Doctor of Philosophy / Department of Plant Pathology / Anna E. Whitfield / Tomato spotted wilt virus (TSWV) is an economically important plant virus dependent on insects (thrips) for transmission to plant hosts. Like many animal-infecting viruses, TSWV replicates in the cells of its insect vector. The virus is an emergent disease threatening food and fiber crops worldwide. The aim of this work was to develop novel control strategies against TSWV through a better understanding of the virus-vector interaction. Previously, the TSWV GN protein was shown to be the viral attachment protein, a molecule mediating attachment of virus particles to the midgut epithelial cells of vector thrips. The specific goals of my research were to further examine the utility of disrupting the virus-vector interaction for effective virus control by exploiting GN properties, and to track the route of TSWV in thrips using confocal microscopy. To achieve these goals, I expressed soluble and insoluble forms of GN fused to green fluorescent protein (GFP) transiently and transgenically and examined their cellular localization in planta. GN::GFP recombinant protein localized to Golgi stacks throughout the cells as indicated by a punctate pattern or co-localization to a Golgi marker. In contrast, the soluble form of GN, GN-S::GFP, localized to the ER and apparently also to the cytoplasm. Virus acquisition and transmission assays with GN-S::GFP transgenic tomato plants demonstrated that transmission of TSWV by F. occidentalis was reduced by 35 to 100%. These results indicated that transgenic expression of GN-S in tomato plants may have the potential to prevent secondary spread of the virus. Novel features of the morphology of principal (PSGs) and tubular salivary glands (TSGs) of the insect vector F. occidentalis and of their infection with TSWV were described. The virus colonized different cell types and regions within the PSGs with variable intensity and distribution; and accumulated at the lumen of individual cells. The TSGs of F. occidentalis are proposed as a route for TSWV infection into the PSGs. The transgenic plants and the new knowledge of the virus vector interaction are promising tools to control TSWV and a model approach for the control of other vector-borne viruses.

O Papaya ringspot virus - type W (PRSV-W) e o Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) são as duas espécies de potyvírus que mais causam danos em cucurbitáceas no estado de São Paulo e no Brasil. Uma boa alternativa de controle para as doenças causadas por esses vírus é o emprego da premunização. O principal objetivo desse trabalho foi estudar a competição por sítios de replicação como possível mecanismo de proteção entre a estirpe fraca PRSV-W-1 e a estirpe severa PRSV-W-C em plantas de abobrinha-de-moita. Além disso, procurou-se também conhecer o período mínimo necessário para a proteção de plantas de abobrinha-de-moita premunizadas com a estirpe fraca ZYMV-M, só e em dupla premunização com a estirpe fraca PRSV-W-1, para fornecer subsídios para o uso em condições de campo. O estudo da competição por sítios de replicação como mecanismo de proteção foi feito inoculando-se plantas de abobrinha-de-moita ‘Caserta‘ com a estirpe fraca PRSV-W-1 e desafiando-as com a estipe severa PRSV-W-C. As inoculações de proteção foram feitas nas folhas cotiledonares e as de desafio na folha nova verdadeira, e vice-versa, aos 3, 6 e 9 dias após a primeira inoculação. Plantas infectadas com a estirpe fraca e não desafiadas e plantas infectadas com a estirpe severa foram usadas como controles. As avaliações foram feitas com base na manifestação dos sintomas 30 dias após o desafio. Também foi feito teste de recuperação da estirpe desafiante e detecção desta por RT-PCR, com primers específicos, aos 8 dias após o desafio. Os resultados sugerem que, independente do local onde foi realizada a inoculação de proteção (folha cotiledonar ou folha nova expandida), de uma maneira geral parece haver alguns sítios livres para a superinfecção com a estirpe severa. Quando esta foi inoculada aos três dias após a proteção, ela se estabeleceu em algumas plantas, moveu-se sistemicamente e sobrepôs a estirpe fraca, uma vez que as plantas exibiram sintomas severos. Com o passar do tempo (seis e nove dias após a proteção), todas as plantas ficaram protegidas contra a expressão dos sintomas severos da estirpe desafiante, porém esta foi capaz de se estabelecer nas folhas inoculadas e até mesmo mover sistemicamente em algumas plantas. No caso da proteção com a estirpe fraca ZYMV-M, só ou em mistura com a estirpe fraca PRSV-W-1, contatou-se que plantas de abobrinha-de-moita premunizadas e desafiadas sete dias depois ficaram protegidas contra a infecção e/ou manifestação dos sintomas das respectivas estirpes severas usadas no desafio. / Papaya ringspot virus - type W (PRSV-W) and Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) are two potyviruses associated with severe yield losses on cucurbit crops in the State of São Paulo and other parts of the Brazilian territory. Preimmunization with mild strains has proved to be a good alternative for the control of both viruses in susceptible cultivars. The main purpose of this work was to evaluate the competition for infectable sites as a possible mechanism of cross protection between the mild strain PRSV-W-1 and the severe strain PRSV-W-C in zucchini squash (Cucurbita pepo cv. Caserta). Protective inoculation with the mild strain was done at the cotyledon and the challenge inoculation with the severe strain was applied on the first true expanded leaf, and viceversa. Different plants were challenged at three, six and nine days, respectively. No challenge protected plants and healthy plants infected with the severe strain were used as controls. Evaluations were based on the expression of the symptoms at 30 days after challenge inoculation. Attempts to recover the challenge strain from challenge inoculated and new developed leaves were also done at eight days after challenge inoculation. RT-PCR with specific pairs of primers was also used to detect both stains in some of these samples. Regardless the leaf on which the protective strain was applied (cotyledon or first true expanded leaf) there appear to be some infectable sites available for superinfection with the severe strain. When the challenge inoculation was done at three days after preimmunization, the severe strain was able to superinfect some plants, move systemically and overcome the mild strain, since these plants expressed severe symptoms. All plants become protected against the expression of the symptoms induced by the severe strain when the challenge inoculation was done at six and nine days after preimmunization. However, the severe strain was still detected in the inoculated and upper leaves of few test-plants, eight days after challenge inoculation. In addition to this, it was also determined the period of time necessary to protect zucchini squash plants with a mild strain of ZYMV, named ZYMV-M, alone and in mixture with mild strain PRSV-W-1. The results indicated that single and double preimmunized plants were protected against infection and/or expression of the homologous severe strain seven days after protective inoculation.

A cultura do tomateiro (Solanum lycopersicum L.) é importante mundialmente devido ao alto consumo de seus frutos. Nos últimos anos surgiram nesta cultura no Brasil alguns vírus emergentes com altas taxas de disseminação, como begomovírus e crinivírus, transmitidos pela Bemisia tabaci biótipo B, que podem causar danos à produção do tomateiro. A espécie de begomovírus atualmente mais encontrada no Brasil, em plantios de tomateiro, é o Tomato severe rugose virus (ToSRV). De 2002 a 2004, pesquisadores relataram incidências desse vírus em mais da metade das amostras com sintomas de geminiviroses coletadas em vários estados brasileiros e sua presença continua sendo verificada frequentemente. No ano de 2006, um crinivírus, o Tomato chlorosis virus (ToCV), foi relatado no Brasil, infectando plantas de tomate no Estado de São Paulo e atualmente encontra-se presente em diveros estados brasileiros. Os objetivos desse trabalho foram: determinar os períodos mínimos de acesso à aquisição e à inoculação do ToSRV e do ToCV pela B. tabaci biótipo B; identificar o período de retenção do ToSRV no inseto e a interação do ToSRV e do ToCV na aquisição e na transmissão por esse aleirodídeo. Também foi avaliada a eficiência do inseticida cloridrato de cartape no controle da disseminação primária e secundária do ToSRV pela B. tabaci biótipo B em tomateiros em gaiolas em casa de vegetação. Finalmente avaliou-se a eficiência do aleirodídeo Trialeurodes vaporariorum na transmissão de um isolado brasileiro do ToCV. Os períodos mínimos de acesso à aquisição e à inoculação de ambos os vírus pela B. tabaci biótipo B foram de cinco minutos. O tempo de retenção do ToSRV em B. tabaci biótipo B foi de 25 dias. A eficiência de um único adulto de B. tabaci na transmissão simultânea do ToSRV e do ToCV para tomateiros foi de 44,7%, similar àquela da transmissão isolada do ToRSV (47,4%) e do ToCV (44,7%). A eficiência de T. vaporariorum na transmissão do ToCV foi inferior à da B. tabaci biótipo B. Usando 40 insetos por vaso com duas plantas as eficiências de transmissão foram 57,7% e 100%, respectivamente. O inseticida cloridrato de cartape reduziu a infecção secundária do ToSRV pela B. tabaci biótipo B, mas não foi eficiente para reduzir a infecção primária em tomateiros. / Tomato (Solanum lycopersicum) is one of the leading vegetables grown and consumed in Brazil and in the world, after potato. The importance of tomato is related to its high consumption worldwide and also its nutritive value. Presently the most important virus diseases responsible for yield losses on tomato crops in Brazil are those caused by begomovirus and crinivirus, both transmitted by Bemisia tabaci biotype B. At the moment the prevalent species of begomovirus is Tomato severe rugose virus (ToSRV). From 2002 to 2004, researchers reported incidence of this virus in more than half of the symptomatic tomato samples collected in several Brazilian states. In 2006, a crinivirus, Tomato chlorosis virus (ToCV), was reported for the first time in Brazil, infecting tomato plants in the State of São Paulo and at present the virus occurs in several Brazilian states. The objectives of this study were to determine the minimum acquisition and inoculation access periods of ToSRV and ToCV by B. tabaci biotype B; identify the retention period of ToSRV in the insect; and the interaction of ToSRV and ToCV on the transmission by this aleyrodidae. It was also evaluated the effectiveness of the insecticide cartap hydrochloride in controlling the primary and secondary spread of ToSRV by B. tabaci biotype B on tomato plants in a greenhouse. Finally, it was evaluated the efficiency of Trialeurodes vaporariorum in the transmission of a Brazilian isolate of ToCV. The minimum acquisition and inoculation access periods for both viruses by B. tabaci biotype B were five minutes. The maximum retention time of ToSRV in B. tabaci biotype B was 25 days. The efficiency of a single adult of B. tabaci to simultaneously transmit ToSRV and ToCV to tomato plants was 44.7%, similar to the transmission of ToRSV (47.4%), and ToCV (44.7%) separately. T. vaporariorum was less efficient than B. tabaci on the transmission of ToCV. Using 40 insects per pot with two plants, transmission efficiencies were 57.7% and 100%, respectively. The insecticide cartap hydrochloride reduced secondary infection of ToSRV transmitted by B. tabaci biotype B, but was not effective in reducing the primary infection in tomato.

O vírus do mosaico amarelo da abobrinha (Zucchini yellow mosaic virus - ZYMV) é provavelmente um dos mais dinâmicos e prejudiciais vírus emergentes de plantas. Desde sua primeira detecção na Itália e na França em 1973 e 1979, respectivamente, o ZYMV tem sido reportado em mais de 50 países variando de condições climáticas tropicais a temperadas em todos os continentes, exceto na Antártida. No Brasil esse potyvirus foi constatado primeiramente nos Estados de São Paulo e Santa Catarina, no início da década de 90 e posteriormente nos Estados do Ceará, da Bahia, do Rio Grande do Norte, do Pará, do Mato Grosso do Sul e do Maranhão. É provável que atualmente ocorra em todos os estados brasileiros onde se cultivam cucurbitáceas. Embora ocorra no Brasil há mais de 20 anos, pouco se conhece sobre as características biológicas, sorológicas e moleculares dos isolados até então encontrados no país. Esse projeto de pesquisa teve por objetivo cobrir parcialmente essa lacuna para fornecer subsídios para programas de melhoramento genético. Foram utilizados 11 isolados coletados em diversos estados brasileiros. A caracterização biológica consistiu no estudo da reação de diversas espécies vegetais inoculadas mecanicamente. A caracterização sorológico consistiu na marcação da proteína capsidial dos isolados com o antissoro policlonal contra o vírus. A caracterização molecular foi feita por meio da análise das sequências de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos do gene da proteína capsidial dos isolados. A reação das espécies variou de acordo com o isolado inoculado. Análises de RFLP mostraram que a enzima de restrição Hpa II permitiu diferenciar o isolado fraco ZYMV-M da maioria dos isolados severos. O peso molecular da proteína capsidial dos isolados analisados foi em torno de 36 KDa, típico da proteína capsidial desse potyvirus. A identidade de nucleotídeos do gene da proteína capsidial entre os isolados brasileiros do ZYMV variou de 93% a 100% e a de aminoácidos deduzidos variou de 97% a 100%. Comparados com as sequências correspondentes de isolados do ZYMV de diferentes origens geográficas a identidade de nucleotídeos variou de 82% a 99%, enquanto a de aminoácidos deduzidos ficou entre 87% e 99%. Na árvore filogenética os isolados brasileiros do ZYMV pertencem ao grupo A, subdivisões I ou II, indicando uma variação entre os isolados. Nenhum evento de recombinação foi detectado nos isolados brasileiros. / Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) is probably one of the most dynamics and economically important emerging plant viruses. Since it was first report in Italy and France in 1973 and 1979, respectively, ZYMV has been found in over than 50 countries ranging from tropical to temperate climate conditions in all continents, except in Antartida. In Brazil this potyvirus was first reported in the beginning of 90´s in São Paulo and Santa Catarina States, and then in Ceará, Bahia, Rio Grande do Norte, Pará, Mato Grosso do Sul and Maranhão states. Probably it occurs in all Brazilian states which grow cucurbit species. Although ZYMV occurs in Brazil for more than 20 years, there is little information about the biological, serological and molecular characteristics for the isolates found in the country. The purpose of this work was to cover partially this gap to provide subsidies for genetic breeding programs. Eleven isolates collected in several Brazilian states were used. The biological characterization consisted in the study of the reaction of several vegetal species mechanically inoculated with the virus. The serological characterization consisted in the identification of the molecular weight of the coat protein through western blot analysis. The molecular characterization was done by the analyses of nucleotides and deduced amino acids sequences for the coat protein gene. The host reaction showed slight variation according to the virus. RFLP analyses showed that restriction enzyme HpaII allowed differentiate the mild ZYMV-M isolate from the majority of severe isolates. The coat protein molecular weight for all studied isolates was about 36 KDa, typical of the coat protein of this potyvirus. The nucleotide identity of the coat protein gene among the ZYMV Brazilian isolates ranged from 93% to 100%, and the deduced amino acids sequences ranged from 97% to 100%. Compared to corresponding sequences of ZYMV isolates from different geographical locations the nucleotide sequences identity ranged from 82% to 99%, while the deduced amino acids sequences ranged from 87% to 99%. Phylogenetic analysis place the Brazilian isolates of ZYMV into the group A, subdivision I or II, showing some diversity between the isolates. No recombination event was detected in the Brazilian isolates.

A abobrinha de moita (Cucurbita pepo L.), espécie pertencente à família Cucurbitaceae, apresenta significativa participação na produção mundial e brasileira desta família de plantas. Porém, como em toda cultura de importância econômica, as cucurbitáceas apresentam problemas fitossanitários causados por diferentes agentes etiológicos. Na produção brasileira de abóboras, já foi constatada a presença de 8 vírus, dentre eles os potyvirus PRSV-W (Papaya ringspot virus-type W) e ZYMV (Zucchini yellow mosaic virus) e o tospovirus ZLCV (Zucchini lethal chlorosis virus) têm sido considerados os mais importantes pela predominância em diversas regiões produtoras de cucurbitáceas no país e pelos consideráveis prejuízos que geralmente causam à produção. Considerando que a maioria dos estudos epidemiológicos existentes sobre estas três viroses são poucos e fragmentados, percebe-se que não há estudos que abordam em conjunto todos os parâmetros epidemiológicos de tais vírus. Assim, os objetivos deste trabalho foram estudar o progresso temporal e espacial destas três viroses e verificar a relação entre a epidemiologia das mesmas em campo de abobrinha de moita, além de melhor entender o patossistema em que a clorose letal (causada pelo ZLCV) está inserida Para isso, foram conduzidos experimentos com abobrinha de moita Caserta nos campos experimentais dos Departamentos de Fitopatologia e Nematologia (DFN) e Departamento de Genética (DGN) da Esalq/USP. Primeiramente foram conduzidos em 2009 dois experimentos simultâneos nas áreas do DFN e DGN para estudar a epidemiologia isolada da clorose letal acompanhada da dinâmica populacional do tripes Frankliniella zucchini, vetor deste vírus. Em seguida, em épocas diferentes 3 experimentos foram conduzidos em 2010 com o intuito de comparar as epidemiologias da clorose letal e dos mosaicos comum e amarelo, estes últimos causados por PRSV-W e ZYMV, respectivamente. Nos experimentos apenas com a clorose letal no ano de 2009, o modelo monomolecular foi o que melhor se ajustou aos dados de incidência e através das análises espaciais detectou-se agregação da doença ao final dos dois experimentos. Nos 3 experimentos realizados em 2010, variações na incidência, no ajuste do modelo e no comportamento espacial de cada virose foram freqüentes. Para a clorose letal, o modelo monomolecular ofereceu melhor ajuste apenas na 3ª época de plantio. Nas duas primeiras o modelo gompertz apresentou maior coeficiente de determinação. No comportamento espacial, novamente agregação da doença foi detectada ao final do ciclo da cultura. Para o mosaico amarelo, os modelos que melhores se ajustaram na 1ª, 2ª e 3ª épocas de plantio, foram o logístico e o monomolecular (este nas duas últimas), respectivamente. O padrão espacial desta doença foi ao acaso quando da baixa incidência da doença e agregado nos casos em que elevada incidência ocorreu. Já o mosaico comum apresentou a menor incidência nas 3 épocas. O modelo logístico foi o que melhor se ajustou em todas as épocas e a doença apresentou comportamento espacial ao acaso nos três experimentos. Nos levantamentos do tripes vetor do ZLCV, verificou-se preferência do mesmo por plantas sintomáticas e consideráveis correlações do número de insetos coletados com a incidência da clorose letal. / The zucchini squash (Cucurbita pepo L.) belonging to the Cucurbitaceae family, has a good share of world and brazilian output. However, as in every plants of economically important, cucurbits have problems caused by different etiological agents. In the Brazilian production of zucchini squash, already confirmed the presence of 8 viruses, including the potyviruses PRSV-W (Papaya ringspot virus-type W) and ZYMV (Zucchini yellow mosaic virus) and the tospovirus ZLCV (Zucchini lethal chlorosis virus) have been considered the most important viruses by the predominance in several cucurbits producing regions in the Brazil and the considerable damage on production. Whereas the most of the existing epidemiological studies about these three viruses are few and fragmented, it is clear that there are no studies that deal together all the epidemiological parameters of such viruses. The objectives of this work were to study the temporal and spatial progress of these three viruses and the relation between the epidemiology of these viruses in the same field of zucchini squash in addition to better understand the lethal chlorosis pathosystem (caused by ZLCV). Trials were carried out with zucchini squash \'Caserta in the experimental fields of the Departments of Plant Pathology and Nematology (DPP) and Department of Genetics (DGN) at Esalq/USP. The firsts were conducted in 2009 simultaneously in DPP and DGN to study the epidemiology of lethal chlorosis only and to study the population dynamic of thrips Frankliniella zucchini, the vector of this virus. In 2010 three experiments were carried out in different growing seasons in order to compare the epidemiology of the lethal chlorosis, yellow mosaic and common mosaic caused by ZLCV, PRSV-W and ZYMV, respectively. In the experiments with the lethal chlorosis in 2009, the monomolecular model was the best fit to the incidence data and spatial analysis indicated aggregation of the disease at the end of both experiments. In three experiments carried out in 2010, variations in incidence, in the fit of the model and in the spatial distribution of each virus were frequents. For lethal chlorosis, the monomolecular model provided a better fit only in the 3rd growing season. In the first and second growing seasons Gompertz model had the best coefficient of determination. In the spatial distribution, aggregation of disease was detected at the end of the crop cycle again. For yellow mosaic, the models that best fit in the 1st, 2nd and 3rd planting dates were the logistic and monomolecular (this in the last two) respectively. The spatial pattern of this disease were randomly when the disease incidence was low and aggregated when the disease incidence was high. The common mosaic had the lowest incidence in all three seasons. The logistic model was the best fit in all growing seasons and the disease showed a spatial random distribuctions in all experiments. The thrips vector of ZLCV prefer symptomatic plants and good correlations between the number of insects collected with the incidence of lethal chlorosis was found.

A importância da cultura do meloeiro é crescente no Brasil, sobretudo na região Nordeste, tanto pelo volume comercializado como por ser estabelecida geralmente em pequenas propriedades. Diversas enfermidades acometem esta cultura, destacando-se as viroses. Dentre estas, o mosaico, causado pelo Papaya ringspot virus - estirpe melancia (PRSV-W) é das mais importantes. Dentre as estratégias de controle desta doença, o emprego de cultivares resistentes apresenta-se como um método prático e eficiente. O objetivo deste trabalho foi identificar marcadores moleculares do tipo AFLP ligados ao gene Prv1 de resistência a PRSV-W em melão que futuramente pudessem ser utilizados em seleção assistida por marcadores. Para isto, foram analisadas duas linhagens quase-isogênicas (LQI-R e LQI-S) do tipo Amarelo CAC contrastantes para resistência ao vírus e uma linhagem do tipo Charentais doadora do gene de resistência. A LQI resistente foi obtida através de cruzamento entre a linhagem doadora do gene (LRD) e a linhagem recorrente (LQI-S), seguido de cinco retrocruzamentos de plantas resistentes com a linhagem recorrente. A porcentagem do genoma do parental recorrente recuperado na LQI-R foi de aproximadamente 98,44%. Polimorfismos entre as linhagens resistentes e a suscetível foram considerados marcadores candidatos ligados ao gene de reistência Prv1. Para análise de co-segregação entre gene e marcadores candidatos, foi utilizada uma população RC1F1, fenotipada para resistência a PRSV-W, obtida a partir do cruzamento entre as LQIs. Para cálculo da distância entre o gene e os marcadores foi utilizada fórmula de Kosambi para porcentagens de indivíduos recombinantes maiores que 1% e para porcentagens menores admitiu-se ser a distância em centiMorgans equivalente a esta porcentagem. A técnica AFLP em conjunto com a utilização de linhagens quase-isogênicas mostrou-se eficiente na detecção de marcadores moleculares em melão. Para digestão do DNA, foram utilizadas três combinações diferentes de enzimas de restrição (EcoRI/MseI, HindIII/MseI e PstI/MseI), sendo avaliados perfis eletroforéticos gerados a partir da amplificação com 474 combinações diferentes de iniciadores. Aproximadamente 28.700 fragmentos foram analisados, sendo verificada diversidade genética de 8,6% (2462 fragmentos polimórficos) entre as linhagens quase-isogênicas e a linhagem doadora Charentais. Apenas três fragmentos mostraram-se polimórficos na análise da população RC1F1, estando ligados ao gene de resistência a PRSV-W, de acordo com o teste de co-segregação. Os fragmentos EA270 e HF155 mostramse ligados entre si e estão localizados a uma distância aproximada de 40,9 cM do gene Prv1, enquanto o fragmento EK190 mostrou-se ligado ao gene a uma distância de 0,526 cM. Pela sua proximidade ao gene Prv1, o marcador EK190 pode ser utilizado em programas de seleção assistida por marcadores moleculares visando o melhoramento de linhagens com resistência ao vírus PRSV-W. / The growing importance of melon in Brazil is due to the increased production, especially in the Northern region, where crops are established in small properties. Several diseases affect melons. Among the viruses, the mosaic, caused by Papaya ringspot virus - type watermelon (PRSV-W) is the most important. The use of resistant cultivars is a practical and effective method of disease control. The objective of this work was to identify AFLP markers linked to the Prv1 gene that confers resistance to PRSV-W, that in the future could be used in marker assisted selection. Two near isogenic lines (LQI-R and LQI-S) of the Amarelo CAC type that differ with respect to the presence of Prv1 and one Charentais type line donor of the resistance gene were analyzed. The resistant LQI was obtained through the crossing between the donor line (LRD) and the recurrent line (LQI-S), followed by five backcrosses between resistant plants and the recurrent line. The percentage of recurrent parental genome recovered in the LQI-R was approximately 98.44%. Polymorphisms between resistant and susceptible lines were considered as candidate markers linked to the Prv1 resistance gene. An RC1F1 population obtained from a cross between the LQIs lines and screened for resistance to PRSV-W was used in co-segregation analyses. The distance between markers and resistance gene was calculated using the Kosambi equation for recombination fractions higher than 1%. For lower values, the percentage of recombinants was considered equal to the distance in centiMorgans. The AFLP technique combined with the use of nearisogenic lines seemed to be efficient in detecting molecular markers in melon. DNA digestion was performed with three combinations of different enzymes (EcoRI/MseI, HindIII/MseI and PstI/MseI), and electrophoretic profiles of fragments obtained from 474 combinations of different primers were evaluated. Approximately 28,700 fragments were analyzed. Genetic diversity was estimated as 8.6% (2,462 polymorphic fragments) between near-isogenic lines and the donor Charentais line. Only three fragments were found to be polymorphic and linked to the resistance gene. The markers EA270 and HF155 are linked to each other and located 40.9 cM of the Prv1 gene. The fragment EK190 is linked to the same gene with a distance of 0.526 cM. Because EK190 fragment is very close to the resistance gene, it is a suitable marker to be used in marker-assisted selection aiming to develop melon cultivars resistant to PRSV-W.

Solano-violeta (Solanum violaefolium) é uma ornamental rasteira usada pra cobrir solos de áreas sombreadas. Um vírus que induz manchas anelares nas folhas, tentativamente designado de mancha anular do S. violaefoliumm (S. violaefolium ringspot vírus - SvRSV), transmitido pelo ácaro Brevipalpus phoenicis foi encontrado nesta planta em jardins de Piracicaba, SP. Trata-se de um vírus baciliforme que se acumula no lúmen do retículo endoplasmático induzindo viroplasma citoplasmático, assemelhando-se a outros vírus do tipo citoplasmático, dos transmitidos por ácaros Brevipalpus (Acari: Tenuipalpidea). Este trabalho relata algumas de suas propriedades biológicas e a caracterização molecular parcial. SvRSV foi ser transmitido mecanicamente e pelo B. phoenicis a várias outras espécies botânicas, sempre causando lesões localizadas. Destas, Datura stramonium mostrou-se a melhor como hospedeira experimental. As propriedades físicas do SvRSV in vitro foram: temperatura de inativação - 40-45 ºC; ponto final de diluição - 10-3-10-4; longevidade in vitro- 12 dias. Posteriormente, observou-se também infestação destas plantas por B. obovatus que em ensaios preliminares transmitiu o SvRSV. Em secções ultrafinas, as partículas do SvRSV mostraram-se ligeiramente mais delgadas que as de outros vírus do tipo citoplasmático, transmitidos por Brevipalpus, e por outro lado formavam eventualmente partículas mais longas, às vezes de ca. 1 µm. Como os demais vírus, do tipo citoplasmático, transmitido por Brevipalpus, induz a formação de um viroplasma denso e vacuolado no citoplasma. Em casos favoráveis foram observadas fases do processo de morfogênese por "brotação" a partir do material do viroplasma. Dada sua labilidade não foi possível conseguir sua purificação apesar das inúmeras tentativas, usando diferentes protocolos. Logrou-se a extração de dsRNA a partir de D. stramonium e a partir dele, obter-se dois fragmentos do genoma viral, identificados como parte da proteína de movimento e da replicase, após seu sequenciamento. Foram produzidos pares de "primer" baseado nestas seqüências que amplificaram especificamente, por RT-PCR, fragmentos de DNA de tamanho esperado, a partir do RNA total extraído de lesões foliares de S. violaefolium e D. stramonium infetados. Sondas baseadas nas seqüências obtidas hibridizaram com ss- e dsRNA de lesões de D. stramonium. Ensaios preliminares de RT-PCR e hibridização não resultaram em reação com alguns outros vírus transmitidos por Brevipalpus, do tipo citoplasmático, inclusive o da leprose dos citros (CiLV-C). / Solanum violaefolium is an ornamental Solanaceae, with prostrate, trailing growth cultivated in shaded areas. Plants exhibiting necrotic ringlike spots on the leaves have been found in several gardens and parks at Piracicaba - SP. The ringspot symptoms on the leaves is caused by a vírus, named S. violaefolium ringspot virus (SvRSV), and is transmisible by mite Brevipalpus phoenicis (Acari: Tenuipalpidae). Short bacilliform particles are present within the cisternae of endoplasmic reticulum (ER) and often electron dense viroplasm is present in the cytoplasm, characterist of the cytoplasmatic type of Brevipalpus-borne virus. The present study reports some of its biological properties and partial molecular caracterization. SvRSV is easily transmitted to many plant species either by viruliferous B. phoenicis or mechanically, always causing local lesions. Datura stramonium was proved to be better as experimental host. Its physical properties in vitro were: inactivation thermal point - 40-45 ºC; final diluition point - 10-3-10-4; longevity in vitro - 12 days. Afterwards, its was observed that S. violaefolium plants were infested by B. obovatus that transmitted SvRSV in preliminary assays. Thin sections revealed that SvRSV particles are slightly thinner and sometimes appear very long. In some favorable sections intermediate steps of viral particle morphogenesis by a budding process of the dense material of the viroplasm toward the lumen of ER could be seen. Due to the fragility of the particles, several attempts to purify the virus have failed, despite many protocols tried. It was possible, however, to extract dsRNA from infected tissue of D. stramonium, and two segments of viral genome, respectively with homology to movement protein (mp) and replicase (rep) of some known viruses were obtained. Primers were designed based in these sequences, which amplified by RT-PCR, fragments of DNA of expected size from total RNA extracts from leaves lesions of infected S. violaefolium and D. stramonium. Probes based on obtained sequences hibridizated with ss- and dsRNA from lesions of S. violaefolium and D. stramonium. Preliminary assays of RT-PCR and hybridization did not result in positive reaction with other cytoplasmatic type of Brevipalpus-borne viruses, including citrus leprosis (CiLVC).

Este trabalho teve por objetivo selecionar estirpes fracas do Passion fruit woodiness virus (PWV) e avaliar o seu efeito protetor para o controle do endurecimento dos frutos do maracujazeiro. Foram selecionadas seis estirpes fracas do PWV. Três a partir de plantas de elite, encontradas em pomares severamente afetados pelo vírus (F-101, F-102 e F-103) e três a partir de bolhas formadas em folhas de maracujazeiro com mosaico (F-99, F-144 e F-145). O efeito protetor das estirpes fracas foi avaliado em maracujazeiros, em casa de vegetação e em campo. Em casa de vegetação foi observada uma proteção parcial das estirpes F-101, F-102 e F-144, contra a estirpe severa PWV-SP. Em campo, num primeiro experimento, as seis estirpes fracas selecionadas foram avaliadas e aproximadamente 4 meses após o desafio com a estirpe PWV-SP, todas as plantas apresentaram sintomas severos da doença. Diante da proteção parcial em casa de vegetação e da ausência total de proteção no experimento de campo, duas hipóteses foram apresentadas para explicar a intensificação de sintomas em maracujazeiros premunizados e desafiados com a estirpe severa do virus: a) a ocorrência de baixa concentração e/ou distribuição irregular das estirpes fracas nos tecidos das plantas premunizadas permite a infecção e estabelecimento da estirpe severa posteriormente inoculada e b) as estirpes fracas selecionadas são de uma espécie diferente de Potyvirus, serologicamente relacionada com o PWV, mas que não oferecem proteção contra a estirpe severa deste último. A primeira hipótese foi estudada repetindo-se o experimento com maracujazeiros premunizados com as estirpes F-101 e F-144, separadamente, e cultivados em campo sob condições de telado. Antes do desafio, foram feitos estudos quantitativos das estirpes F-101 e F-144, em diferentes folhas das plantas, através do DAS-ELISA indireto. Foi observada uma grande variação na concentração das estirpes fracas nos tecidos de diferentes folhas da mesma planta. Em 68,3 %, de 300 discos foliares, as estirpes fracas não foram detectadas pelos critérios adotados nessa investigação. Mais uma vez todas as plantas premunizadas e desafiadas apresentaram sintomas severos da doença, quatro meses após o desafio. A segunda hipótese foi estudada através de testes de proteção em plantas de crotalária premunizadas com as estirpes F-101 e F-144 e da análise da seqüência de nucleotídeos do gene da capa protéica das estirpes F-101, F-103 e PWV-SP. Nos testes de proteção, todas as plantas premunizadas com as estirpes fracas ficaram protegidas contra a infecção e/ou manifestação dos sintomas causados pela estirpe severa PWV-SP. Estudos quantitativos das estirpes fracas nessa hospedeira revelaram uma maior uniformidade na concentração do vírus nos tecidos foliares. A análise da seqüência de nucleotídeos do gene que codifica a capa protéica, apontaram identidade de 99,7 % entre as estirpes fracas e de 97,5 % destas com a estirpe severa, mostrando tratarem-se de estirpes do mesmo vírus. Esses resultados mostram que a premunização não parece ser uma alternativa adequada para o controle do endurecimento dos frutos do maracujazeiro, devido à falha na proteção. Essa quebra de proteção parece estar relacionada com a baixa concentração e/ou distribuição irregular das estirpes fracas nas folhas do maracujazeiro, que propiciam a existência de sítios de infecção para a estirpe severa posteriormente inoculada. / The main purpose of this work was to select mild strains of Passion fruit woodiness virus (PWV) and to evaluate their protective effect in passion flower (Passiflora edulis f. flavicarpa Deg.) challenged with a severe strain of the virus. Three mild strains were selected from outstanding plants found in orchards severely affected by the virus (F-101, F-102 and F-103) and three others were obtained from blisters formed in passion flower leaves with mosaic (F-99, F-144 and F-145). The protective effect of the mild strains was evaluated in passion flower under greenhouse and field conditions. Plants preimmunized with mild strains F-101, F-102 and F-144, under greenhouse conditions, showed partial protection after challenge inoculation with the severe strain PWV-SP. Total absence of protection was observed in passion flower preimmunized with all six mild strains and challenged with PWV-SP in the first field experiment. Due to these results, two hypotheses were raised to explain the intensification of symptoms in passion flower preimmunized with mild strains and challenged with the severe strain of the virus: a) the occurrence of low concentration and/or irregular distribution of the mild strains in the tissues of the preimmunized plants allow the infection and establishment of the later inoculated severe strain and b) the selected mild strains belong to a different species of Potyvirus, serologically related to PWV, but that do not offer protection against the severe strain of PWV. The first hypothesis was studied in a field experiment with passion flower preimmunized with mild strains F-101 and F-144, separately, and cultivated under screenhouse. Before the challenge inoculation, leaf samples were taken from five leaves of all protected plants and the concentration of the mild strains was estimated by indirect DAS-ELISA. A group of plants was challenged in three expanded leaves of the vine and another group was challenged with viruliferous aphids placed on the tip of the vine. All preimmunized plants showed severe symptoms of the disease, four months after the challenge inoculation. A great variation was observed in the concentration of the mild strains in the tissues of different leaves of the same plant. The ELISA test was not able to detect the mild strains in extracts of 205 out of 300 leaf disks. The second hypothesis was tested with crotalaria plants (Crotalaria juncea L.) preimmunized with mild strains F-101 and F-144 and analysis of the nucleotide sequence of the coat protein gene of the F-101, F-103 and PWV-SP strains. All preimmunized crotalaria plants were protected against the infection and/or manifestation of the symptoms caused by the severe strain PWV-SP. Quantitative studies of the mild strains in crotalaria revealed a larger uniformity in the concentration of the virus in the leaves. The analysis of the nucleotide sequence of the coat protein gene pointed out identity of 99.7% among the mild strains. The severe strain shared 97.5 % identity with both mild strains, showing that they are all strains of the same virus. These results showed that preimmunization does not seem to be an appropriate alternative for the control of the passion fruit woodiness disease in passion flower due to the breakdown in protection. Failure in protection seems to be related to the low concentration and/or irregular distribution of the mild strains in the leaves of the passion flower, which allow the occurrence of infection sites available for superinfection with the severe strain.

Citrus tristeza virus (CTV) ocorre em quase todas as áreas produtoras de citros do mundo. O controle da doença se baseia, principalmente, no uso de porta-enxertos tolerantes e na premunização das copas. A obtenção de copas de laranjas doces ou de porta-enxerto de laranja azeda transgênicos resistentes ao CTV permitiria retornar a um uso mais intensivo deste excelente porta-enxerto. Com isso, esse trabalho buscou avaliar linhagens transgênicas de laranja doce (Citrus sinensis) e obter plantas transgênicas de laranja azeda (Citrus aurantium) para a resistência ao CTV, a fim de oferecer uma outra alternativa para o controle desta doença em citros. Foram avaliadas plantas transgênicas de laranja doce cv. Valência e cv. Hamlin contendo três diferentes construções gênicas. Uma contendo uma sequência sense (684 pb) do gene da capa protéica do CTV (pCTV-CP), outra contendo uma sequência conservada (559 pb) do CTV (pCTV-SC) e uma do tipo hairpin, contendo sequências sense e antisense do gene da capa protéica separadas por um íntron (pCTV-dsCP). Dez linhagens transgênicas de cada construção gênica e de cada cultivar foram previamente confirmadas por análises de Southern blot e RT-PCR, totalizando 60 linhagens transgênicas. Tais linhagens foram clonadas e enxertadas sobre limão Cravo (C. limonia) e laranja azeda (C. aurantium), totalizando 360 plantas. Essas plantas, juntamente com plantas não transgênicas utilizadas como controle, foram inoculadas com o CTV por meio de Toxoptera citricida virulífero. As técnicas de ELISA indireto utilizando anticorpo monoclonal contra a capa protéica do CTV ou de Real-time PCR utilizando primers amplificadores dos genes p20 e p23 do genoma do CTV foram utilizadas para detectar o vírus nas plantas avaliadas, 4 semanas após as inoculações. Ocorreu variação na resistência ao vírus nas diferentes construções transgênicas utilizadas e entre clones de uma mesma planta. Alguns clones não foram infectados com o vírus mesmo após a quarta inoculação, indicando uma possível resistência ao patógeno. Um total de 30 experimentos de transformação genética de laranja azeda foram realizados, utilizando como explantes segmentos internodal, de epicótilo e de cotilédone associado ao hipocótilo. O teste de GUS permitiu a identificação de duas gemas com reação positiva (0,13% de eficiência de transformação). Tais gemas foram enxertadas in vitro sobre citrange Carrizo, mas apenas uma gema se desenvolveu. A planta obtida foi aclimatizada em casa-de-vegetação. / Citrus tristeza virus (CTV) occurs in almost all citrus-growing areas of the world. Control of citrus tristeza relies mainly on the use of tolerant rootstocks and scion cross protection. Obtaining transgenic sweet oranges cultivars or sour orange resistant to CTV would allow a better use of this excellent rootstock. This way, the aim of this work was to evaluate transgenic sweet orange (Citrus sinensis) lines and to obtain transgenic sour orange (Citrus aurantium) for the resistance to CTV, in order to offer another alternative for the control of the disease in citrus. Transgenic sweet orange cv. Valencia and cv. Hamlin containing three different genetic constructs were evaluated. One gene construct contains a sense sequence (684 pb) of the coat protein gene of CTV (pCTV-CP), another contains a conserved sequence (559 pb) of CTV (pCTV-SC), and the last one a hairpin type, containing the sense and antisense sequences of the coat protein gene separated by an intron (pCTV-dsCP). Ten transgenic lines of each gene construct and each cultivar were previously confirmed by Southern blot and RT-PCR analysis, totalizing 60 transgenic lines. These lines were cloned and grafted into C. limonia and into C. aurantium, totaling 360 plants. The plants, along with non-transgenic plants used as control, were challenged four times with the CTV by means of viruliferous Toxoptera citricida. Indirect ELISA using monoclonal antibody against the CTV coat protein or the Real-time PCR using primers to amplify the CTV genes p20 and p23 were used to detect the virus in the tested plants, 4 weeks after inoculation. Variation in the virus resistance was observed among different transgenic constructs and different clones of the same plant. Some clones were not infected with the virus even after the fourth inoculation, indicating a possible resistance to the pathogen. A total of 30 genetic transformation experiments of sour orange were performed, using as explants internodal segments, epicotyl segments and cotyledon fragment with hypocotyl attached. GUS reaction detected two shoots positive (transformation efficiency of 0,13%). These shoots were in vitro grafted in Carrizo citrange, but only one shoot developed. The plant obtained was acclimatized in greenhouse.

As algas produzem uma grande diversidade de compostos com atividade biológica, inclusive que agem diretamente sobre vírus ou como indutores de fitoalexinas. Em vista disso, foi investigada a redução de sintomas causados por Tobacco mosaic vírus (TMV) em plantas de fumo tratadas com cianobactérias ou algas eucarióticas, além de se tentar elucidar o modo de ação das algas no patossistema estudado. Quando as plantas de fumo foram tratadas dois dias antes da inoculação, foi verificado que suspensões dos isolados 004/02, 008/02, 061/02, Anabaena sp. e Nostoc sp. 61, bem como as preparações do conteúdo intracelular do isolado 004/02 (4 C) e do filtrado do meio de cultivo do isolado 061/02 (61 M) apresentaram efeito na redução dos sintomas de TMV em plantas de fumo, cultivar TNN. Além disso, foi estudado o efeito direto das algas sobre as partículas de vírus. Os resultados mostraram que os isolados Anabaena sp., Nostoc sp. 21, Nostoc sp. 61 e 090/02 apresentam compostos que agem diretamente sobre o TMV. Para tentar elucidar o mecanismo de ação das algas no patossistema estudado, diversos parâmetros bioquímicos foram investigados. Foi detectado que a preparação 4 C aumentou a atividade de peroxidases e que todos os tratamentos analizados reduziram a atividade de β-1,3-glucanase em folhas de fumo a partir do quarto dia após o tratamento das plantas. Por sua vez, as suspensões dos isolados 008/02 e 061/02 e a preparação 61 M proporcionaram maior acúmulo de superóxido, enquanto que a preparação 4 C reduziu o acúmulo de peróxido de hidrogênio, em relação aos controles água destilada e meio de cultura BG 11, 37 horas após a inoculação do vírus. Em vista disso, as algas podem ser utilizadas como agentes de controle biológico, por apresentar ação direta sobre fitopatógenos ou alterarem o metabolismo de plantas, o que pode estar associado com a sintese de compostos de defesa. / Algae produce several different compounds that show biological activity, including ones with antiviral activity or that act as phytoalexin inducers. Thus, it was investigated the reduction of Tobacco mosaic virus (TMV) symptoms on tobacco plants treated with cyanobacteria or eukaryotic algae, and it was studied the way of action of algae on the studied pathosystem. When the tobacco plants were treated two days before the inoculation, it was verified that the suspension of 004/02, 008/02, 061/02 Anabaena sp., and Nostoc sp. 61 strains as well as the intracellular preparation of 004/02 strain (4 C) and the medium filtrated from 061/02 strain (61 M) reduced TMV symptoms on tobacco plants, cultivar TNN. Furthermore, it was studied the direct effect of the algae suspensions on virus particles. The results showed that Anabaena sp., Nostoc sp. 21, Nostoc sp. 61 and 090/02 strains have compounds with direct activity on TMV. To try to elucidate the way of the action of algae, on the studied pathosystem, several biochemical parameters were investigated. It was seen that the preparation 4 C increase peroxidase activity and all treatments decrease β-1,3-glucanase activity on tobacco leaves from the forth day on after the treatment. Moreover, 008/02 and 061/02 strains and the 61 M preparation caused higher superoxide accumulation, and the preparation 4 C decreased hydrogen peroxide accumulation when compared to the controls distilled water and BG 11 medium 37 hour after virus inoculation. In this way, the algae could be a biocontrol agents, because it shows direct action on phytopathogens and/or change the metabolism of the plants, that could be associated with the synthesis of deffence compounds.