Avaliação da diversidade de begomovirus em tomateiro em três pólos de produção de tomate para processamento do Brasil

Abstract

Ao longo de muitos anos, a produção de tomate sofreu grandes perdas, chegando a até 100% em algumas áreas no Nordeste brasileiro. Esses problemas resultaram na transferência do centro de produção de tomate destinado à indústria ao Centro-Oeste do país, onde se encontra a maioria das fábricas processadoras atualmente. Um dos fatores que contribuiu fortemente para o desastre econômico na produção de tomate do Nordeste foi a ocorrência da begomovirose, causada por vírus transmitidos por moscas-brancas. Tais vírus foram caracterizados pela primeira vez (em tomateiro) em meados da década de 70 e começaram a causar grandes danos a partir da década de 90, coincidindo com a introdução do biótipo B de Bemisia tabaci. Desde então, diversos trabalhos têm sido publicados tratando de assuntos como diversidade, caracterização, determinação da gama de hospedeiros, interações entre planta e patógeno assim como patógeno e vetor, evolução, predominância, epidemiologia, dentre outros. O presente trabalho teve por objetivo analisar a diversidade de begomovírus presentes em tomateiros destinados ao processamento industrial em três regiões produtoras do Brasil: Luziânia (GO), Morrinhos (GO) e Ribeirão Preto (SP). As amostras foram coletadas no ano de 2008 de plantas que apresentavam sintomas como mosaico, deformação foliar e clorose internerval. O DNA total foi extraído das amostras e a presença de begomovírus foi detectada por PCR utilizando-se os primers universais pAL1v1978 e pAR1c496. Após a confirmação, uma análise do perfil de RCA-RFLP foi realizada para a avaliação preliminar da diversidade através da observação dos padrões de restrição. Houve uma maior diversidade de perfis em São Paulo, seguido de Morrinhos e Luziânia. Os diferentes padrões foram selecionados e os fragmentos de DNA-A viral foram clonados, totalizando 104 clones do componente A genômico sendo, 33 de Ribeirão Preto, 35 de Luziânia e 36 de Morrinhos. Todas as sequências obtidas apresentaram elevada identidade com o Tomato severe rugose virus (ToSRV), indicando sua prevalência em todas as regiões estudadas. A identidade entre isolados coletados na mesma região variou de 99,2 a 100% para as três regiões. A maior diferença, embora pequena, foi observada entre isolados de Luziânia quando comparada com isolados de Morrinhos e Ribeirão Preto. Na análise filogenética, os isolados de São Paulo ficaram fortemente agrupados, enquanto os de Luziânia e Morrinhos formaram sub-grupos menores misturados entre si. Os resultados indicam que os vírus molecularmente identificados como isolados de ToSRV apresentam alta semelhança entre si, sendo que os isolados de SP aparentemente evoluem independentemente dos isolados de GO, provavelmente desencadeado pela distância que separa as regiões produtoras dos dois estados. Apesar disso, pôde-se observar diferenças entre os isolados caracterizados nesse trabalho com aqueles caracterizados em anos anteriores, mostrando que ocorreram mutações específicas que foram preservadas em novos isolados, já que as sequências cadastradas em bancos de dados públicos permaneceram agrupadas entre si e com alguns isolados de Ribeirão Preto, enquanto os isolados desse estudo agruparam-se entre si. A maioria das mutações nucleotídicas que ocorreram foram de purina para purina e de pirimidina para pirimidina e a maior parte delas ocorreu na rep e na cp, indicando que tais ORFs possam ser hotspots de mutação no ToSRV. O presente estudo mostra que o ToSRV é um dos principais begomovírus a ser enfocado em programas de melhoramento genético de tomateiros para fins de processamento. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Over many years, tomato production had suffered huge losses, sometimes reaching up to 100% losses in some areas in northeastern Brazil. These problems promoted the transference of the processing tomato production center to the midwest region of Brazil, where the majority of the processing industries is present nowadays. One of the factors that strongly contributed to this economic disaster on the northeast tomato production was the occurrence of begomoviruses, caused by whitefly-transmitted viruses. Such viruses were characterized for the first time (in tomato) in the mid 70’s and they began to cause considerable damage from the 90’s on, coinciding with the introduction of the B biotype of Bemisia tabaci. Since then, several studies have been published addressing issues such as diversity, characterization, determination of the host range, plant-pathogen and pathogen-vector interactions, evolution, prevalence, epidemiology, among others. The present work aimed at the analysis of the begomovirus diversity present in tomato plants destined to processing from three production areas of Brazil: Luziânia (GO), Morrinhos (GO) and Ribeirão Preto (SP). The samples were collected in 2008 from plants with symptoms such as mosaic, leaf distortion and interveinal chlorosis. The DNA was extracted from the samples and the presence of begomoviruses was detected by PCR using the universal primers pAL1v1978 and pAR1c496. After the confirmation, RCA-RFLP was carried out to enable a preliminary analyzes of the diversity through the comparison of their digestion patterns. The diversity was higher in São Paulo, followed by Morrinhos and Luziânia. The different patterns were selected and the begomoviruses cloned, in a total of 104 DNA-A clones (33 from Ribeirão Preto, 35 from Luziânia and 36 from Morrinhos). All the obtained sequences shared a high identity with Tomato severe rugose virus (ToSRV), indicating its prevalence in all studied regions. The identity of the isolates collected in the same region ranged from 99.2 to 100% in all three regions. The major difference, although small, was observed among Luziânia’s isolates when compared with Morrinhos’ and Ribeirão Preto’s isolates. Furthermore, the phylogenetic tree showed a grouping of the São Paulo’s samples, while Luziânia’s and Morrinho’s samples were clustered together. The results indicate that the viruses molecularly identified as ToSRV share high similarity between each other, and that the isolates from SP apparently evolved independently from the GO isolates, probably due to the distance that separates the production areas of both states. Nevertheless, it could be observed some differences when they were compared with viruses from the same species that were characterized previously, showing that there was some particular mutations that were preserved, since the sequences from the databases were clustered with some Ribeirão Preto’s isolates, while the others formed another group. The majority of the nucleotide mutations was observed from purine to purine and from pyrimidine to pyrimidine bases and mostly were in the rep and cp regions, indicating that those ORFs may be hotspots of mutation in the ToSRV genome. The present study shows that the ToSRV is one of the major begomoviruses to be focused in breeding programs of tomatoes for processing.