a PCR-based assay to establish the identity and genetic diversity of begomoviruses associated with bean and soybean crops in Northwestern Argentina. Universal begomovirus primers were used to direct the amplification of a fragment encompassing the 5' portion of the capsid protein gene. Amplified fragments were cloned, sequenced and subjected to phylogenetic analysis to determine the sequence identity to known begomoviruses. The data indicated the presence of four distinct begomoviruses, all related to other New World begomoviruses. The prevalent virus, which was present in 94% of bean and soybean samples and also in two weed species, is closely related to Sida mottle virus (SiMoV). A virus with high sequence identity with Bean golden mosaic virus (BGMV) was found in beans. The two remaining viruses displayed less than 89% identity with other known begomoviruses, indicating that they may constitute novel species. One of these putative novel viruses was detected in bean, soybean and tomato samples.

Predominância de begomovírus em tomateiros na região produtora da Ibiapaba, Ceará, e sua detecção natural em plantas daninhas

O tomateiro, Lycopersicon esculentum Mill., hortaliça de grande importância econômica para o Brasil, apresenta muitos problemas fitossanitários, dentre os quais as viroses. Os vírus associados à cultura no país pertencem aos gêneros Begomovirus, mais frequentemente relatado, Potyvirus, Cucumovirus, Tospovirus e Tobamovirus. No Ceará, apesar de relatos da incidência de viroses em tomateiros na Chapada da Ibiapaba, maior região produtora do estado, há escassez de informações sobre a situação atual da ocorrência de begomovírus, nas diversas lavouras daquele agropólo. Assim, foram objetivos deste trabalho: realizar levantamento da presença de begomovírus nas cultivares e híbridos de tomateiro explorados comercialmente na Ibiapaba; verificar a ocorrência de plantas daninhas infectadas e investigar a transmissão artificial de begomovírus isolados de tomateiro e de plantas daninhas para tomateiro. Os testes sorológicos e a PCR realizados detectaram begomovírus em 'Alambra', 'Densus', 'Monalisa', 'Santa Clara', 'Sheila', 'Sofia', 'Raisa-N' e 'TY- Fanny', cultivares e híbridos mais cultivados nas lavouras. Além de begomovírus, Cucumber mosaic virus (CMV) e Potato virus Y (PVY) foram também detectados. As plantas daninhas Amaranthus spinosus, A. viridis, Ageratum conyzoides e Bidens pilosa foram identificadas como hospedeiras naturais de begomovírus. A transmissão de begomovírus de tomateiro para tomateiro ocorreu em inoculações por enxertia e via extrato foliar e de plantas daninhas infectadas para tomateiros sadios somente por enxertia. O levantamento revelou que, à semelhança do que ocorre no restante do país, begomovírus são predominantes nas lavouras de tomate da Ibiapaba e que as plantas invasoras ali encontradas podem ser fontes de infecção viral para a cultura.

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.

Avaliação da resistência a tobamovirus em acessos de Capsicum spp.

A resistência em Capsicum spp a tobamovírus é governada pelos genes L¹ a L4. Baseado na capacidade de alguns isolados suplantarem a resistência destes genes, os tobamovírus podem ser classificados nos patótipos P0, P1, P1-2 e P1-2-3. No Brasil, até o momento as três espécies de tobamovírus conhecidas são: Tobacco mosaic virus (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV), pertencentes aos patótipos P0 e Pepper mild mottle virus (PMMoV) pertencente ao patótipo P1-2, respectivamente e podem infectar pimentas e pimentões. Oitenta e seis genótipos de pimentão e pimenta foram avaliados quanto à resistência a tobamovírus, sendo 62 de Capsicum annuum, 18 de C. baccatum e seis de C. chinense. Oito acessos de C. annuum, seis de C. baccatum e os acessos ICA #39, Pimenta de cheiro e PI 152225 de C. chinense apresentaram reação de hipersensibilidade ao ToMV, enquanto que o acesso Ancho de C. annuum foi considerado tolerante, permanecendo assintomático, porém permitindo a recuperação do vírus quando inoculado em Nicotiana glutinosa. Para o PMMoV patótipo P1,2 foram avaliados os acessos de pimentão e pimenta considerados resistentes ao ToMV. Somente o PI 152225 de C. chinense desencadeou reação de hipersensibilidade ao PMMoV, sendo fonte potencial de resistência para programas de melhoramento a este vírus no Brasil.

Análise comparativa da região codificadora para a proteína capsidial de isolados de PepYMV e PVY coletados em pimentão

O Potato virus Y (PVY) e Pepper yellow mosaic virus (PepYMV) são as únicas espécies de potyvirus encontradas em pimenta e pimentão no Brasil. A região codificadora para a proteína capsidial de isolados de PepYMV e PVY coletados em pimentão, foi avaliada quanto à variabilidade e presença de motivos específicos aos potyvirus. A identidade da seqüência de aminoácidos na CP entre os isolados de PepYMV foi de 93% a 100%, enquanto que para os de PVY 94% a 98%. Entre os vírus esta variou de 73% a 79%. Foi observada variabilidade nas regiões conservadas da CP. Todos os isolados de PepYMV seqüenciados não apresentaram o motivo DAG na CP, relacionada a transmissão dos vírus por afídeos, enquanto que para as seqüências obtidas de PVY foi observada. Demais domínios como MVWCIENG, ENTERH, QMKAAA e PYMPRYG foram verificadas em ambas espécies.

Caractérisation de stratégies stimulant l’immunité cellulaire par l’étude de la présentation antigénique d’une nanoparticule vaccinale et du blocage d’un mécanisme d’immunosuppression

Il existe plusieurs défis au développement d’une thérapie visant à stimuler l’immunité cellulaire. Dans la prévention contre certains virus et en immunothérapie du cancer, l’induction de lymphocytes T spécifiques est cependant primordiale. Dans la première partie de l’étude, nous avons porté notre attention sur la compréhension de la présentation croisée par le complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH I) médiée par des particules pseudo-virales (VLP) composées de la protéine de surface de potexvirus à laquelle nous avons ajouté un épitope de la protéine M1 du virus de l’influenza ou un épitope de la protéine gp100 du mélanome. Cette VLP se caractérise par sa capacité à stimuler, sans l’aide d’adjuvant, le système immunitaire et de présenter de façon croisée l’épitope inséré dans sa protéine de surface et ce, indépendamment de l’activité du protéasome. Nous avons, tout d’abord, comparé les propriétés de présentation antigénique croisée des VLP formées du virus de la mosaïque de la malva (MaMV) à celles des VLP du virus de la mosaïque de la papaye (PapMV). Les résultats confirment que ces propriétés sont partagées par plusieurs membres de la famille des potexvirus malgré des divergences de séquences (Hanafi et al. Vaccine 2010). De plus, nous avons procédé à des expériences pour préciser le mécanisme menant à la présentation de l’épitope inséré dans les VLP de PapMV. Les résultats nous confirment une voie vacuolaire dépendante de l’activité de la cathepsine S et de l’acidification des lysosomes pour l’apprêtement antigénique. L’induction de l’autophagie par les VLP semble également nécessaire à la présentation croisée par les VLP de PapMV. Nous avons donc établi un nouveau mécanisme de présentation croisée vacuolaire dépendant de l’autophagie (Hanafi et al. soumis Autophagy). En second lieu, en immunothérapie du cancer, il est aussi important de contrôler les mécanismes d’évasion immunitaire mis en branle par la tumeur. Nous avons spécifiquement étudié l’enzyme immunosuppressive indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO) (revue de la littérature dans les tumeurs humaines; Hanafi et al. Clin. Can. Res 2011) et son inhibition dans les cellules tumorales. Pour ce faire, nous avons tenté d’inhiber son expression par la fludarabine, agent chimiothérapeutique précédemment étudié pour son activité inhibitrice de l’activation de STAT1 (signal transducers and activators of transcription 1). Étonnamment, nos résultats ont montré l’inhibition d’IDO dans les cellules tumorales par la fludarabine, indépendamment de l’inhibition de la phosphorylation de STAT1. Nous avons démontré que le mécanisme d’action dépendait plutôt de l’induction de la dégradation d’IDO par le protéasome (Hanafi et al. PlosOne 2014). Les travaux présentés dans cette thèse ont donc portés autant sur la compréhension d’une nouvelle plateforme de vaccination pouvant médier l’activation de lymphocytes T CD8+ cytotoxiques et sur le contrôle d’une immunosuppression établie par les cellules tumorales pour évader au système immunitaire. Ces deux grandes stratégies sont à considérer en immunothérapie du cancer et la combinaison avec d’autres thérapies déjà existantes pourra permettre une meilleure réponse clinique.

Improving cropping systems of semi-arid south-western Madagascar under multiple ecological and socio-economic constraints

Das Mahafaly Plateau im südwestlichen Madagaskar ist gekennzeichnet durch raue klimatische Bedingungen, vor allem regelmäßige Dürren und Trockenperioden, geringe Infrastruktur, steigende Unsicherheit, hohe Analphabetenrate und regelmäßige Zerstörung der Ernte durch Heuschreckenplagen. Da 97% der Bevölkerung von der Landwirtschaft abhängen, ist eine Steigerung der Produktivität von Anbausystemen die Grundlage für eine Verbesserung der Lebensbedingungen und Ernährungssicherheit in der Mahafaly Region. Da wenig über die Produktivität von traditionellen extensiven und neu eingeführten Anbaumethoden in diesem Gebiet bekannt ist, waren die Zielsetzungen der vorliegenden Arbeit, die limitierenden Faktoren und vielversprechende alternative Anbaumethoden zu identifizieren und diese unter Feldbedingungen zu testen. Wir untersuchten die Auswirkungen von lokalem Viehmist und Holzkohle auf die Erträge von Maniok, der Hauptanbaufrucht der Region, sowie die Beiträge von weiteren Faktoren, die im Untersuchungsgebiet ertragslimitierend sind. Darüber hinaus wurde in der Küstenregion das Potenzial für bewässerten Gemüseanbau mit Mist und Holzkohle untersucht, um zu einer Diversifizierung von Einkommen und Ernährung beizutragen. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Schätzung von Taubildung und deren Beitrag in der Jahreswasserbilanz durch Testen eines neu entworfenen Taumessgerätes. Maniok wurde über drei Jahre und in drei Versuchsfeldern in zwei Dörfern auf dem Plateau angebaut, mit applizierten Zeburindermistraten von 5 und 10 t ha-1, Holzkohleraten von 0,5 und 2 t ha-1 und Maniokpflanzdichten von 4500 Pflanzen ha-1. Maniokknollenerträge auf Kontrollflächen erreichten 1 bis 1,8 t Trockenmasse (TM) ha-1. Mist führte zu einer Knollenertragssteigerung um 30 - 40% nach drei Jahren in einem kontinuierlich bewirtschafteten Feld mit geringer Bodenfruchtbarkeit, hatte aber keinen Effekt auf den anderen Versuchsfeldern. Holzkohle hatte keinen Einfluss auf Erträge über den gesamten Testzeitraum, während die Infektion mit Cassava-Mosaikvirus zu Ertragseinbußen um bis zu 30% führte. Pflanzenbestände wurden felder-und jahresübergreifend um 4-54% des vollen Bestandes reduziert, was vermutlich auf das Auftreten von Trockenperioden und geringe Vitalität von Pflanzmaterial zurückzuführen ist. Karotten (Daucus carota L. var. Nantaise) und Zwiebeln (Allium cepa L. var. Red Créole) wurden über zwei Trockenzeiten mit lokal erhältlichem Saatgut angebaut. Wir testeten die Auswirkungen von lokalem Rindermist mit einer Rate von 40 t ha-1, Holzkohle mit einer Rate von 10 t ha-1, sowie Beschattung auf die Gemüseernteerträge. Lokale Bewässerungswasser hatte einen Salzgehalt von 7,65 mS cm-1. Karotten- und Zwiebelerträge über Behandlungen und Jahre erreichten 0,24 bis 2,56 t TM ha-1 beziehungsweise 0,30 bis 4,07 DM t ha-1. Mist und Holzkohle hatten keinen Einfluss auf die Erträge beider Kulturen. Beschattung verringerte Karottenerträge um 33% im ersten Jahr, während sich die Erträge im zweiten Jahr um 65% erhöhten. Zwiebelerträge wurden unter Beschattung um 148% und 208% im ersten und zweiten Jahr erhöht. Salines Bewässerungswasser sowie Qualität des lokal verfügbaren Saatgutes reduzierten die Keimungsraten deutlich. Taubildung im Küstendorf Efoetsy betrug 58,4 mm und repräsentierte damit 19% der Niederschlagsmenge innerhalb des gesamten Beobachtungszeitraum von 18 Monaten. Dies weist darauf hin, dass Tau in der Tat einen wichtigen Beitrag zur jährlichen Wasserbilanz darstellt. Tageshöchstwerte erreichten 0,48 mm. Die getestete Tauwaage-Vorrichtung war in der Lage, die nächtliche Taubildung auf der metallischen Kondensationsplatte zuverlässig zu bestimmen. Im abschließenden Kapitel werden die limitierenden Faktoren für eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft in der Untersuchungsregion diskutiert.

A heterologous expression system for bovine lens transmembrane main intrinsic protein (MIP) in Nicotiana tabacum plants

We have developed a heterologous expression system for transmembrane lens main intrinsic protein (MIP) in Nicotiana tabacum plant tissue. A native bovine MIP26 amplicon was subcloned into an expression cassette under the control of a constitutive Cauliflower Mosaic Virus promoter, also containing a neomycin phosphotransferase operon. This cassette was transformed into Agrobacterium tumefaciens by triparental mating and used to infect plant tissue grown in culture. Recombinant plants were selected by their ability to grow and root on kanamycin-containing media. The presence of MIP in the plant tissues was confirmed by PCR, RT-PCR and immunohistochemistry. A number of benefits of this system for the study of MIP will be discussed, and also its application as a tool for the study of heterologously expressed proteins in general.

Influence of Viral Infection on Essential Oil Composition of Ocimum basilicum (Lamiaceae)

Ocimum basilicum L., popularly known as sweet basil, is a Lamiaceae species whose essential oil is mainly composed of monoterpenes, sesquiterpenes and phenylpropanoids. The contents of these compounds can be affected by abiotic and biotic factors such as infections caused by viruses. The main goal of this research was an investigation of the effects of viral infection on the essential oil profile of common basil. Seeds of O. basilicum L. cv. Genovese were sowed and kept in a greenhouse. Plants presenting two pairs of leaves above the cotyledons were inoculated with an unidentified virus isolated from a field plant showing chlorotic yellow spots and foliar deformation. Essential oils of healthy and infected plants were extracted by hydrodistillation and analyzed by GCMS. Changes in essential oil composition due to viral infection were observed. Methyleugenol and p-cresol,2,6-di-tert-butyl were the main constituents. However, methyleugenol contents were significantly decreased in infected plants.

Adubação e inseticidas no controle de Empoasca kraemeri e Bemisia tabaci, em cultivares de feijoeiro semeados no inverno

Vários fatores influenciam a produtividade da cultura do feijoeiro, dentre estes podem ser citados as pragas, merecendo destaque, a cigarrinha verde, Empoasca kraemeri Ross & Moore (Hemiptera: Cicadellidae) e principalmente a mosca branca, Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae), que prejudica o feijoeiro pela transmissão do vírus do mosaico dourado. Este trabalho avalia o efeito de cultivares de feijoeiro, adubação e inseticidas nas populações de E. kraemeri e B. tabaci na época de semeadura de inverno. Os genótipos utilizados foram IAPAR MD-806, IAPAR MD-808, IAC-Carioca e Bolinha. Avaliaram-se, dos 7 aos 56 dias após emergência das plantas, o número de ninfas e adultos de cigarrinha verde e mosca branca, percentual de ataque de cigarrinha e número de plantas com sintomas de mosaico dourado. Na colheita, foram avaliados o número e peso de vagens por planta, o número de grãos por planta e peso de grãos (kg ha-1). Os danos de cigarrinha verde e os sintomas de mosaico dourado foram menos intensos em IAPAR MD-806 e IAPAR MD-808 em relação ao Bolinha e IAC-Carioca. A adubação não influenciou o número médio de adultos de cigarrinha verde nos genótipos de feijoeiro. As aplicações de inseticidas e adubo proporcionaram menores números médios de adultos de mosca branca nos genótipos de feijoeiro quando avaliados em conjunto aos 56 dias após emergência das plantas.

Caracterização da transmissão do vírus do mosaico-das-nervuras do algodoeiro pelo pulgão Aphis gossyphii com relação à persistência e ao tempo necessário para inoculação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biologia de aphis gossypii em plantas infectadas pelo vírus do mosaico das nervuras do algodoeiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da época de inoculação do vírus do mosaico das nervuras por Aphis gossypii Glover (Hemiptera: Aphididae) no desenvolvimento e na produção do algodoeiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Eficiência de ninfas e adultos de Aphis gossypii Glov. na transmissão do vírus do mosaico das nervuras do algodoeiro

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de transmissão do vírus do mosaico das nervuras, por ninfas e adultos de Aphis gossypii Glov., em duas cultivares de algodoeiro e registrar a evolução dos sintomas da doença. O trabalho foi realizado em casa de vegetação do Departamento de Fitossanidade da FCAV/UNESP, em Jaboticabal (SP). Ninfas e adultos ápteros criados em plantas infectadas da cultivar CNPTA ITA 90 foram transferidos para as plantas de algodoeiro das cultivares Coodetec 402 e CNPA ITA 90, com dois pares de folhas verdadeiras, onde permaneceram por 96 e 48 horas respectivamente. Para verificar a evolução da doença nas plantas, os sintomas foram avaliados até 60 dias após o confinamento dos afídeos, baseando-se numa escala de notas visuais. Os sintomas da doença foram inicialmente observados 25 dias após a inoculação pelos afídeos e se intensificaram com o desenvolvimento das plantas. A transmissão do vírus foi realizada mais eficientemente pelos adultos ápteros, do que pelas ninfas.

Suscetibilidade de genótipos de feijão ao vírus-do-mosaico-dourado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a suscetibilidade de diversos genótipos de feijão ao vírus-do-mosaico-dourado (VMDF), transmitido pela mosca branca (Bemisia tabaci). A semeadura foi realizada na época da seca e das águas, com e sem aplicação do inseticida granulado Aldicarb (3,0 kg ha-1 do i.a.) no sulco de semeadura. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados disposto em esquema fatorial 14x2, representado por genótipos e inseticida, respectivamente, com quatro repetições. A maior infestação de mosca-branca e incidência do vírus ocorreu na época da seca, causando prejuízos à produção do feijoeiro. Os genótipos apresentaram diferentes graus de suscetibilidade ao vírus e ao inseto vetor. Os genótipos mais tolerantes foram IAPAR 57, IAPAR 65, IAPAR 72, Ônix, Aporé e 606 (5)(214-17). A aplicação do inseticida sistêmico controla o vetor em ambas as épocas de cultivo, proporcionando aumentos da produtividade.