Coexistência e evolução molecular de populações de begomovírus na planta não-cultivada Sida acuta

Abstract

A família Geminiviridae inclui vírus cujos genomas são compostos por uma ou duas moléculas de DNA fita simples circular, encapsidadas por uma única proteína estrutural em partículas icosaédricas geminadas. A família é composta por sete gêneros definidos com base no tipo de inseto vetor, gama de hospedeiros, relacionamento filogenético e organização genômica. Os vírus pertencentes ao gênero Begomovirus possuem um ou dois componentes genômicos, são transmitidos pela mosca-branca Bemisia tabaci e infectam plantas dicotiledôneas. A incidência de begomovírus em plantas cultivadas e não- cultivadas vem sendo relatada no Brasil desde a década de 1950, inicialmente em malváceas e leguminosas, e a partir da década de 1990, após a introdução do biótipo B de B. tabaci, também em solanáceas. Diversos estudos já foram realizados para caracterizar os begomovírus que ocorrem em tomateiro e feijoeiro no Brasil, e para avaliar a variabilidade genética das populações virais em plantas cultivadas. Estudos determinando a estrutura genética e dinâmica de populações de begomovírus em hospedeiros não-cultivados são menos frequentes, embora seja aceito que estes hospedeiros atuem como fonte de inóculo, podendo portanto contribuir para epidemias em hospedeiros cultivados. Este trabalho teve como objetivos caracterizar e estudar a variabilidade genética de populações de begomovírus infectando a planta não-cultivada Sida acuta em uma área de 10.000 m2. Os resultados indicam uma alta variabilidade entre os isolados, com três novas espécies de begomovírus cujos nomes propostos são Sida acuta mosaic virus (SAMV), Sida golden yellow mosaic virus (SiGYMV) e Sida yellow spot virus (SiYSV). A população de SAMV vi está subdividida em três estirpes (S1/S2/S3), com mutações pontuais nos genes CP e Rep separando as três estirpes, inclusive com uma possível diferença fenotípica entre as estirpes S1 e S2. Mesmo na pequena área amostrada foram encontradas plantas com infecção mista e pseudo-recombinação entre estirpes. Os clones pertencentes às espécies SiGYMV e SiYSV apresentam uma organização genômica relacionada a begomovírus presentes no "Velho Mundo" (Europa, Ásia e África) com a presença de uma ORF tipo AV2 existente apenas em begomovirus daquela região, e de motivos conservados nas sequências dos genes CP e Rep também existentes apenas nos begomovírus do Velho Mundo. Conclui-se que a grande diversidade de espécies e variabilidade genética dos begomovírus pode ser amostrada mesmo em pequenas áreas.

The Geminiviridae family includes viruses with genomes consisting of one or two molecules of single-stranded circular DNA, encapsidated by a single structural protein in twinned icosahedral particles. The family includes seven genera defined based on the type of insect vector, host range, genome organization and phylogenetic relationships. Viruses belonging to the genus Begomovirus have one or two genomic components, are transmitted by the whitefly Bemisia tabaci and infect dicotyledonous plants. The occurrence of begomoviruses in cultivated and non-cultivated plants has been reported in Brazil since the 1950s, initially in malvaceous and leguminous hosts, and since the mid-1990s, following the introduction of the B biotype of B. tabaci, also in solanaceous hosts. Several studies have been conducted to characterize the begomoviruses occurring in tomato and bean crops in Brazil, and to evaluate the genetic variability of viral populations in cultivated plants. Studies determining the genetic structure and population dynamics of begomoviruses in non-cultivated hosts are less frequent, although it is accepted that these hosts act as a source of inoculum, and thus may contribute to epidemics in cultivated hosts. This study aimed to characterize and study the genetic variability of begomoviruses infecting the non-cultivated plant Sida acuta, sampled in an area of 10,000 m2. The results showed a high variability among isolates, with the detection of three new begomovirus speceis whose proposed names are Sida acuta mosaic virus (SAMV), Sida golden yellow mosaic virus (SiGYMV) and Sida yellow spot virus (SiYSV). The SAMV population is subdivided into three different strains (S1/S2/S3), with point mutations in the CP and Rep viii genes separating the three strains, and with a possible phenotypic difference between strains S1 and S2. Even in the small sampled area, several plants had mixed infection and pseudorecombination between the different strains. The clones belonging to the species SiGYMV and SiYSV have a genomic organization related to begomoviruses present in the "Old World" (Europe, Asia and Africa), with the presence of an AV2-like ORF present only in begomovirus from that region, and with conserved motifs in the CP and Rep proteins also existing only in the Old World. Thus, the high species diversity and genetic variability of begomoviruses can be sampled even in small areas.