Species diversity, genetic structure and variability of begomovirus populations infecting tomatoes in Ecuador

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.