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Tipo: Tese
Título: Species diversity, genetic structure and variability of begomovirus populations infecting tomatoes in Ecuador
Título(s) alternativo(s): Diversidade de espécies, estrutura e variabilidade genética de populações de begomovírus infectando tomateiro no Equador
Autor(es): Carrasco, Lenin Celiano Paz
Primeiro Orientador: Zerbini Júnior, Francisco Murilo
Primeiro coorientador: Carvalho, Claudine Márcia
Primeiro avaliador: Pereira, Olinto Liparini
Segundo avaliador: Urquiza, Gloria Patricia Castillo
Terceiro avaliador: Paula Júnior, Trazilbo José de
Quarto avaliador: Cunha, Luis Claudio Vieira da
Resumo: The genus Begomovirus (family Geminiviridae) contains viral species with ssDNA genomes, affecting dicotyledonous plants and transmitted by the whitefly Bemisia tabaci. Viral diseases caused by begomoviruses are of economic importance due to their adverse effects on the production of tropical and subtropical crops. In Ecuador, despite reports of significant infestations of Bemisia tabaci in the late 1990's, only very recently has a begomovirus, Tomato leaf deformation virus (ToLDeV, also present in Peru), been reported in tomato. ToLDeV is the first monopartite begomovirus originated in the Americas, and its presence in Ecuador highlights the need for a wider survey of tomatoinfecting begomoviruses in this country. The study of ToLDeV populations may provide insights into the evolution of this monopartite virus and its ongoing adaptation to a new host. Tomato and weed samples were collected in 2010 and 2011 in six provinces of Ecuador, and begomovirus genomes were cloned and sequenced using a rolling-circle amplification-based approach. No begomovirus-positive samples were detected in the provinces of Chimborazo and Galapagos. Most begomovirus-positive tomato samples from the provinces of Guayas, Loja, Manabi and Santa Elena were infected with ToLDeV. One sample from Manabí had a triple infection with ToLDeV, Rhynchosia golden mosaic Yucatan virus (RhGMYuV) and a recombinant isolate between the two. A new begomovirus species was detected in another tomato sample from Manabí. Samples of Rhynchosia sp. from the provinces of Guayas and Manabi were infected by RhGMYuV. Sequences of 67 ToLDeV isolates from tomato were used to identify haplotypes and infer genetic relationships with Peruvian isolates. Two ToLDeV subpopulations (Ecuador and Peru) were well structured and presented minor allelic migration. The lowest haplotype diversity was displayed by the C4 gene for both subpopulations. Genetic variability indices were generally much higher for the Peruvian subpopulation in comparison with the Ecuadorian subpopulation. The C4 gene had the highest mutation frequency in both subpopulations. There was evidence of negative or purifying selection acting on each of the viral genes, thus preserving protein function. Tests of neutrality were significant and negative for the CP, Rep, TrAP and C4 genes of the subpopulation from Ecuador, indicating that it is undergoing expansion. All isolates from Ecuador and one isolate from Peru showed a recombination event encompassing the Rep, TrAP and REn genes and the intergenic region. Together, the results indicate a founder effect acting upon the Ecuadorian ToLDeV subpopulation, which is undergoing rapid expansion and differentiation.
Abstract: O gênero Begomovirus (família Geminiviridae) inclui vírus com genoma de DNA de fita simples, que infectam espécies de plantas dicotiledôneas e são transmitidas pela moscabranca Bemisia tabaci. Doenças causadas por begomovírus são economicamente importantes por causarem grandes perdas em culturas relevantes em regiões tropicais e subtropicais. No Equador, apesar de relatos de infestação por B. tabaci desde a década de 1990, apenas recentemente ocorreu o primeiro relato de um begomovírus, Tomato leaf deformation virus (ToLDeV, também presente no Peru) em tomateiro. O ToLDeV é o primeiro begomovírus monossegmentado originário das Américas, e sua presença no Equador ressalta a necessidade de um levantamento da ocorrência de begomovírus em tomateiro nesse país. O estudo de populações do ToLDeV pode fornecer informações relevantes sobre a evolução desse begomovírus monossegmentado e sobre o processo de adaptação desse vírus a um novo hospedeiro. Amostras de tomateiro e de plantas daninhas foram coletadas em 2010 e 2011 em seis províncias do Equador, e genomas completos de begomovírus foram clonados e sequenciados utilizando-se uma estratégia baseada em amplificação por círculo rolante. Nenhuma amostra positiva para begomovírus foi detectada nas províncias de Chimborazo e Galápagos. A absoluta maioria das amostras positivas coletadas nas províncias de Guayas, Loja, Manabíe Santa Elena estavam infectadas com o ToLDeV. Uma amostra de Manabí apresentava infecção tripla com ToLDeV, Rhynchosia golden mosaic Yucatan virus (RhGMYuV) e um isolado recombinante entre os dois. Um novo begomovírus foi detectado em uma outra amostra de tomateiro de Manabí. Amostras de Rhynchosia sp. das províncias de Guayas e Manabí estavam infectadas pelo RhGMYuV. Sequências de 67 isolados de ToLDeV obtidos de tomateiro foram utilizadas para identificação de haplótipos e para inferir relacionamento com isolados do Peru. Duas subpopulações claramente estruturadas foram identificadas (Equador e Peru) com evidência de migração entre elas. A menor diversidade haplotípica foi encontrada para o gene C4, em ambas as subpopulações. Os índices de variabilidade genética da subpopulação do Peru foram muito maiores do que os da subpopulação do Equador. O gene C4 apresentou a maior frequência de mutação em ambas as subpopulações. Encontrou-se evidência de seleção negativa ou purificadora atuando sobre todos os genes virais. Testes de neutralidade foram significativos e negativos para os genes CP, Rep, TrAP e C4 da subpopulação do Equador, indicando uma expansão recente. Todos os isolados do Equador apresentam um evento de recombinação incluindo os genes Rep, TrAP, REn e a região intergênica. Em conjunto, os resultados indicam um efeito fundador atuando na subpopulação do Equador, que está sofrendo um rápido processo de expansão e diferenciação.
Palavras-chave: Tomatoes
Genetic variability
ToLDeV
Geminivirus
Tomateiro
Variabilidade genética
ToLDeV
Geminivirus
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::FITOPATOLOGIA
Idioma: eng
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Etiologia; Epidemiologia; Controle
Programa: Doutorado em Fitopatologia
Citação: CARRASCO, Lenin Celiano Paz. Diversidade de espécies, estrutura e variabilidade genética de populações de begomovírus infectando tomateiro no Equador. 2013. 77 f. Tese (Doutorado em Etiologia; Epidemiologia; Controle) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2013.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1052
Data do documento: 11-Jun-2013
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