Tomato severe rugose virus : phylogeny, phylogeography, and identification of new natural hosts

Abstract

O tomateiro (Solanum lycopersicum) é severamente afetado por diversos begomovírus (família Geminiviridae) que apresentam DNA de fita simples (ssDNA) com um (= monopartidas) ou dois (= bipartidas) componentes genômicos. A transmissão dos begomovírus ocorre por meio de vetores aleirodídeos do complexo Bemisia tabaci. O uso de variedades portadoras de genes de resistência é a estratégia mais eficiente para o manejo de doenças ocasionadas por begomovírus. No Brasil, os genes Ty-1 e Ty-3 têm sido os mais amplamente utilizados nos cultivos do tomateiro. Dentre os 21 begomovírus já formalmente descritos em tomateiro no país, tomato severe rugose virus (ToSRV) é o mais amplamente disseminado pelas principais regiões produtoras. ToSRV apresenta hospedeiros naturais e experimentais alternativos dentro das famílias Solanaceae, Fabaceae, Amaranthaceae (= Chenopodiaceae) e Malvaceae. No presente trabalho, caracterizações moleculares de isolados de ToSRV de potenciais novas hospedeiras (Capítulo 2) foram conduzidas por meio de ensaios de PCR usando primers universais e específicos para regiões dos dois componentes genômicos (DNA–A e DNA–B) e em combinação com sequenciamento via Sanger. Essa estratégia permitiu a caracterização de quatro isolados de ToSRV em quatro novas hospedeiras (Pachyrhizus erosus, Oxalis latifolia, Solanum betaceum e S. torvum) coletadas em condições naturais de campo. Os resultados expandem o círculo de plantas hospedeiras do vírus e reforçam a noção de que a ampla gama de hospedeiros de ToSRV pode desempenhar papéis biológicos e epidemiológicos relevantes, permitindo a ampla dispersão geográfica e grande frequência deste vírus em lavouras de tomate no Brasil. O ToSRV apresenta uma alta capacidade adaptativa e prevalência em condições de campo, especialmente no Centro-Oeste e Sudeste do Brasil. No entanto, até o momento não há relato oficial de ToSRV infectando tomateiros nas regiões Norte, Nordeste e na maioria dos estados do Sul do Brasil. Noventa e nove das 120 sequências de isolados ToSRV com DNA–A completo disponíveis no GenBank, correspondem a isolados coletados em tomateiro provenientes das regiões Centro-Oeste (15 isolados) e Sudeste (84 isolados), correspondendo aos Biomas Cerrado e Mata Atlântica. Além disso, 12 isolados foram coletados em plantas hospedeiras alternativas. Com intuito de fornecer novas informações sobre a diversidade genômica, distribuição geográfica e o potencial impacto do emprego de genes de resistência na prevalência de determinadas populações de ToSRV, trabalhos de caracterização molecular foram conduzidos por meio de ensaios de PCR com primers específicos para ToSRV em combinação com sequenciamento via Sanger de 105 novos isolados coletados em amostras sintomáticas de tomateiro provenientes das regiões Norte (1 isolado), Nordeste (2 isolados), Centro-Oeste (36 isolados), Sudeste (46 isolados) e Sul (20 isolados). Análises filogeográficas foram realizadas (Capítulo 3), visando analisar a distribuição geográfica e dispersão desta espécie nas diferentes regiões/biomas brasileiros utilizando os isolados caracterizados no presente trabalho (n=105). Foram realizadas, concomitantemente, análises para a verificação da presença em plantas contendo os genes de resistência Ty-1 e Ty-3 em associação com os isolados ToSRV. Em nosso levantamento, ToSRV foi identificado em 48 cidades em 11 estados e no Distrito Federal (DF). Os resultados indicam os primeiros relatos da presença de ToSRV nas regiões Norte (Tocantins), Nordeste (Ceará e Pernambuco) e Sul do Brasil (Santa Catarina 15 e Rio Grande do Sul). Na região Centro-Oeste são apresentados aqui, os primeiros relatos para cinco cidades do estado de Góias (GO) e três regiões produtoras no DF. Na região Sudeste, ToSRV foi registrado pela primeira vez em sete cidades do estado de Minas Gerais (MG) e em oito cidades de São Paulo (SP). Esses resultados indicam que ToSRV é uma espécie com ampla adaptação ao tomateiro e com um padrão de dispersão não regionalizado. ToSRV está atualmente se disseminando para outras regiões com considerável capacidade adaptativa a diferentes condições climáticas, em contraste com outras espécies endêmicas de begomovírus reportadas infectando o tomateiro em algumas regiões do Brasil.