Caracterização molecular de Johnsongrass mosaic virus em plantas forrageiras dos gêneros brachiaria, panicum e pennisetum

Abstract

Atualmente o Brasil possui o maior rebanho bovino comercial do mundo, somando 210 milhões de cabeças de gado para a produção de carne, leite e seus derivados. Com isso é o maior exportador de carne do mundo e o 2º maior produtor mundial, representando 16% desse comércio. Considerando a produção de leite, o Brasil ocupa a 3º posição no mercado mundial. Tal produção ocorre em 48% das áreas ocupadas com atividades rurais, que são destinadas as pastagens naturais e cultivadas. As principais plantas forrageiras plantadas no Brasil são dos gêneros Panicum, Brachiaria e Pennisetum, pertencentes à família Poaceae que têm como centro de origem e diversidade o continente africano. Plantas com sintomas de vírus, têm sido frequentemente encontradas, principalmente nos bancos de germoplasma da Embrapa Gado de Corte no estado do Mato Grosso do Sul, e da Embrapa Gado de Leite no estado da Bahia. Devido à falta de conhecimento do agente etiológico, o presente trabalho visou a identificação e caracterização de vírus em plantas forrageiras dos gêneros Panicum, Brachiaria e Pennisetum. Utilizando a plataforma de sequenciamento de alto desempenho Illumina, foi identificado o Johnsongrass mosaic virus. Inicialmente foi realizado um sequenciamento a partir de um acesso de Pennisetum. Posteriormente, foi realizado um segundo sequenciamento usando amostra composta de 5 acessos de Panicum e 5 de Brachiaria. Com esses sequenciamentos foram obtidos dois genomas de JGMV, um com 9828 nt de extensão, excluindo a cauda poli (A) originário do sequenciamento de Panicum e Brachiaria (JGMV-BR), e o outro com 9649 nt de extensão excluindo a poli (A) e a região 5ˊUTR, originário do sequenciamento de Pennisetum (JGMV-Penni). A técnica do 5ˊRACE foi usada para o isolamento da região 5ˊUTR, somente para um vírus JGMV-BR. A 3ˊUTR para cada isolado também foi amplificada e sequenciada. As análises da sequência predita de aminoácidos possibilitaram a dedução dos sítios de clivagem, bem como a identificação das sequências e motivos conservados dentro da sequência de cada proteína. As análises de comparações do genoma de cada vírus revelaram identidade da capa proteica de 77% (nt) do isolado JGMV-BR e 78% (nt) do isolado JGMV-Penni com o JGMV australiano (NC_003606). De acordo com o critério de demarcação de espécie para Potyvirus, em que o limiar para a demarcação de espécie é de 76-77% de identidade nucleotídica, os dois isolados de JGMV são uma estirpe da mesma espécie. As árvores filogenéticas geradas utilizando as sequências nucleotídicas e peptídicas da poliproteína revelaram que os dois isolados brasileiros de JGMV são filogeneticamente relacionados com o JGMV australiano, e ambos são relacionados ao Canna yellow streak virus. Além disso, várias espécies que infectam monocotiledôneas formaram um clado, onde JGMV se insere. A partir da sequência consenso do genoma completo de JGMV-BR, foram sintetizados primers específicos que correspondiam ao gene da capa proteica para a detecção de JGMV. Além disso, para avaliar a diversidade genética de JGMV, a partir dos 11 acessos utilizados no NGS, fragmentos gênicos de CP foram clonados e de 3 a 5 clones foram sequenciados para cada acesso avaliado. A matriz de comparação das sequências nucleotídicas da CP comparados com os isolados australianos e americanos variou de 77 a 82% de identidade nucleotídica. A árvore filogenética utilizando a sequência nucleotídica da CP, indica a presença de ao menos duas linhagens de JGMV, uma circulando nos EUA/Austrália e outra no Brasil. Além disso, é possível observar que alguns isolados de vírus foram encontrados em mais de um acesso e determinados acesso demostraram a presença de mais de um isolado. Assim, como resultado deste trabalho, foi realizado o primeiro relato de JGMV no Brasil.