Capacidade combinatória de híbridos de tomateiro de crescimento determinado, resistentes a Begomovirus e Tospovirus

O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade combinatória de linhagens de tomateiro com hábito de crescimento determinado, com resistência múltipla a espécies dos gêneros Begomovirus e Tospovirus, e identificar combinações híbridas superiores. O experimento foi realizado em casa de vegetação, com 14 híbridos obtidos do cruzamento de sete linhagens femininas (grupo I) com duas linhagens masculinas (grupo II), em um dialelo parcial. As seguintes características agronômicas foram avaliadas: produção total, produção precoce, massa média de frutos, formato, firmeza inicial e firmeza na meia-vida. As linhagens genitoras TOM-680 e TOM-682, do grupo I, se destacaram por exibir as maiores estimativas de capacidade geral de combinação (CGC) quanto às características produção total, produção precoce e massa média de frutos, enquanto a linhagem TOM-585 se destacou quanto aos maiores valores de produção total e massa média de frutos. No grupo II, a linhagem TOM-698 apresentou estimativas superiores de CGC para as características de produção total, produção precoce, massa média dos frutos e firmeza inicial dos frutos. O híbrido TOM-682xTOM-698 apresenta as maiores estimativas de capacidade geral e específica de combinação para produção total, produção precoce e meia-vida da firmeza, e é o genótipo mais promissor entre os materiais testados.

Polyamines in tomato plants grown during an incidence of tospovirus exposure

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

Characterization of Bean Necrotic Mosaic Virus: A Member of a Novel Evolutionary Lineage within the Genus Tospovirus

Background: Tospoviruses (Genus Tospovirus, Family Bunyaviridae) are phytopathogens responsible for significant worldwide crop losses. They have a tripartite negative and ambisense RNA genome segments, termed S (Small), M (Medium) and L (Large) RNA. The vector-transmission is mediated by thrips in a circulative-propagative manner. For new tospovirus species acceptance, several analyses are needed, e. g., the determination of the viral protein sequences for enlightenment of their evolutionary history. Methodology/Principal Findings: Biological (host range and symptomatology), serological, and molecular (S and M RNA sequencing and evolutionary studies) experiments were performed to characterize and differentiate a new tospovirus species, Bean necrotic mosaic virus (BeNMV), which naturally infects common beans in Brazil. Based upon the results, BeNMV can be classified as a novel species and, together with Soybean vein necrosis-associated virus (SVNaV), they represent members of a new evolutionary lineage within the genus Tospovirus. Conclusion/Significances: Taken together, these evidences suggest that two divergent lineages of tospoviruses are circulating in the American continent and, based on the main clades diversity (American and Eurasian lineages), new tospovirus species related to the BeNMV-SVNaV clade remain to be discovered. This possible greater diversity of tospoviruses may be reflected in a higher number of crops as natural hosts, increasing the economic impact on agriculture. This idea also is supported since BeNMV and SVNaV were discovered naturally infecting atypical hosts (common bean and soybean, respectively), indicating, in this case, a preference for leguminous species. Further studies, for instance a survey focusing on crops, specifically of leguminous plants, may reveal a greater tospovirus diversity not only in the Americas (where both viruses were reported), but throughout the world.

Tospovirus

Caratteristiche generali dei Bunyaviridae

First complete genome sequence of a capsicum chlorosis tospovirus isolate from Australia with an unusually large S RNA intergenic region

The first complete genome sequence of capsicum chlorosis virus (CaCV) from Australia was determined using a combination of Illumina HiSeq RNA and Sanger sequencing technologies. Australian CaCV had a tripartite genome structure like other CaCV isolates. The large (L) RNA was 8913 nucleotides (nt) in length and contained a single open reading frame (ORF) of 8634 nt encoding a predicted RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) in the viral-complementary (vc) sense. The medium (M) and small (S) RNA segments were 4846 and 3944 nt in length, respectively, each containing two non-overlapping ORFs in ambisense orientation, separated by intergenic regions (IGR). The M segment contained ORFs encoding the predicted non-structural movement protein (NSm; 927 nt) and precursor of glycoproteins (GP; 3366 nt) in the viral sense (v) and vc strand, respectively, separated by a 449-nt IGR. The S segment coded for the predicted nucleocapsid (N) protein (828 nt) and non-structural suppressor of silencing protein (NSs; 1320 nt) in the vc and v strand, respectively. The S RNA contained an IGR of 1663 nt, being the largest IGR of all CaCV isolates sequenced so far. Comparison of the Australian CaCV genome with complete CaCV genome sequences from other geographic regions showed highest sequence identity with a Taiwanese isolate. Genome sequence comparisons and phylogeny of all available CaCV isolates provided evidence for at least two highly diverged groups of CaCV isolates that may warrant re-classification of AIT-Thailand and CP-China isolates as unique tospoviruses, separate from CaCV.

RT-PCR and Dot Blot hybridization methods for a universal detection of tospoviruses

Transcriptase reverse - polymerase chain reaction (RT-PCR) and dot blot hybridization with digoxigenin-labeled probes were applied for the universal detection of Tospovirus species. The virus species tested were Tomato spotted wilt virus, Tomato chlorotic spot virus, Groundnut ringspot virus, Chrysanthemum stem necrosis virus, Impatiens necrotic spot virus, Zucchini lethal chlorosis virus, Iris yellow spot virus. Primers for PCR amplification were designed to match conserved regions of the tospovirus genome. RT-PCR using distinct primer combinations was unable to simultaneously amplify all tospovirus species and consistently failed to detect ZLCV and IYSV in total RNA extracts. However, all tospovirus species were detected by RT-PCR when viral RNA was used as template. RNA-specific PCR products were used as probes for dot hybridization. This assay with a M probe (directed to the G1/G2 gene) detected at low stringency conditions all Tospovirus species, except IYSV. At low stringency conditions, the L non-radioactive probe detected the seven Tospovirus species in a single assay. This method for broad spectrum detection can be potentially employed in quarantine services for indexing in vitro germplasm.

Arranjo espacial do vira-cabeça do fumo em arapiraca, estado de alagoas

O vira-cabeça do fumo (Nicotiana tabacum), causado pelo Groundnut ringspot virus (GRSV), do gênero Tospovirus, tem sido observado em alta incidência em determinadas áreas da região fumageira do agreste do estado de Alagoas. O arranjo espacial da doença foi analisado em duas áreas de plantio (A e B), formadas por quatro parcelas cada, localizadas no município de Arapiraca. As parcelas foram avaliadas semanalmente, sendo efetuado o mapeamento espacial de plantas sadias e com sintomas de vira-cabeça, bem como determinada a incidência da doença, representada pelo número de plantas com sintomas em relação ao total de plantas avaliadas. Pelas análises de "ordinary runs" e autocorrelação espacial, foi constatada a predominância do arranjo aleatório de plantas doentes, embora tenha sido detectada agregação em alguns casos. Embora não se descarte a possibilidade de mudas infetadas terem influenciado no arranjo da doença, a hipótese mais provável é que as infecções ocorreram principalmente pelo inóculo primário transmitido por tripes virulíferos entrando nas parcelas, oriundos de reservatórios externos.

Detection and partial characterization of an isolate of Groundnut ringspot virus in Solanum sessiliflorum

The cubiu (Solanum sessiliflorum) fruit, originating in the Amazon basin, is commonly used in that region for food, medicine, and cosmetics. In an experimental culture of cubiu, in order to evaluate its adaptation to conditions in the Northern region of the state of Rio de Janeiro, it was observed plants with mosaic symptoms. A cubiu plant was collected and analyzed to identify the etiological agent. After mechanical passage through a local lesion host, a host range test was performed. The virus induced chlorotic local lesions in Chenopodium quinoa, necrotic local lesions in Gomphrena globosa, mosaic in S. sessiliflorum, leaf and stem necrosis in tomato (Lycopersicon esculentum) 'Rutgers', mosaic and leaf distortion in Datura stramonium and Physalis floridana, and necrotic local lesions followed by systemic necrosis and plant death in four Nicotiana species. Electron microscopic observations of ultra thin sections from infected cubiu leaves showed the presence of spheroidal, membrane-bound particles typical of tospovirus species. Analysis of the nucleocapsid protein from concentrated virus particles indicated the presence of a 28 kDa protein. RT-PCR was performed after total RNA extraction from infected IPA-6 tomato leaves. A fragment of approximately 0,8 kbp corresponding to the N gene was amplified, cloned and sequenced. The N protein from the cubiu isolate was 95% homologous to the Groundnut ringspot virus (GRSV) protein, and no more than 85% homologous to those from Zucchini lethal chlorosis virus (ZLCV) and Chrysanthemun stem necrosis virus (CSNV), Tomato spotted wilt virus (TSWV), and Tomato chlorotic spot virus (TCSV). This is the first report of the occurrence of GRSV (or any other plant virus) in cubiu.

Caracterização do Tomato chlorotic spot virus isolado de jiló no Vale do Paraíba, Estado de São Paulo

Os tospovírus são responsáveis por perdas significativas em diversas culturas, principalmente solanáceas. No município de São José dos Campos (SP), plantas de jiló (Solanum gilo) apresentando sintomas de mosaico, bolhosidades, nanismo e queda acentuada da produção foram coletadas para análise. Visando a caracterização do agente causador dos sintomas, testes biológicos, elétrono microscópicos, sorológicos e moleculares foram realizados. Através de inoculação mecânica em plantas indicadoras das famílias Amaranthaceae, Chenopodiaceae e Solanaceae obtiveram-se resultados típicos aos esperados para tospovírus. Ao microscópio eletrônico de transmissão, observaram-se, em contrastação negativa, partículas pleomórficas com diâmetro entre 80 e 110 nm e em cortes ultra-finos partículas presentes em vesículas do retículo endoplasmático. Através de DAS-ELISA, identificou-se o Tomato chlorotic spot virus (TCSV). A partir de RNA total extraído de folhas infetadas, amplificaram-se, via RT-PCR, fragmentos correspondentes ao gene da proteína do capsídeo (cp) os quais foram seqüenciados e comparados com outros depositados no "GenBank". A homologia de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos foi respectivamente de 99 e 95% quando comparada com seqüências de isolados de TCSV. A comparação com as outras espécies do gênero Tospovirus apresentou valores de homologia entre 72 e 84%. Estes resultados confirmam a identidade deste vírus como pertencente à espécie TCSV, que é predominante no Estado de São Paulo e importante patógeno de outras plantas cultivadas. Além disso, variedades de jiló quando inoculadas foram susceptíveis tanto ao TCSV como às espécies Tomato spotted wilt virus (TSWV) e Groundnut ringspot virus (GRSV).

Tomato chlorotic spot virus in hydroponically-grown lettuce in São Paulo State, Brazil

In the regions of Campinas and Sumaré, São Paulo, Brazil, hidroponically grown crops of Lettuce (Lactuca sativa) cv. Verônica, which showed virus-like symptoms were examined by electron microscope, biological, serological and molecular tests. Pleomorphic, enveloped particles (80-100 nm in diameter) were always detected in these samples. Experimentally inoculated host plants, including lettuce, reacted with tospoviruses-induced symptoms. Some differences were observed in Gomphrena globosa, which reacted by showing local lesions and systemic mosaic. Two isolates of Tomato chlorotic spot virus (TCSV) were identified by DAS-ELISA and by RT-PCR. The sequencing and alignment of the RT-PCR coat protein amplified fragments have indicated a high degree of homology with the TCSV sequences stored in the GenBank. This is the first report of losses due to a virus from the genus Tospovirus in commercial hydroponic lettuce crops in Brazil. Further epidemiological studies are needed for better understanding the spread of the virus in hydroponic crops, since Tomato spotted wilt virus (TSWV) is reported to spread through the nutritive solution.

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.

Danos causados pelo Zucchini lethal chlorosis virus (ZLCV) sobre a produção de frutos comerciais de abobrinha de moita 'Caserta'

O ZLCV é um tospovírus encontrado com freqüência causando severos danos em cucurbitáceas. Nesse trabalho avaliaram-se os danos causados pelo ZLCV em abobrinha de moita 'Caserta', em campo na ESALQ/USP, Piracicaba-SP, onde esse vírus é freqüente. Plantas obtidas pela semeadura direta foram monitoradas periodicamente quanto à infecção pelo ZLCV por meio dos sintomas e por PTA-ELISA. Monitorou-se ainda a contaminação com Papaya ringspot virus - type W e Zucchini yellow mosaic virus, desconsiderando a produção dessas plantas. As plantas foram agrupadas em função da época de aparecimento dos sintomas do ZLCV, avaliando a produção de frutos comerciais (FC) e não comerciais (FNC) de cada grupo e comparando com a de plantas que permaneceram sem sintomas até o final do experimento. As plantas que apresentaram sintomas até os 23 dias após a emergência (DAE) não produziram qualquer tipo de frutos. FC foram colhidos de plantas que apresentaram sintomas a partir dos 42 DAE. Mesmo assim, houve redução de 78,5 % na produção de FC. Plantas que mostraram sintomas por ocasião da última colheita (55 DAE) apresentaram redução na produção de FC de 9,6 %. A infecção com o ZLCV até o início da frutificação inviabiliza a produção de FC de abobrinha de moita 'Caserta'.

Hipersensibilidade e necrose sistêmica em Nicotiana benthamiana transformada com o gene de resistência Sw-5 de tomateiro

O gene Sw-5 do tomateiro confere resistência a várias espécies de tospovírus e codifica uma proteína contendo domínios de ligação a nucleotídeos e repetições ricas em leucina. Tomateiros com Sw-5 exibem reações necróticas nas folhas inoculadas com tospovírus. Estas reações e a estrutura da proteína Sw-5 indicam que a resistência ocorre por meio do reconhecimento do patógeno e desencadeamento da resposta de hipersensibilidade. A capacidade de Sw-5 de conferir resistência a tospovírus em tabaco selvagem (Nicotiana benthamiana Domin.) foi avaliada em plantas transgênicas. Uma construção com a seqüência aberta de leitura de Sw-5 e sua região 3 não-traduzida sob controle do promotor 35S do CaMV foi utilizada para transformação de N. benthamiana via Agrobacterium tumefaciens. Plantas de progênies R1 foram inoculadas com um isolado de tospovírus e avaliadas quanto à ocorrência de reação de hipersensibilidade e resistência à infecção sistêmica. em uma progênie com segregação 3:1 (resistente:suscetível), foi selecionada uma planta homozigota e sua progênie avaliada quanto ao espectro da resistência a tospovírus. Plantas com o transgene exibiram resposta de hipersensibilidade 48 h após a inoculação, sendo resistentes à infecção sistêmica. O fenótipo da resistência foi dependente do isolado viral e um isolado de Tomato chlorotic spot virus (TCSV) causou necrose sistêmica em todas as plantas inoculadas, enquanto que isolados de Groundnut ringspot virus (GRSV) e um isolado relacionado a Chrysanthemum stem necrosis virus (CSNV) ficaram restritos ao sítio de infecção. Comparações do espectro da resistência obtido neste trabalho com aquele observado em outros membros da família Solanaceae indicam que as vias de transdução de sinais e as respostas de defesa ativadas por Sw-5 são conservadas dentro desta família e polimorfismos genéticos nas vias de transdução de sinais ou em componentes das respostas de defesa podem resultar em diferentes níveis de resistência.

Application methods and dosages of thiamethoxam in thrips control on tomato plants

O tripes Frankliniella schultzei Trybom (Thysanoptera: Thripidae) é um dos mais importantes vetores de tomato spotted wilt tospovirus (TSWV) na cultura do tomate no Brasil. Dois métodos de aplicação do inseticida thiamethoxam foram comparados no controle de tripes em tomate. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso com sete tratamentos e quatro repetições. Utilizou-se um pulverizador costal manual com lança simples provida de ponta de pulverização com jato cônico vazio JD 14-2 ou modificada, com aplicador tipo esguicho, em substituição à ponta de pulverização. Dosagens de 150 e 200 g i.a. ha-1 foram usadas em única aplicação com esguicho e 50 g i.a. ha-1 em pulverizações semanais, iniciadas aos 48 dias após a semeadura. A eficiência do inseticida em teste foi comparada com diafenthiuron (400 g i.a. ha-1), profenofos + cypermethrin (320+32 g i.a. ha-1, respectivamente) e methamidophos (60 g i.a. 100 L-1 de água), aplicados em pulverização. Não houve diferença estatística entre os métodos de aplicação e doses com thiamethoxam no controle de F. schultzei aos 24 dias após a aplicação, sendo vantajosa a realização de uma única aplicação das maiores dosagens de thiamethoxam com esguicho em comparação às aplicações semanais da menor dosagem em pulverização. A eficiência de controle do tripes com o inseticida thiamethoxam variou de 93 a 95%, nos diferentes métodos e dosagens em teste. Diafenthiuron e profenofos + cypermethrin apresentaram eficiência menor (78 e 88%, respectivamente), porém foram superiores às obtidas com methamidophos (71%). Os produtos e doses utilizados não causaram fitotoxicidade às plantas de tomate.

Avaliação da indução de resistência no controle do vira cabeça do tomateiro

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