Estudos biológicos e moleculares dos patossistemas Johnsongrass mosaic virus (JGMV) e Maize chlorotic dwarf virus (MCDV) em gramíneas forrageiras

Abstract

O Brasil tem o maior rebanho bovino comercial do mundo, destinado para produção de carne e leite, sendo majoritariamente alimentado com pastagens. A alta incidência de pragas e doenças afeta campos com pastagens, sendo que os agentes biológicos nem sempre são identificados. Sintomas típicos de infecções virais como mosaico, amarelecimento generalizado e nanismo vêm sendo observados em campos experimentais e comerciais de pastagens naturais e cultivadas. Recentemente, nosso grupo de pesquisa identificou duas espécies virais infectando Pennisetum purpureum, Panicum maximum e Brachiaria brizantha por meio do sequenciamento em larga escala (High-Throughput sequencing-HTS): o Johnsongrass mosaic virus (isolado JGMVCNPGL) e o Maize chlorotic dwarf virus (isolado MCDV-BR). A partir dessa identificação preliminar, o objetivo desse trabalho foi realizar a caracterização biológica e molecular desses dois isolados, bem como realizar a localização subcelular das proteínas P1, CP1, CP2 e CP3 do vírus MCDV-BR, tendo em vista que as funções destas proteínas são pouco elucidadas. A caracterização biológica de JGMV-CNPGL e MCDV-BR é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de defesa contra esses agentes etiológicos com alto poder de infecção em plantas forrageiras colocando em risco o setor pecuário nacional, entretanto não foi realizada para o MCDV-BR, pois o vírus não passa mecanicamente e o vetor de transmissão não foi identificado. O isolado JGMV-CNPGL, identificado em plantas de P. purpureum, foi inoculado mecanicamente em 14 espécies de plantas indicadoras, sendo que 10 delas foram suscetíveis. O genoma desse vírus possui 9.865 nt, que codifica 11 proteínas (P1, HC-Pro P3, 6K1, CI, 6K2, VPg, NIa, NIb, CP e PIPO). Os valores de identidade de nucleotídeos da capa proteica (CP) e do genoma completo obedecem aos critérios de demarcação de espécie para o gênero Potyvirus. Alguns motivos conservados característicos de Potyvirus foram identificados nas proteínas codificadas por esse vírus, entretanto, o motivo KITC da HC-Pro, envolvido na interação da partícula viral com o estilete do vetor (Afídeo), não está presente. Vale ressaltar que a porção N-terminal da CP mostrou apenas 38% de identidade de sequência de aminoácidos quando comparados com outros isolados de JGMV caracterizados em outras regiões do mundo. As implicações biológicas dessa divergência de sequências precisam ser elucidadas. O genoma de MCDV-BR, encontrado infectando Brachiaria, possui 11.960 nt com uma ORF1 codificando uma poliproteína de 9 proteínas (P1, CP1, CP2, CP3, R37, Hel, R69, 3C-Pro e RdRP) e uma pequena ORFx, interna e próxima da extremidade 5ʹ da ORF1. A comparação de sequência aminoácidos das CPs (CP1, CP2 e CP3) e RdRp (Pol) se encaixa dentro dos critérios de demarcação de espécie para gênero Waikavirus, identificando este isolado como pertencente a espécie MCDV. A localização subcelular de proteínas de MCDV-BR em fusão com eGFP, confirmada por colocalização com marcadores de organelas, demonstrou que a proteína P1 está presente no citoplasma, próximo a parede celular, CP1 é endereçada a mitocôndria, CP2 forma agregados no núcleo e CP3 está no citoplasma próximo a parede celular e também forma agregados no núcleo. Experimentos complementares devem ser realizados para comprovar a localização subcelular, podendo auxiliar na predição de funções das proteínas virais.