Diversidade de moscas-brancas em tomateiro (Solanum lycopersicum) na região metropolitana de Belo Horizonte, e evolução molecular do tomato severe rugose virus (ToSRV)

Abstract

Begomovírus (família Geminiviridae) são responsáveis por perdas em culturas de interesse econômico, incluindo o tomateiro. A presença de um vetor eficiente é um fator ecológico primário que impulsiona a expansão da gama de hospedeiros de vírus de plantas transmitidos por artrópodes, com vetores desempenhando um papel essencial no surgimento de doenças. Begomovírus são transmitidos por moscas- brancas do complexo de espécies crípticas Bemisia tabaci, que possui um alto grau de diversidade inter- e intraespecífica. Com o objetivo de caracterizar a diversidade das populações de moscasbrancas na região metropolitana de Belo Horizonte, um total de 358 indivíduos foram genotipados com base na amplificação por PCR de um locus microssatélite que diferencia Bemisia tabaci Mediterranean (MED) e Bemisia tabaci Middle East-Asia Minor 1 (MEAM1). Bemisia tabaci MED foi a espécie predominante, enquanto B. tabaci MEAM1 esteve presente em níveis muito baixos. Os resultados indicaram também uma baixa incidência do begomovírus tomato severe rugose virus (ToSRV), apesar da alta infestação de mosca-branca. Objetivou- se também nesse trabalho analisar a dinâmica espaço-temporal do ToSRV em áreas cultivadas. Foram analisados 333 sequências completas de DNA-A e 129 de DNA-B, incluindo sequências determinadas neste trabalho e sequências previamente descritas a partir de diversos hospedeiros cultivados e não-cultivados e disponíveis no GenBank. Comparações de sequências indicaram uma alta identidade entre todos os isolados, e um baixo grau de variabilidade genética foi comprovado pelos valores de diversidade nucleotídica obtidos para os dois componentes. Uma segregação quase perfeita com base em geografia foi observada nas árvores filogenéticas baseadas no DNA-A e no DNA-B, evidenciando a estruturação dos isolados de ToSRV em 10 e 6 clados para o DNA-A e DNA-B, respectivamente. A rede filogenética inferida revelou evidências de recombinação intraespecífica para ambos os componentes, e uma análise mais detalhada identificou seis eventos de recombinação para o DNA-A e dois eventos de recombinação para o DNA-B. Análise discriminante de componentes principais (DAPC) nos mesmos conjuntos de dados confirmou a estruturação em 10 (DNA-A) e 6 (DNA-B) subpopulações. As diferenças na variabilidade genética entre os grupos inferidos filogeneticamente são consistentes com a subdivisão populacional. Em conjunto, os resultados indicam que o ToSRV evolui localmente, de forma lenta, sem fluxo gênico/migração significativos, e a baixas taxas de substituição. Palavras-chave: variabilidade genética; ToSRV; recombinação.Begomoviruses (family Geminiviridae) are responsible for losses in crops of economic interest, including tomato. The presence of an efficient vector is a primary ecological factor driving the expansion of the host range of arthropod-borne plant viruses, with vectors playing an essential role in disease emergence. Begomoviruses are transmitted by whiteflies of the cryptic species complex Bemisia tabaci, which has a high degree of interand intraspecific diversity. In order to characterize the diversity of whitefly populations in the metropolitan region of Belo Horizonte, a total of 358 individuals were genotyped based on PCR amplification of a microsatellite locus that differentiates B. tabaci Mediterranean (MED) and B. tabaci Middle East-Asia Minor (MEAM1). Bemisia tabaci MED was the predominant species, while B. tabaci MEAM1 was present at very low levels. The results also indicated a low incidence of tomato severe rugose virus (ToSRV), despite the high infestation of whiteflies. The aim of this study was also to analyze the spatiotemporal dynamics of ToSRV in cultivated areas. A total of 333 complete DNA-A and 129 DNA-B sequences were analyzed, including sequences determined in this study and previously described sequences from several cultivated and non-cultivated hosts and available in GenBank. Sequence comparisons indicated a high identity among all isolates, and a low degree of genetic variability was confirmed by the nucleotide diversity values obtained for both components. An almost perfect segregation based on geography was observed in the phylogenetic trees based on DNA-A and DNA-B, evidencing the structuring of ToSRV isolates into 10 and 6 clades for the DNA-A and the DNA-B, respectively. The inferred phylogenetic network revealed evidence of intraspecific recombination for both components, and further analysis identified six recombination events for the DNA-A and two recombination events for the DNA-B. Discriminant analysis of principal components (DAPC) on the same datasets confirmed the structuring into 10 (DNA-A) and 6 (DNA-B) subpopulations. Differences in genetic variability between the phylogenetically inferred groups are consistent with population subdivision. Taken together, the results indicate that ToSRV evolves locally, slowly, without significant gene flow/migration, and at low substitution rates. Keywords: genetic variability; ToSRV; recombination.