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.

Production of policlonal antisera specific to plant viruses by rabbit oral immunization

Serological techniques are of great importance for plant virus identification and characterization. The major limiting factor for using these techniques for plant virus identification is the requirement of a good virus purified preparation to be used in immunizing animals for antiserum production. In the present study, two New Zealand rabbits were orally immunized with extracts from cowpea (Vigna unguiculata) plants systemically infected with Cowpea severe mosaic virus (CPSMV) and with extracts from papaya (Carica papaya) infected with Papaya lethal yellowing virus (PLYV). The leaf extracts were prepared in saline solution 0.15 M in the rate of 1:1 (w/v) and clarified by a centrifugation of 10,000 g for 10 min. The clarified extracts containing the viruses were orally administered to the New Zealand rabbits in two series of five daily doses of 1.0 ml each. The obtained policlonal antisera were shown to be very specific to their respective viruses in double immunodiffusion and indirect ELISA. These seem to be the first antisera specific for plant virus obtained by rabbit oral immunization. The results open up some possibilities for producing antisera to plant viruses of difficult purification. It is a simple, fast and inexpensive method for production of antisera for plant viruses when compared to the traditional techniques that involve rabbit injections with purified virus preparations.

Análise molecular de segmento do RNA2 de comovirus isolados de soja no estado do Paraná

Nas áreas produtoras de feijão (Phaseolus vulgaris) do Estado do Paraná observa-se anualmente a ocorrência do vírus do mosaico em desenho do feijoeiro (Bean rugose mosaic virus, BRMV), principalmente em infecções mistas com o vírus do mosaico dourado do feijoeiro (Bean golden mosaic virus, BGMV), acarretando maior severidade de sintomas e causando perdas na produção. Recentemente constatou-se a presença do vírus do mosaico severo do caupi (Cowpea severe mosaic virus, CPSMV) associado a sintomas de queima do broto em plantações de soja (Glycine max) na região de Londrina, sendo este um fato novo no Estado. Neste trabalho, parte do RNA2 de dois comovirus isolados de soja no Paraná foram clonados e sequenciados, sendo 600 pares de bases (pb) do BRMV-PR e 594 pb do CPSMV-PR. Posteriormente, as seqüências correspondentes de aminoácidos foram comparadas com seis seqüências de vírus do gênero Comovirus depositadas no GenBank. Com base nestes dados observou-se que o segmento do RNA2 do isolado CPSMV-PR apresentou homologia de 85% com parte de uma seqüência já conhecida do RNA2 do CPSMV, enquanto que o segmento do RNA2 do isolado BRMV-PR apresentou homologia de 39% com o CPSMV, e de 44% com o Bean pod mottle virus (BPMV). Este trabalho apresenta pela primeira vez dados de sequenciamento parcial do BRMV, o que poderá contribuir para sua completa caracterização molecular e para o estabelecimento de estratégias para obtenção de plantas resistentes ao vírus.

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.

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.

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.

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.