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.

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.

Levantamento revela a predominância do Lettuce mottle virus em três regiões produtoras de alface no Estado de São Paulo

Entre os problemas fitossanitários da cultura da alface estão as doenças causadas por vírus. Três vírus causam sintomas de mosaico praticamente indistinguíveis: o Lettuce mosaic virus (LMV, Potyvirus), o Lettuce mottle virus (LeMoV, Sequivirus) e o Bidens mosaic virus (BiMV, Potyvirus). Através de RT-PCR utilizando-se oligonucleotídeos específicos para cada um destes vírus, amostras de alface e plantas invasoras, preferencialmente com sintoma de mosaico, foram coletadas em campos de produção de alface das regiões de Mogi das Cruzes, Campinas e Bauru no Estado de São Paulo e analisadas para a presença dos vírus. Verificou-se que o LeMoV foi o vírus encontrado com maior freqüência, seguido do LMV. A ocorrência de BiMV em alface foi extremamente baixa e restrita às regiões de Campinas e Bauru, onde também foi verificado em plantas invasoras como Bidens pilosa e Galinsoga parviflora. Esta ultima é hospedeira dos três vírus.

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.

Análise da presença de vírus em alho semente da segunda e quarta gerações, produzidos por termoterapia e cultura de tecido

O alho (Allium sativum L.) pode estar naturalmente infectado por um complexo de vírus filamentosos pertencentes aos gêneros Potyvirus, Carlavirus e Allexivirus. O acúmulo destes vírus se dá, principalmente, pela sua propagação vegetativa através dos bulbilhos. Como a planta de alho cultivada não produz semente verdadeira em todo o mundo, a única forma de se obter plantas livres de vírus se dá pela cultura de tecidos dos ápices caulinares e termoterapia. Utilizando estas técnicas, alhos sementes foram produzidos na FCA- UNESP de Botucatu e avaliados via RT-PCR para a presença de potyvirus, carlavirus e allexivirus. Na segunda geração dos microbulbilhos propagados em casa de vegetação, 6,6% de infecção foi verificada por allexivirus. Já na quarta geração foi observada incidência de 60% com allexivirus, 35% com potyvirus e todas foram negativas para carlavirus. A alta taxa de infecção por allexivirus pode estar relacionada à maior dificuldade de remoção de espécies de vírus pertencentes a este gênero, como também já observado por outros autores, pela infecção e transmissão de vírus pelo ácaro, Aceriatulipae, durante o armazenamento dos bulbos de um ano a outro. O alho na quarta geração corresponde a bulbilhos com peso inferior a 1 grama e que não haviam sido selecionados para multiplicação comercial. A seleção para tamanho do bulbilho tem efeito positivo na escolha de bulbilhos com menores taxas de infecção por vírus, já que a técnica de termoterapia e cultura de tecidos não elimina totalmente os vírus. Os resultados também enfatizam a necessidade de se realizar fumigação no alho semente armazenado de um ano a outro a fim de evitar a transmissão de allexivirus durante o armazenamento.

Solanum americanum: reservoir for Potato virus Y and Cucumber mosaic virus in sweet pepper crops

Weeds can act as important reservoirs for viruses. Solanum americanum (Black nightshade) is a common weed in Brazil and samples showing mosaic were collected from sweet pepper crops to verify the presence of viruses. One sample showed mixed infection between Cucumber mosaic virus (CMV) and Potato virus Y (PVY) and one sample showed simple infection by PVY. Both virus species were transmitted by plant extract and caused mosaic in tomato (Solanum lycopersicum cv. Santa Clara), sweet pepper (Capsicum annuum cv. Magda), Nicotiana benthamiana and N. tabaccum TNN, and local lesions on Chenopodium quinoa, C. murale and C. amaranticolor. The coat protein sequences for CMV and PVY found in S. americanum are phylogenetically more related to isolates from tomato. We conclude that S. americanum can act as a reservoir for different viruses during and between sweet pepper crop seasons.

Bulbilhos aéreos de alho, provenientes de escapes florais, são infectados por vírus

Em campos de produção comercial de alho é comum observar plantas naturalmente infectadas por vírus dos gêneros Allexivirus, Carlavirus e Potyvirus. Os bulbilhos aéreos podem ser uma alternativa para a propagação de plantas de alho livres de vírus. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi analisar a taxa de perpetuação dos vírus de plantas infectadas para os bulbilhos aéreos. Os bulbilhos aéreos obtidos de plantas infectadas foram analisados por RT-PCR utilizando oligonucleotídeos universais para os gêneros Allexivirus, Carlavirus e Potyvirus. A taxa de perpetuação foi de 65% para allexivírus, 20% para carlavírus e 82,22% para potyvírus. Os resultados demonstraram que a perpetuação dos diferentes vírus do bulbo para os bulbilhos aéreos é elevada, inviabilizando a utilização direta dos bulbilhos aéreos provenientes de plantas matrizes infectadas por vírus. Esta metodologia deve ser utilizada somente a partir de plantas isentas de vírus.

Functional Genomic Approaches for Deciphering Plant-Virus Interactions

Plant-virus interactions are very complex in nature and lead to disease and symptom formation by causing various physiological, metabolic and developmental changes in the host plants. These interactions are mainly the outcomes of viral hijacking of host components to complete their infection cycles and of host defensive responses to restrict the viral infections. Viral genomes contain only a small number of genes often encoding for multifunctional proteins, and all are essential in establishing a viral infection. Thus, it is important to understand the specific roles of individual viral genes and their contribution to the viral life cycles. Among the most important viral proteins are the suppressors of RNA silencing (VSRs). These proteins function to suppress host defenses mediated by RNA silencing and can also serve in other functions, e.g. in viral movement, transactivation of host genes, virus replication and protein processing. Thus these proteins are likely to have a significant impact on host physiology and metabolism. In the present study, I have examined the plant-virus interactions and the effects of three different VSRs on host physiology and gene expression levels by microarray analysis of transgenic plants that express these VSR genes. I also studied the gene expression changes related to the expression of the whole genome of Tobacco mosaic virus (TMV) in transgenic tobacco plants. Expression of the VSR genes in the transgenic tobacco plants causes significant changes in the gene expression profiles. HC-Pro gene derived from the Potyvirus Y (PVY) causes alteration of 748 and 332 transcripts, AC2 gene derived from the African cassava mosaic virus (ACMV) causes alteration of 1118 and 251transcripts, and P25 gene derived from the Potyvirus X (PVX) causes alterations of 1355 and 64 transcripts in leaves and flowers, respectively. All three VSRs cause similar up-regulation in defense, hormonally regulated and different stress-related genes and down-regulation in the photosynthesis and starch metabolism related genes. They also induce alterations that are specific to each viral VSR. The phenotype and transcriptome alterations of the HC-Pro expressing transgenic plants are similar to those observed in some Potyvirus-infected plants. The plants show increased protein degradation, which may be due to the HC-Pro cysteine endopeptidase and thioredoxin activities. The AC2-expressing transgenic plants show a similar phenotype and gene expression pattern as HC-Pro-expressing plants, but also alter pathways related to jasmonic acid, ethylene and retrograde signaling. In the P25 expressing transgenic plants, high numbers of genes (total of 1355) were up-regulated in the leaves, compared to a very low number of down-regulated genes (total of 5). Despite of strong induction of the transcripts, only mild growth reduction and no other distinct phenotype was observed in these plants. As an example of whole virus interactions with its host, I also studied gene expression changes caused by Tobacco mosaic virus (TMV) in tobacco host in three different conditions, i.e. in transgenic plants that are first resistant to the virus, and then become susceptible to it and in wild type plants naturally infected with this virus. The microarray analysis revealed up and down-regulation of 1362 and 1422 transcripts in the TMV resistant young transgenic plants, and up and down-regulation of a total of 1150 and 1200 transcripts, respectively, in the older plants, after the resistance break. Natural TMV infections in wild type plants caused up-regulation of 550 transcripts and down-regulation of 480 transcripts. 124 up-regulated and 29 down-regulated transcripts were commonly altered between young and old TMV transgenic plants, and only 6 up-regulated and none of the down-regulated transcripts were commonly altered in all three plants. During the resistant stage, the strong down-regulation in translation-related transcripts (total of 750 genes) was observed. Additionally, transcripts related to the hormones, protein degradation and defense pathways, cell division and stress were distinctly altered. All these alterations may contribute to the TMV resistance in the young transgenic plants, and the resistance may also be related to RNA silencing, despite of the low viral abundance and lack of viral siRNAs or TMV methylation activity in the plants.

A naturally occurring recombinant isolate of Lettuce mosaic virus

LMV-Common and LMV-Most are two seed-borne types of Lettuce mosaic virus (LMV), genus Potyvirus. LMV-Most, but not LMV-Common, overcomes the resistance afforded to lettuce by two recessive genes, mo1(1) and mo1(2). An RT-PCR-based assay thought to be specific for LMV-Most also amplified LMV-Tn2, previously typified as LMV-Common. The sequence of selected regions along the genome indicated that LMV-Tn2 is a natural recombinant between LMV-Most and LMV-Common isolates, with a putative recombination site located within the P3 coding region. This is the first evidence of a naturally occurring LMV recombinant isolate.

Specific detection of Lettuce mosaic virus isolates belonging to the Most type

Lettuce mosaic virus (LMV)-Most isolates can infect and are seed-borne in cultivars containing the mol gene. A reverse transcription and polymerase chain reaction (RT-PCR)-based test was developed for the specific detection of LMV-Most isolates. Based on the complete genome sequences of three LMV isolates belonging respectively to the Most type, the Common type and neither of these two types, three different assays were compared: (i) presence of a diagnostic restriction site in the region of the genome encoding the variable N-terminus of the capsid protein, in the 3' end of the genome, (ii) RT-PCR using primers designed to amplify a cDNA corresponding to a portion of the P1 coding region, in the 5' end of the genome and (iii) RT-PCR using primers designed to amplify a central region of the genome. The assays were performed against a collection of 21 isolates from different geographical origins and representing the molecular variability of LMV. RT-PCR of the central region of the genome was preferred because its results are expected to be less affected by natural recombination between LMV isolates, and it allows sensitive detection of LMV-Most in situations of single as well as mixed contamination. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Analysis of the serological variability of Lettuce mosaic virus using monoclonal antibodies and surface plasmon resonance technology

A panel of 19 monoclonal antibodies (mAbs) was used to study the immunological variability of Lettuce mosaic virus (LMV), a member of the genus Potyvirus, and to perform a first epitope characterization of this virus. Based on their specificity of recognition against a panel of 15 LMV isolates, the mAbs could be clustered in seven reactivity groups. Surface plasmon resonance analysis indicated the presence, on the LMV particles, of at least five independent recognition/ binding regions, correlating with the seven mAbs reactivity groups. The results demonstrate that LMV shows significant serological variability and shed light on the LMV epitope structure. The various mAbs should prove a new and efficient tool for LIVIV diagnostic and field epidemiology studies.

Molecular mapping of the viral determinants of systemic wilting induced by a Lettuce mosaic virus (LMV) isolate in some lettuce cultivars

The isolate AF199 of Lettuce mosaic virus (LMV, genus Potyvirus) causes local lesions followed by systemic wilting and plant death in the lettuce cultivars Ithaca and Vanguard 75. Analysis of the phenotype of virus chimeras revealed that a region within the PI protein coding region (nucleotides 112-386 in the viral genome) and/or another one within the CI protein coding region (nucleoticles 5496-5855) are sufficient together to cause the lethal wilting in Ithaca, but not in Vanguard 75. This indicates that the determinants of this particular symptom are different in these two lettuce cultivars. The wilting phenotype was not directly correlated with differences in the deduced amino acid sequence of these two regions. Furthermore, transient expression of the LMV-AF 199 proteins, separately or in combination, did not induce local necrosis or any other visible reaction in the plants. Together, these results Suggest that the systemic wilting reaction might be Clue to RNA rather than protein sequences. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

A classification of Pepper yellow mosaic virus isolates into pathotypes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Levantamento revela a predominância do Lettuce mottle virus em três regiões produtoras de alface no Estado de São Paulo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quantitative control of Lettuce mosaic virus fitness and host defence inhibition by P1-HCPro

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)