Studies of the interaction of a new begomovirus isolate from tomato with the whitefly

No estudo da interação de um begomovírus isolado de tomateiro (Lycopersicon esculentum) em Anápolis-GO, denominado GO-ANPL (taxonomicamente relacionado ao Tomato rugose mosaic virus, ToRMV) com o vetor Bemisia tabaci biótipo B, determinaram-se o período de acesso de aquisição do vírus (PAA), o período de acesso de inoculação (PAI), o período de latência (PL), a sua retenção e transmissão à progênie. Nos experimentos empregaram-se plantas de tomateiro 'Santa Clara' e cinco insetos por planta. Constatou-se um PAA mínimo de 15 min com o qual 6% dos tomateiros foram infetados. Este percentual aumentou para 65% quando o PAA foi estendido para 24 h. O PAI mínimo foi de 30 min registrando-se 18% de infecção, o qual foi elevado para 67% com 24 h de PAI. Observou-se o término do PL 16 h após o vetor adquirir o vírus. Na detecção do GO-ANPL no vetor via PCR, testes com mais de 2.500 espécimens constataram o vírus em ninfas desenvolvidas em tomateiro infetado, em adultos com diferentes PAAs, mas não em ovos de fêmeas avirulíferas ovipositados em planta infetada. Observou-se a passagem transestadial em 100% dos adultos testados que transmitiram o vírus em 33% dos casos. Evidenciou-se a transmissão à progênie pela detecção do vírus em ovos, ninfas e adultos provenientes de fêmeas virulíferas, contudo, a transmissão do vírus pelos adultos não foi observada. Os resultados obtidos indicam que a interação vírus-vetor é estabelecida desde a fase inicial do desenvolvimento do inseto e podem ser considerados relevantes para os estudos epidemiológicos dos begomovírus associados ao biótipo B de B. tabaci no país

Colonization of garlic plants by Neotoxoptera formosana in Distrito Federal, Brazil

Plantas de alho da cv. Amarante, cultivadas em casa de vegetação para detecção da ocorrência de viroses, foram naturalmente infestadas por afídeos de coloração escura durante a primavera de 2001. Com o objetivo de identificar a espécie em questão foram coletados indivíduos alados, capturados com armadilha constituída por bandeja amarela com água, além de formas ápteras. A identificação da espécie foi feita segundo a chave descritiva elaborada por Blackman & Eastop (1984) e por comparação com espécimes de Neotoxoptera formosana e N. oliveri da coleção do Depto. Fitopatologia da Universidade de Brasília. O afídeo encontrado em alho pertence à espécie Neotoxoptera formosana Takahashi, 1921.Garlic plants (cv. Amarante) cultivated during the spring in the greenhouse for detection of viruses, were found to be naturally colonized by a dark aphid. For species identification, specimens of the few alatae individuals collected by pan yellow water traps and many apterae individuals were compared to the species descriptions in Blackman & Eastop (1984). The specimens were also compared with Neotoxoptera formosana and N. oliveri from the aphid collection of the Phytopathology Department of the University of Brasília. The aphid found in the garlic plants belongs to the species Neotoxoptera formosana Takahashi, 1921

Factors related to incidence and dissemination of Maize common mosaic virus

O mosaico comum do milho (Zea mays) destaca-se, atualmente, entre as doenças mais importantes dessa cultura, sendo causada por um complexo de potyvirus transmitido por afídeos. Esse trabalho teve por objetivo a identificação de fatores que podem contribuir para a incidência dessa virose e disseminação do seu agente causal. Plântulas de 115 cultivares dos Ensaios Nacionais de Milho-Centro foram submetidas a quatro inoculações com o complexo viral, utilizando-se, em cada uma, parcelas com cinco plantas de cada cultivar. A maioria das cultivares mostrou-se suscetível, apresentando sintomas da virose, aos 15 dias após a inoculação. Espécies de gramíneas também foram inoculadas e mostraram-se hospedeiras desses vírus. Através do teste dot-ELISA, a presença dos vírus do mosaico comum foi detectada em folhas de milho provenientes de vários municípios dos estados de São Paulo, Minas Gerais e Goiás. No período de mar/97 a fev/98, dois híbridos de milho foram plantados mensalmente, e semanalmente avaliados quanto à incidência do mosaico comum. Observou-se tendência de maior incidência nos plantios de novembro, dezembro e janeiro, coincidindo com as elevadas temperaturas e precipitações pluviométricas do verão. Os resultados obtidos contribuem para a recomendação de medidas para o controle dessa virose.In recent years, mosaic became one of the most important diseases affecting maize (Zea mays) crops. It is caused by a potyvirus complex transmitted by aphid species. The aim of this work was to identify factors that may contribute to increase the incidence and dissemination of this disease. Seedlings of 115 cultivars from three different National Maize Cultivars Trials were tested for their susceptibility to the virus complex via mechanical inoculation of five plants of each cultivar, between October/97 and February/98. Most cultivars were susceptible and showed mosaic symptoms 15 days after inoculation. Several graminaceous species were also inoculated and showed to be hosts of the potyvirus complex. Using the dot-ELISA test, the virus complex could be detected in maize plants collected from different regions of São Paulo, Minas Gerais and Goias states. Between March/97 and February/98 two maize inbred lines were planted monthly and incidence of mosaic was evaluated weekly. The highest incidence was observed in the summer, coinciding with the increase of temperature and the levels of rainfall. These results may contribute to recommending control measures

Características distintas de isolados de Pepper yellow mosaic virus de tomate e pimentão

ABSTRACT: Determination of virus diversity in the field is vital to support a sustainable breeding program for virus resistance of horticultural crops. The present study aimed to characterize four field potyvirus isolates found naturally infecting sweet pepper (Capsicum annuum) (Sa66 and Sa115) and tomato (Lycopersicon esculentum) (IAC3 and Sa21) plants. Their biological characteristics revealed differences among the isolates in their ability to infect distinct Capsicum spp. and tomato genotypes, and in the severity of symptoms caused by these isolates compared to the infection caused by an isolate of Pepper yellow mosaic virus (PepYMV). Absence of cross-reaction was found among the studied isolates with antiserum against Potato virus Y (PVY). However, all isolates reacted, at different intensities, with antiserum against PepYMV. All isolates showed high identity percentage (97 to 99%) of the amino acid sequence of the coat protein with PepYMV (accession AF348610) and low (69 to 80%) with other potyvirus species. The comparison of the 3' untranslated region also confirmed this finding with 97 to 98% identity with PepYMV, and of 47 to 71% with other potyviruses. The results showed that PepYMV isolates were easily differentiated from PVY by serology and that the host response of each isolate could be variable. In addition, the nucleotide sequence of the coat protein and 3' untranslated region was highly conserved among the isolates. __________________________________________________________________________________ RESUMOA determinação da diversidade de vírus no campo é vital para dar suporte a programas sustentáveis de melhoramento de hortaliças visando a obtenção de resistência genética a esses patógenos. Este estudo objetivou caracterizar quatro isolados de potyvírus encontrados infetando naturalmente plantas de pimentão (Capsicum annuum) Sa66 e Sa115, e tomateiro (Lycopersicon esculentum) IAC3 e Sa21. As características biológicas revelaram diferenças entre os isolados na abilidade de infetar diferentes genótipos de pimentão e tomateiro e na severidade de sintomas causados por estes isolados em comparação com a infecção resultante de um isolado de Pepper yellow mosaic virus (PepYMV). Estudos sorológicos mostraram ausência de reação cruzada dos isolados estudados com anti-soro para Potato virus Y (PVY). Entretanto, todos os isolados reagiram, em intensidades diferentes, com anti-soro para PepYMV. Todos os isolados mostraram alta percentagem de identidade (97 a 99%) de sequência de amino ácidos da capa proteica com PepYMV (accesso AF348610) e baixa (69 a 80%) com outras espécies de potyvírus. A comparação da região 3' não traduzida também confirmou esta similaridade, com identidade de 97 a 98% com PepYMV e de 47 a 71% com outros potyvírus. Os resultados mostraram que os isolados de PepYMV foram facilmente diferenciados de PVY por sorologia, a resposta de hospedeiros a cada isolado pode ser variável e a sequência de nucletídeos da região terminal 3' foi altamente conservada entre os isolados

Plant species hosts of begomovirus obtained from tomato in Goiás and Federal District of Brazil

A determinação da gama de hospedeiros de begomovírus isolados de tomateiro (Lycopersicon esculentum) é de elevada importância nos estudos conduzidos com esses patógenos, uma vez que contribui para o entendimento da larga disseminação dos vírus em condições de campo e oferece subsídios para o estudo da variabilidade genética de espécies e estirpes identificadas em diversas regiões do país. Visando a determinação e a comparação da gama de hospedeiros de dois isolados de begomovírus de tomateiro obtidos de lavouras da região de Anápolis-GO (GO-ANPL) e do Distrito Federal (DF-BR2) inocularam-se 31 espécies vegetais pertencentes a oito famílias botânicas, sob duas modalidades de inoculação: mecânica e com a mosca branca, Bemisia tabaci biótipo B. Constatou-se que o GO-ANPL e o DF-BR2 infetaram exclusivamente plantas da família Solanaceae como Datura stramonium, Nicandra physalodes e Nicotiana benthamiana. Para o GO-ANPL, o número de espécies vegetais infetadas com o emprego do inseto vetor foi superior ao obtido pela inoculação mecânica, diferindo dos resultados obtidos para o DF-BR2 em que as plantas hospedeiras foram igualmente infetadas em ambos os métodos de inoculação. A comparação entre as hospedeiras dos dois isolados e destes com as de outros begomovírus de tomateiro da região Nordeste revelaram que há variação tanto nas espécies hospedeiras como na sintomatologia exibida pelas plantas infetadas. Os testes foram todos confirmados com hibridização com sondas moleculares, em "dot blot".Determination of the begomovirus host range determination in tomato (Lycopersicon esculentum) is an important feature in unveiling the genetic variability of species and strains of the virus and how it spreads under field conditions. In order to determine the host range of two begomoviruses isolated from tomato, denoted GO-ANPL and DF-BR2, 31 plant species of eight botanical families were tested via mechanical and vector inoculation. Both isolates only infected plants of the family Solanaceae as Datura stramonium, Nicandra physalodes e Nicotiana benthamiana. The GO-ANPL isolate infected a higher number of plants when they were inoculated by the insect vector. Results were distinct from those obtained with the DF-BR2 isolate, where both inoculation methods were equally effective. Comparison between these two isolates with other begomoviruses reported in Northeast Brazil revealed different patterns in host range and symptomss. Virus infection was confirmed by dot blot hybridization using specific molecular probes to begomovirus isolates

Occurrence of viruses and stunting diseases and estimative of yield losses by mollicutes in corn in Paraná State, Brazil

O objetivo deste trabalho foi avaliar a incidência de viroses e enfezamentos e estimar as perdas causadas por enfezamentos na cultura do milho safrinha. Os diagnósticos baseados em sintomas foram confirmados por PCR ou RTPCR. Em todas as lavouras, foram identificadas plantas com sintomas de enfezamentos, em incidência de 6,2% a 49,9% (média de 20,7%). Na identificação de insetos vetores desses patógenos, a cigarrinha Dalbulus maidis foi detectada em 20 lavouras das 24 amostradas, constituindo 66,6% do total de espécimens de cigarrinhas coletadas. A perda potencial causada pelos enfezamentos no período foi estimada em cerca de 16,5 milhões de dólares. A ocorrência de plantas com sintomas de "Maize rayado fino virus" e "Maize dwarf mosaic virus" foi baixa e o diagnóstico confirmado por RTPCR. A análise de 441 amostras suspeitas de infecção por "Mal de Río Cuarto virus", por DASELISA, mostrou ausência desse vírus. Resultados de PCR indicaram a presença de um possível fitoplasma distinto de "Maize bushy stunt phytoplasma" em duas plantas apresentando nanismo acentuado, folhas estreitas, enrijecidas, com deformações, e grãos na inflorescência, havendo necessidade de mais estudos para a confirmação da identidade desse possível novo fitoplasma.The objective of this work was to evaluate the occurence and yield losses by corn stunting diseases and maize viruses in "safrinha" season. Disease diagnostics based on plant symptoms were confirmed by PCR or RTPCR assays. Insect samples were collected in 24 fields for identification of vectors of the pathogens. Corn stunting diseases symptoms were observed in all crops evaluated, with incidence levels ranging from 6.2% to 49.9% (average 20.7%) and the presence of the leafhopper Dalbulus maidis, was detected in 20 of the 24 areas evaluated. This insect species was prevalent, representing 66,6% of total leafhoppers specimens collected. The potential yield losses caused by mollicutes was estimated around US$ 16.5 million. Few plants showing Maize rayado fino virus and Maize dwarf mosaic virus symptoms were found and virus infection was confirmed by RTPCR. Mal de Río Cuarto virus was not detected in all 441 plants analyzed by DASELISA. Results of PCR assays indicated the presence of a possible phytoplasma different from maize bushy stunt phytoplasma in two stunting maize plants showing leaves distortions and grain in the inflorescence. However, new studies should be done to confirm the identity of this possible new phytoplasma

Cultura de ápices caulinares e termoterapia na recuperação de plantas livres de vírus de alho

A cultura de ápices caulinares de alho, associada à termoterapia a seco (exposição dos bulbilhos a temperatura de 37°C, por um período de 35 dias) foi essencial para recuperação de plantas livres de vírus das cultivar de alho Amarante. Nestas condições, 70% dos explantes inoculados se desenvolveram in vitro e produziram plantas, das quais 77% não apresentaram partículas virais quando indexadas por ISEM. Isto resulta em um índice de aproveitamento de 54% dos bulbilhos submetidos à termoterapia. O aumento da temperatura na termoterapia para 40°C reduziu a regeneração in vitro para 20%, e 90% dessas plantas estavam livres de vírus, com um índice final de aproveitamento de 18%.Garlic shoot tip culture associated with dry heat thermotherapy (cloves exposed to 37°C for 35 days) were essential for recovering virus free plants of the cv Amarante. In this condition 70% of the explants developed in vitro and produced plants. A total of 77% of those plants was virus free when indexed by ISEM, which resulted in a final index of 54% of virus free plants from treated cloves. The percentage of regeneration decreased to 20% as the temperature increased up to 40°C. However 90% of those plants were virus free, leading to a final index of 18% virus free plants out of treated cloves

Disseminação de vírus em campos de alho cultivado em diferentes sistemas de produção no Brasil

Amostras de quatro regiões produtoras que representam aproximadamente 76% da área de alho plantada no Brasil, foram testadas por RT-PCR para a presença de Onion yellow dwarf virus (OYDV), Leek yellow stripe virus (LYSV), Garlic common latent virus (GCLV), Garlic virus C (Garv-C), Garlic virus D (Garv-D) e Garlic mite-borne filamentous virus (GarMbFV). As amostras (352 bulbos) foram provenientes de cinco sistemas de cultivo: alho tradicional comum (CG), alho tradicional livre de vírus (VFCG), alho nobre não-vernalizado (NVNGSG) e alho nobre vernalizado cultivado por pequenos produtores (VNGSG), e alho nobre vernalizado utilizado por grandes produtores (VNGMG). Infecções múltiplas foram detectadas em 22% das amostras. As espécies de potyvírus foram observadas em todas as regiões. O LYSV prevaleceu sobre OYDV enquanto o carlavírus, GCLV foi o menos disseminado. Garv-C e GarMbFV foram as mais prevalentes entre os allexivírus. O sistema de produção NVNGSG teve uma maior prevalência de LYSV e Garv-C. O sistema de produção CG apresentou a maior prevalência de todas as espécies, especialmente LYSV (94% das amostras). As regiões com maior nível tecnológico tiveram a menor prevalência viral. As informações deste monitoramento, poderão auxiliar no estabelecimento de estratégias visando o aumento da qualidade fitosanitária e da produtividade nacional do alho.Samples from four regions, representing 76% of the garlic growing area in Brazil, were tested by RT-PCR for the presence of Onion yellow dwarf virus (OYDV), Leek yellow stripe virus (LYSV), Garlic common latent virus (GCLV), Garlic virus C (GarV-C), Garlic virus D (GarV-D) and Garlic mite-borne filamentous virus (GarMbFV). The samples (352 bulbs) represented five agricultural systems: traditional common garlic (CG), virus-free common garlic (VFCG), non-vernalized noble garlic (NVNGSG) and vernalized noble garlic cultivated by small growers (VNGSG), and vernalized noble garlic adopted by major growers (VNGMG). Multiple infections were detected in 22% of the samples. Potyvirus species were present in all regions. LYSV prevailed over OYDV while the carlavirus GCLV was less prevalent. GarV-C and GarMbFV were the most prevalent among the allexivirus species. The NVNG production system had a higher prevalence of LYSV and GarV-C. The CG production system, that uses less technology, had the highest prevalence for all species, especially LYSV that prevailed in 94% of the samples. Overall, the regions with higher technological input employing better quality seeds had the lowest viral prevalence for all species. This monitoring provides information to establish a strategy to raise the phytosanitary quality and the national productivity of garlic

Homology modeling and molecular dynamics provide structural insights into tospovirus nucleoprotein

Background: Tospovirus is a plant-infecting genus within the family Bunyaviridae, which also includes four animalinfecting genera: Hantavirus, Nairovirus, Phlebovirus and Orthobunyavirus. Compared to these members, the structures of Tospovirus proteins still are poorly understood. Despite multiple studies have attempted to identify candidate N protein regions involved in RNA binding and protein multimerization for tospovirus using yeast two-hybrid systems (Y2HS) and site-directed mutagenesis, the tospovirus ribonucleocapsids (RNPs) remains largely uncharacterized at the molecular level and the lack of structural information prevents detailed insight into these interactions. Results: Here we used the nucleoprotein structure of LACV (La Crosse virus-Orthobunyavirus) and molecular dynamics simulations to access the structure and dynamics of the nucleoprotein from tospovirus GRSV (Groundnut ringspot virus). The resulting model is a monomer composed by a flexible N-terminal and C-terminal arms and a globular domain with a positively charged groove in which RNA is deeply encompassed. This model allowed identifying the candidate amino acids residues involved in RNA interaction and N-N multimerization. Moreover, most residues predicted to be involved in these interactions are highly conserved among tospoviruses. Conclusions: Crucially, the interaction model proposed here for GRSV N is further corroborated by the all available mutational studies on TSWV (Tomato spotted wilt virus) N, so far. Our data will help designing further and more accurate mutational and functional studies of tospovirus N proteins. In addition, the proposed model may shed light on the mechanisms of RNP shaping and could allow the identification of essential amino acid residues as potential targets for tospovirus control strategies

A baculovirus-mediated strategy for full-length plant virus coat protein expression and purification

Background: Garlic production is severely affected by virus infection, causing a decrease in productivity and quality. There are no virus-free cultivars and garlic-infecting viruses are difficult to purify, which make specific antibody production very laborious. Since high quality antisera against plant viruses are important tools for serological detection, we have developed a method to express and purify full-length plant virus coat proteins using baculovirus expression system and insects as bioreactors. Results: In this work, we have fused the full-length coat protein (cp) gene from the Garlic Mite-borne Filamentous Virus (GarMbFV) to the 3′-end of the Polyhedrin (polh) gene of the baculovirus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV). The recombinant baculovirus was amplified in insect cell culture and the virus was used to infect Spodoptera frugiperda larvae. Thus, the recombinant fused protein was easily purified from insect cadavers using sucrose gradient centrifugation and analyzed by Western Blotting. Interestingly, amorphous crystals were produced in the cytoplasm of cells infected with the recombinant virus containing the chimeric-protein gene but not in cells infected with the wild type and recombinant virus containing the hexa histidine tagged Polh. Moreover, the chimeric protein was used to immunize rats and generate antibodies against the target protein. The antiserum produced was able to detect plants infected with GarMbFV, which had been initially confirmed by RT-PCR. Conclusions: The expression of a plant virus full-length coat protein fused to the baculovirus Polyhedrin in recombinant baculovirus-infected insects was shown to produce high amounts of the recombinant protein which was easily purified and efficiently used to generate specific antibodies. Therefore, this strategy can potentially be used for the development of plant virus diagnostic kits for those viruses that are difficult to purify, are present in low titers or are present in mix infection in their plant hosts