Genetic diversity of begomovirus infecting tomato and associated weeds in southeastern Brazil

Abstract

The genetic diversity of begomovirus isolates from tomato (Lycopersicon esculentum) fields in the Southeastern region of Brazil was analyzed by direct sequencing of PCR fragments amplified by using universal oligonucleotides for the begomovirus DNA-A, and subsequent computer-aided phylogenetic analysis. Samples of tomato plants and associated weeds showing typical symptoms of virus infection were collected at seven locations in the states of Minas Gerais, Espírito Santo and Rio de Janeiro. A total of 137 out of 369 samples were infected with a begomovirus based on PCR analysis. Phylogenetic analysis indicated a high degree of genetic diversity among begomoviruses infecting tomatoes in the sampled area. One species (Tomato chlorotic mottle virus, TCMV) occurs predominantly in Minas Gerais, whereas in Rio de Janeiro and Espírito Santo a distinct species, not yet fully characterized, predominates. Phylogenetic analysis further indicates the presence of an additional four possible new species. This high degree of genetic diversity suggests a recent transfer of indigenous begomovirus from wild hosts into tomatoes. The close phylogenetic relationship verified between begomovirus infecting tomato and associated weeds favors this hypothesis.A análise da variabilidade genética de geminivírus infetando tomateiros (Lycopersicon esculentum) na região Sudeste do Brasil foi realizada por meio do seqüenciamento direto de fragmentos de PCR amplificados com oligonucleotídeos universais para o componente A de begomovírus, seguido de análise filogenética. Amostras de tomateiro e de algumas plantas daninhas associadas, apresentando sintomas típicos de infecção por vírus, foram coletadas em sete municípios nos estados de Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro. Após extração de DNA total e PCR, verificou-se que 137 amostras estavam infetadas por begomovírus, de um total de 369 amostras coletadas. A análise filogenética indicou existir uma grande diversidade genética de begomovírus em tomateiros nas três regiões amostradas, com a predominância de uma espécie viral (Tomato chlorotic mottle virus, TCMV) na Zona Metalúrgica de MG, enquanto no RJ e ES predomina uma outra espécie não completamente caracterizada. A análise filogenética indicou ainda a presença de outras quatro possíveis novas espécies de begomovírus em tomateiro. O alto grau de diversidade genética encontrado sugere uma transferência recente de begomovirus a partir de hospedeiros silvestres para o tomateiro. O relacionamento filogenético encontrado entre os begomovirus de tomateiro e isolados virais obtidos a partir de plantas daninhas favorece essa hipótese.