Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-09T17:27:04Z
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Previous issue date: 2018-07-09 / No Brasil, o cultivo da batata-doce [Ipomoea batatas L. (Lam.)], abrange todas as regiões geográficas, sendo os maiores Estados produtores o Rio Grande do Sul, São Paulo, Sergipe, Minas Gerais e Santa Catarina. Diversas características da batata-doce, tais como: rusticidade, facilidade cultivo, baixo custo de produção e seu o papel como fonte de energia e nutrientes tornam esta espécie de elevada importância, sobretudo para a população de baixa renda. A batata-doce pode ser afetada por espécies dos quatro principais grupos de patógenos, sendo que os vírus merecem destaque devido ao número de espécies, os danos causados e a propagação vegetativa desta planta. A detecção de vírus em batata-doce tem sido realizada, tradicionalmente, por meio das técnicas de Polymerase Chain Reaction (PCR), Reverse Transcription PCR (RT-PCR) e Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA). Contudo, uma nova abordagem de detecção viral vem sendo empregada batata-doce desde 2009. Trata-se da metagenômica: uma abordagem baseada na investigação das moléculas de ácidos nucléicos de uma mistura de populações microbianas, extraídas diretamente de amostras ambientais e sequenciadas por Next Generation Sequencing (NGS). Uma vez que se tenha conhecimento das espécies virais que infectam a cultura é possível a aplicação de medidas adequadas de controle,incluindo programas de limpeza clonal (para regeneração de plantas livres de vírus). Com isso, visto a importância dos problemas fitossanitários causados por espécies virais na cultura batatadoce, os objetivos deste trabalho foram: (a) selecionar variedades de batata-doce ricas em betacaroteno, (b) identificar os vírus presentes em batata-doce, procedentes de cinco regiões do Brasil e (c) produzir material livre de vírus por meio de cultivo de meristemas. Para realização deste trabalho um total de 100 cultivares/clones da batata-doce foi obtido de Regiões Produtoras de Pernambuco (RPP), Rio Grande do Norte e Paraíba, além de acessos mantidos no Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE (BAGUFRPE), do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) e do BAG da Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília (FAL/UnB). Cem amostras de batata-doce foram enxertadas em plantas de Ipomoea setosa. Após 60 dias, realizou-se um enriquecimento de partículas virais dos 100 cultivares/clones de plantas de batata-doce, potencialmente transmitidos para I. setosa via enxertia. O mesmo procedimento foi realizado, diretamente, a partir das folhas de batatadoce, com o objetivo de comparar as espécies virais presentes nas diferentes plantas. Para tal estudo, quatro bibliotecas foram geradas sendo RNA e DNA de batata-doce e RNA e DNA de I. setosa. Um sequenciamento por NGS (em pool) foi conduzido, sendo possível detectar sequências de nove espécies virais que infectando a batata-doce: Sweet potato chlorotic stunt virus – SPCSV RNA1 e 2, Sweet potato feathery mottle virus – SPFMV, Sweet potato virus C – SPVC, Sweet potato virus G – SPVG e Sweet potato C-6 virus – SPC6V, Sweet potato leaf curl virus – SPLCV, Sweet potato mosaic virus – SPMV, Sweet potato golden vein associated virus – SPGVaV e Sweet potato symptomless virus 1 – SPSMV-1, sendo que este último ainda não havia sido detectado no Brasil. Os 100 cultivares/clones foram cultivados em campo com o objetivo de identificar usando High Performance Liquid Chromatography (HPLC), genótipos de batata-doce ricos em beta-caroteno. Quatro cultivares (‘Amélia’, ‘Beauregard’, ‘CR06’ e ‘Pérola’) apresentaram teores de beta-caroteno elevados. Estas plantas foram regeneradas por cultivo de meristemas e indexadas quanto à presença das espécies virais acima citadas, sendo possível regenerar pelo menos uma planta da cultivar ‘Amélia’ livre de vírus. Estes materiais serão usados futuramente em ensaios visando complementar os postulados de Koch para SPSMV-1. / In Brazil, the sweet potato [Ipomoea batatas L. (. Lam)] crop covers all geographic regions of the country. The States of Rio Grande do Sul, São Paulo, Sergipe, Minas Gerais, and Santa Catarina are the largest producers. Sweet potato is a very important crop due to several positive features such as rusticity, low production cost (due to low demand for agricultural inputs) as well functioning as source of food energy and nutrient supply especially for the low-income populations. Sweet potatoes can be affected by many pathogens, in special viruses. In fact, a high number of viral species have been reported infecting this crop. The problems associated with virus infection are intensified in sweet potato due to its vegetative propagation system. The virus detection in sweet potato has been carried out by Polymerase Chain Reaction (PCR), Reverse Transcription PCR (RT-PCR), and Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA). However, metagenomic, a new viral detection methodology has been also used for virus detection in sweet potatoes since 2009. This approach is based upon investigating the nucleic acid molecules from a mixture of microbial populations extracted directly from environmental samples and sequenced by Next Generation Sequencing (NGS). The knowledge about the viral species infecting sweet-potato in Brazil may allow the adoption of the appropriate control measures, including, the establishment of clonal cleaning programs via regeneration of plants free of viruses. In this context, the objectives of the present work are: (a) to select varieties of sweet potato rich in beta-carotene; (b) to assess the virus diversity in sweet potatoes in samples from five production regions of Brazil, and (c) to produce virus-free materials via meristem culture. For this work a total of 100 sweet potato accessions were obtained from Producing Regions of Pernambuco (RPP), Rio Grande do Norte, and Paraiba. In addition, a subset of clones from the germplasm bank of the Rural Federal University of Pernambuco – UFRPE, the Agronomic Institute of Pernambuco and from germplasm bank of the “Fazenda Água Limpa” of the University of Brasilia were also employed in the present work. One hundred sweet-potato samples were grafted on Ipomoea setosa. After 60 days, a viral particles enrichment strategy was performed via grafting of all clones onto I. setosa. A virus enrichment procedure was also performed directly from the sweet-potato leaves in order to compare the viral species that could be found in the different plant species. For this study, four RNA and DNA libraries of sweetpotato and I. setosa were produced. Nine viral species were detected infecting the sweet-potato samples: Sweet potato chlorotic stunt virus – SPCSV RNA1 and 2, Sweet potato feathery mottle virus – SPFMV, Sweet potato virus C - SPVC, Sweet potato virus G-SPVG and Sweet potato C-6 virus – SPC6V, Sweet potato leaf curl virus - SPLCV, Sweet potato mosaic virus – SPMV, Sweet potato golden vein virus – SPGVaV, and Sweet potato symptomless virus 1 – SPSMV1. This last virus species was detected in Brazil for the first time. A total of 100 sweet-potato accessions were grown under field conditions in order to identify (using High Performance Liquid Chromatography – HPLC) a subset of accessions with higher levels of beta-carotene. Three acessions with higher levels of beta-carotene (‘Amélia’, ‘Beauregard’, ‘CR06’, and ‘Pérola’) were regenerated via meristem culture and indexed for the presence of all nine virus species detected in previous assays. A single plant of cultivar ‘Amelia’ was identified as being free of all major viruses. These materials will be used in the future for fulfilling Koch´s postulates for SPSMV-1.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/32186 |
| Date | 15 February 2018 |
| Creators | Souza, Caroline do Amaral |
| Contributors | Carvalho, Rita de Cássia Pereira |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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