Sequences of the coat protein gene from brazilian isolates of Papaya ringspot virus

Papaya ringspot virus (PRSV) is the causal agent of the main papaya (Carica papaya) disease in the world. Brazil is currently the world's main papaya grower, responsible for about 40% of the worldwide production. Resistance to PRSV on transgenic plants expressing the PRSV coat protein (cp) gene was shown to be dependent on the sequence homology between the cp transgene expressed in the plant genome and the cp gene from the incoming virus, in an isolate-specific fashion. Therefore, knowledge of the degree of homology among the cp genes from distinct PRSV isolates which are present in a given area is important to guide the development of transgenic papaya for the control of PRSV in that area. The objective of the present study was to assess the degree of homology among the PRSV cp genes of several Brazilian isolates of this virus. Papaya and PRSV are present in many different ecosystems within Brazil. Twelve PRSV isolates, collected in eight different states from four different geographic regions, were used in this study. The sequences of the cp gene from these isolates were compared among themselves and to the gene used to generate transgenic papaya for Brazil. An average degree of homology of 97.3% at the nucleotide sequence was found among the Brazilian isolates. When compared to 27 isolates from outside Brazil in a homology tree, the Brazilian isolates were clustered with Australian, Hawaiian, and Central and North American isolates, with an average degree of homology of 90.7% among them.

Development of virus resistant transgenic papayas expressing the coat protein gene from a Brazilian isolate of Papaya ringspot virus

Translatable and nontranslatable versions of the coat protein (cp) gene of a Papaya ringspot virus (PRSV) isolate collected in the state of Bahia, Brazil, were engineered for expression in Sunrise and Sunset Solo varieties of papaya (Carica papaya). The biolistic system was used to transform secondary somatic embryo cultures derived from immature zygotic embryos. Fifty-four transgenic lines, 26 translatable and 28 nontranslatable gene versions, were regenerated, with a transformation efficiency of 2.7%. Inoculation of cloned R0 plants with PRSV BR, PRSV HA or PRSV TH, Brazilian, Hawaiian and Thai isolates, respectively, revealed lines with mono-, double-, and triple-resistance. After molecular analysis and a preliminary agronomic evaluation, 13 R1 and R2 populations were incorporated into the papaya-breeding program at Embrapa Cassava and Tropical Fruits, in Cruz das Almas, Bahia, Brazil.

Danos na produção da abobrinha de moita causados pelo Papaya ringspot virus type W e Zucchini yellow mosaic virus

Este trabalho teve por objetivo avaliar, em condições de casa de vegetação e de campo, os danos causados pelo PRSV-W e ZYMV em abobrinha-de-moita (Cucurbita pepo cv. Caserta). As plantas em casa de vegetação foram inoculadas com os vírus individualmente e em mistura aos 12 e 22 dias após emergência (DAE) e aos 5, 15 e 25 DAE no campo. Em casa de vegetação, as infecções com PRSV-W + ZYMV, PRSV-W e ZYMV, na primeira época de inoculação, ocasionaram reduções de área foliar de 39,6%, 36,8% e 12,1%, respectivamente. As massas fresca e seca também foram significativamente afetadas na primeira época de inoculação. No campo, as plantas com infecções individuais ou mistas dos potyvírus produziram frutos não comerciais em quantidades que variaram de 14 a 861 g/planta, dependendo da idade que foram inoculadas. As plantas tratadas com tampão fosfato aos 5, 15 e 25 DAE produziram em média 573 g, 937 g e 1172 g de frutos comerciais e 282 g, 221 g e 192 g de frutos não comerciais, respectivamente. A redução na massa fresca das plantas foi diretamente relacionada com a época de inoculação, com médias de 60,7% para aquelas inoculadas aos 5 DAE e de 22,7% para aquelas inoculadas aos 15 DAE. Na terceira época de inoculação não houve diferença significativa de massa fresca entre os tratamentos.

Problemas na premunização de melancia para o controle do mosaico causado pelo Papaya ringspot virus

Neste trabalho estudou-se a proteção de melancia (Citrullus lanatus) com estirpes fracas do Papaya ringspot virus, estirpe melancia, em condições de casa de vegetação e em campo. Os resultados mostraram que a proteção foi eficiente em ambos os testes. Nos testes em campo porém, as plantas protegidas da cultivar Crimson Sweet tiveram uma redução no peso médio de frutos por planta de, aproximadamente, 50% e 10,8%, em comparação às plantas não protegidas que estavam sadias, no primeiro e no segundo teste, respectivamente. O mesmo fato ocorreu com a cultivar Crimson Tide, na qual se registrou uma redução de 36,4%, aproximadamente, em um único teste. Além da redução na produção, outro problema encontrado na premunização da melancia foi a necessidade de duas inoculações sucessivas das mudas, em dias consecutivos, para aumentar a freqüência de plantas infetadas.

Comparação da seqüência de nucleotídeos do gene da proteína capsidial de estirpes severas e premunizantes do Papaya ringspot virus

This study compared three mild and three severe strains of Papaya ringspot virus - type W (PRSV-W), based on nucleotide and amino acid sequences of the capsid protein (CP) gene. The CP nucleotide sequences of the mild strains shared 98% to 100% identity. When compared to the severe strains the identity ranged from 93% to 95%, except in the case of PRSV-W-2R, which resulted from reversion of the mild strains PRSV-W-2. The CP sequence of the reverting strain showed 100% identity with the sequence of its parental strain. An insertion of six nucleotides in the core region of the CP gene, which reflected the addition of two amino acids (Asn and Asp) in the deduced sequence of the protein, was found in all mild strains. These sequence comparisons were used to design strain-specific primers that were used to specifically amplify regions for either the mild or severe strains.

Efeito de diferentes variáveis na infetividade de estirpes fracas do Papaya ringspot virus em plantas de melancia

Este trabalho teve como objetivo inicial selecionar uma estirpe fraca do Papaya ringspot virus - type W (PRSV-W) de bolhas de folhas de melancia (Citrullus lanatus) com mosaico. A infetividade dessa estirpe, PRSV-W-3, em plantas de melancia foi comparada com a das estirpes fracas PRSV-W-1 e PRSV-W-2, previamente selecionadas de bolhas de folhas de abobrinha de moita (Cucurbita pepo) cv. Caserta com mosaico. Além do efeito da origem da estirpe fraca na infetividade de plantas de melancia, avaliaram-se, ainda, os efeitos da concentração do inóculo, da espécie da planta fonte do inóculo e da idade da planta de melancia inoculada. Como controle, foi utilizada uma estirpe severa do vírus obtida de abobrinha de moita (PRSV-W-C). A avaliação do efeito da concentração e da espécie da planta fonte do inóculo foi feita com extratos de quatro, oito, 12 e 16 discos de folhas de abobrinha de moita e de melancia, infetadas separadamente com as estirpes fracas e severa, e diluídos em 2 ml de tampão fosfato. O efeito da idade da planta-teste de melancia foi estudado comparando-se plantas inoculadas em três estádios de desenvolvimento, com inóculos das estirpes do PRSV-W extraídos de 12 discos foliares/2 ml de tampão. Em todos os testes de infetividade, independente da concentração do inóculo, da planta fonte do inóculo e do estádio de desenvolvimento da planta-teste, a estirpe fraca PRSV-W-3 apresentou taxas de infetividade semelhantes as das estirpes PRSV-W-1 e PRSV-W-2, chegando a 100% em alguns casos. A infetividade da estirpe severa PRSV-W-C foi de 100%. A infetividade das três estirpes fracas está mais diretamente associada à intensidade de fricção das folhas no momento da inoculação do que às outras variáveis estudadas.

Evaluación de barreras vegetales en el manejo integrado de la mancha anular del papayo (PRSV-P) en Michoacán, México

El efecto de barreras vegetales como componente de un programa de manejo integrado (MI), se validó y adaptó en 1999 en Michoacán, México, para controlar la Mancha Anular del Papayo, enfermedad causada por el Papaya ringspot potyvirus type-P (PRSV-P). Se estableció un experimento en parcelas divididas con dos factores experimentales: barreras vegetales (Hibiscus sabdariffa), y componentes de MI: MI sin aspersión de citrolina (1.5%) (MI-A), MI sin eliminación de plantas con síntomas iniciales de virosis antes de floración (MI-D) y MI. Las barreras vegetales sembradas 20 días antes del trasplante del papayo y el desplante retrasaron en 19 días el inicio del progreso de epidemias en el MI lo que resultó en una mayor producción (14.2%) que el resto de tratamientos, aunque fue superado por MI-A en vigor (4% en diámetro de tallo). La citrolina fue fitotóxica, disminuyó el vigor de plantas (5.3%) y no limitó significativamente el desarrollo de la enfermedad ya que la intensidad de las epidemias (X0 = 47días, Yf = 84% y ABCPE = 3220% días) fue similar al testigo. El uso de barreras vegetales por si sola aparentemente no es suficiente para la reducción de la incidencia y dispersión de la enfermedad. Los áfidos más abundantes, con reconocida capacidad transmisora del PRSV-P, fueron Aphis gossypii, A. nerii, A. spiraecola y Macrosiphum euphorbiae, los cuales representaron aproximadamente el 13% del total de áfidos capturados.

Identification and partial characterization of a Carica papaya-infecting isolate of Alfalfa mosaic virus in Brazil

A Carica papaya plant with severe yellow leaf mosaic, leaf distortion, and systemic necrosis was found in the municipality of Piracicaba, state of So Paulo, Brazil. Transmission electron microscopy (TEM) analysis revealed the presence of potyvirus-like particles and bacilliform particles similar to those of the Alfamovirus genus. The potyvirus was identified as Papaya ringspot virus-type P (PRSV-P). Biological, serological, and molecular studies confirmed the bacilliform virus as an isolate of Alfalfa mosaic virus (AMV). Partial nucleotide and amino acid sequences of the coat protein gene of this AMV isolate shared 97-98% identity with the AMV isolates in the GenBank database. This report is the first of the natural infection of papaya plants by AMV.

Efeitos da interação de potyvirus em híbridos de meloeiro, variedades de melancia e abobrinha

Em razão da freqüente ocorrência de infecção mista, na natureza, o presente trabalho objetivou estudar o efeito da interação de diferentes espécies de potyvírus em meloeiro (Cucumis melo), melancia (Citrullus lanatus) e abobrinha (Cucurbita pepo). Foram usados os seguintes vírus da família Potyviridae, gênero Potyvirus: Papaya ringspot virus (PRSV); Watermelon mosaic virus, (WMV) e Zucchini yellow mosaic virus, (ZYMV). Os efeitos na sintomatologia das infecções duplas e simples de PRSV, WMV e ZYMV foram avaliados em três híbridos de meloeiro, duas variedades de melancia e abobrinha 'Caserta', em experimentos de casa de vegetação. Os três vírus, isoladamente ou em todas as duplas combinações possíveis, foram inoculados, em plantas dos híbridos de meloeiro Hy Mark, Gold Mine e Orange Flesh, variedades de melancia Crimson Sweet e Charleston Gray e abobrinha 'Caserta', usando-se dez plantas de cada híbrido ou variedade, por combinação de vírus. As inoculações foram efetuadas por meio de extratos de folhas com infecção simples dos respectivos vírus. As plantas inoculadas com cada vírus isoladamente e suas respectivas combinações foram observadas quanto ao aparecimento de sintomas durante 30 dias após as inoculações. Amostras foliares das plantas inoculadas foram, também, testadas por ELISA indireto contra os anti-soros correspondentes para cada vírus. As infecções duplas em meloeiro, melancia e abobrinha revelaram, através da avaliação sintomatológica, que existem interações sinérgicas entre PRSV, WMV e ZYMV. As infecções duplas envolvendo o ZYMV apresentaram alta severidade, exibindo sintomas não encontrados em infecções simples, apesar da severidade nas infecções isoladas do ZYMV.

Identificação sorológica de espécies de potyvirus em melancia, no estado de Roraima

No período de maio de 2003 a março de 2004, foram coletadas amostras foliares de plantas de melancia (Citrullus lanatus) de 21 campos de cultivo de cucurbitáceas, no Estado de Roraima. As amostras exibiam diferentes sintomas de vírus e foram levadas para o Laboratório de Virologia Vegetal da Universidade Federal do Ceará para serem testadas por "enzyme linked immunosorbent assay" (Elisa)-indireto, contra anti-soros específicos para Cucumber mosaic virus (CMV), Papaya ringspot virus estirpe melancia (PRSV-W), Watermelon mosaic virus (WMV) e Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV). Nos testes de Elisa, utilizou-se o conjugado universal, anti-imunoglobulina (IgG) de coelho produzida em cabra conjugada à enzima fosfatase alcalina. Todas as amostras foram testadas, também, por dupla difusão contra o anti-soro para Squash mosaic virus (SqMV). Os resultados indicaram a presença do PRSV-W em 84,2% das amostras coletadas em maio de 2003, em 7,1% das amostras coletadas em dezembro de 2003 e em 55,6% das amostras coletadas em março de 2004. A presença do ZYMV foi observada em 10,5% das amostras coletadas em maio de 2003, 21,4% das amostras coletadas em dezembro de 2003 e em 25,9% das amostras de março de 2004. O WMV foi detectado somente em oito das amostras coletadas em março de 2004 (29,6%). Os resultados desta pesquisa confirmam a ampla dispersão do PRSV-W em cultivos de cucurbitáceas no território brasileiro e a preocupante expansão do ZYMV em razão dos elevados prejuízos que o mesmo tem causado em outras partes do mundo.

Seleção de acessos e progênies de Citrullus spp. para resistência a três potyvirus

Visando selecionar acessos e progênies de melancia (Citrullus spp.) como fontes de resistência aos potyvirus: Papaya ringspot virus tipo watermelon (PRSV-W), Watermelon mosaic virus (WMV) e Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV), oito genótipos foram avaliados, sendo seis dos acessos (87-019, 87-029, 91-080, PI-244018, 91-043 e PI-195927) e dois do acesso PI-244019 (PI-244019A e PI-244019B) do Banco Ativo de Germoplasma (BAG) de cucurbitáceas do Nordeste brasileiro, da Embrapa Semi-Árido em Petrolina-PE. Também foram avaliadas progênies endogâmicas e de polinização livre derivadas desses acessos. As avaliações foram realizadas em de casa de vegetação, mediante inoculações mecânicas, e avaliação por Elisa, no Laboratório de Virologia Vegetal da UFC. As plantas não infetadas foram selecionadas e cultivadas na Estação Experimental de Bebedouro na Embrapa Semi-Árido em Petrolina-PE, onde ocorreram inoculações naturais de vírus por vetores. Foram constatadas plantas não infetadas com o PRSV-W nos acessos 87-019, PI-244019A, 91-080, PI-244018, PI-244019B e PI-195927; plantas não infetadas com o WMV nos acessos 87-019 e 87-029 e plantas não infetadas com o ZYMV nos acessos PI-244019A, 87-029, 91-080, 91-043, PI-244019B e PI-195927. As progênies apresentaram comportamento diferenciado, com percentagem de plantas selecionadas variando de 20 a 100% nas progênies avaliadas para resistência a PRSV-W e 60 a 100% nas progênies avaliadas para resistência a WMV. Nenhuma das progênies testadas apresentou resistência ao ZYMV, evidenciando possível diferença entre a resistência ao PRSV-W e ao WMV apresentada nas progênies e a resistência apresentada ao ZYMV, visto que as progênies foram submetidas ao mesmo número de autofecundações.

Identification and effects of mixed infection of Potyvirus isolates with Cucumber mosaic virus in cucurbits.

Mixed infections in cucurbits are frequently observed in natural conditions between viruses from the Potyvirus genus and Cucumber mosaic virus (CMV), which significantly decreases productivity. The objectives of the present study was to compare the host range of PRSV-W, WMV, and ZYMV isolates and evaluate the effects of mixed infections with CMV in zucchini plants (Cucurbita pepo L.). Host range studies comprising 23 plant species confirmed some similarities and biological differences among the isolates of PRSV-W, ZYMV, and WMV. RT-PCR confirmed the amplification of DNA fragments of the PRSV-W, WMV, and ZYMV coat protein gene (cp) and cytoplasm inclusion gene (ci). The virus interaction studies in zucchini Caserta plants indicated synergistic interactions, particularly among species from the Potyvirus genus, and some CMV interference with some virus combinations.

Sequence similarity between the viral cp gene and the transgene in transgenic papayas

The Papaya ringspot virus (PRSV) coat protein transgene present in 'Rainbow' and 'SunUp' papayas disclose high sequence similarity (>89%) to the cp gene from PRSV BR and TH. Despite this, both isolates are able to break down the resistance in 'Rainbow', while only the latter is able to do so in 'SunUp'. The objective of this work was to evaluate the degree of sequence similarity between the cp gene in the challenge isolate and the cp transgene in transgenic papayas resistant to PRSV. The production of a hybrid virus containing the genome backbone of PRSV HA up to the Apa I site in the NIb gene, and downstream from there, the sequence of PRSV TH was undertaken. This hybrid virus, PRSV HA/TH, was obtained and used to challenge 'Rainbow', 'SunUp', and an R2 population derived from line 63-1, all resistant to PRSV HA. PRSV HA/TH broke down the resistance in both papaya varieties and in the 63-1 population, demonstrating that sequence similarity is a major factor in the mechanism of resistance used by transgenic papayas expressing the cp gene. A comparative analysis of the cp gene present in line 55-1 and 63-1-derived transgenic plants and in PRSV HA, BR, and TH was also performed.

Ocorrência de moscas brancas (Hemiptera: Aleyrodidae) e do predador Delphastus pusillus (LeConte) (Coleoptera: Coccinellidae) em mamoeiro (Carica papaya L.) sob cultivo em ambiente protegido

Em fevereiro e outubro de 1998, na área experimental da Fazenda de Ensino e Pesquisa da UNESP no município de Selvíria-MS (latitude 20° 22' S, longitude 51° 22' W, altitude 335 m), foi constatada a presença de mosca branca em mamoeiro cultivar Baixinho de Santa Amália, plantado no interior de um telado com malha de 2 x 2 mm. Essa área fazia parte de um experimento visando determinar o efeito do cultivo em ambiente protegido sobre o desenvolvimento das plantas, a produção de frutos e a ocorrência do mosaico do mamoeiro. Nas duas ocasiões os insetos foram enviados ao Centro de Recursos Genéticos e Biotecnologia (CENARGEN) da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) para identificação. Na primeira infestação o material foi identificado como Trialeurodes sp. e na infestação de outubro como Bemisia tabaci biótipo B . Nos dois casos havia grande quantidade de ninfas nas folhas maduras e de adultos nas folhas novas. Para Trialeurodes sp. foi realizada uma contagem de ninfas em dezoito folhas, em cinco áreas de 1 cm² por folha, distribuídas ao acaso, encontrando-se a média de 7,6 ninfas por cm². Como conseqüência da presença das duas espécies, o único dano observado foi um intenso desenvolvimento de fumagina recobrindo completamente a superfície das folhas, que acabaram por secar e cair. A infestação de B. tabaci biótipo B foi controlada pela presença de larvas e adultos do coccinelídeo Delphastus pusillus (LeConte) que alimentavam-se vorazmente das ninfas presentes.