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Previous issue date: 2016-02-29 / The peanut (Arachis hypogaea L.) is an important source of protein and oil, and considered one of the most cultivated plants in Brazil and worldwide, that provide products
consumed in different ways. It is the fourth world largest oleaginous in seed production,
cultivated in over 30 countries, where China leads with 40.8%, followed by India with 14% and Nigeria with 7.5%. Brazil occupies the 17th position, concentrated in the Southeast and South regions, and the State of São Paulo accounts for 91.4% of national production. Among the factors that limit the development of this crop, there are several viruses, which cause reduction on productivity and the value of the product for marketing. Up to now, 31 viral species, classified in the following genera and respective families have been recorded naturally infecting peanut: Begomovirus (Geminiviridae), Bromovirus (Bromoviridae), Carlavirus (Betaflexiviridae), Cucumovirus (Bromoviridae), Irlavirus (Bromoviridae), Luteovirus (Luteoviridae), Pecluvirus (Virgaviridae), Potexvirus (Alphafleviridae), Potyvirus (Potyviridae), Rhabdovirus (Rhabdoviridae), Soymovirus (Caulimoviridae), Tospovirus (Bunyaviridae), Tymovirus (Tymoviridae) e Umbravirus (Tombusviridae). Of these genera, Potyvirus has more species. The advent of metagenomics, combined with high-performance technologies (Next Generation Sequencing - NGS) provides the exploration of micro-universe in various areas of science, including the Plant Virology. These techniques, together with bioinformatics, act as excellent tools for detection and characterization of novel viruses, as well as, all the viral genomes of different species or strains present in certain samples. The objective of this work was to study the virome of peanut plants exhibiting typical virus symptoms, obtained from producing areas of 10
counties of the State of São Paulo by NGS. The viral isolates were maintained by successive passages to peanut plants by grafting, under greenhouse conditions at the University of Brasilia (UnB). To perform the NGN, samples were semipurified aiming enrichment of virus particles, followed by total RNA extraction and sequencing carried out by Illumina platform. The metagenomic analysis permitted the detection the complete genome of Peanut mottle virus virus - PeMoV (Potyvirus) and Groundnut ringspot virus - GRSV (Tospovirus). Biological (indicator plants), serological (Dot-ELISA) and molecular (RT-PCR) tests were performed in order to characterize some GRSV isolates from peanut, which sequences were identified by metagenomic. Molecular analysis of the gene encoding the N protein, used for species taxonomy within Tospovirus genus, was also carried out with the selected isolates A1, N1 and O1. These three isolates induced symptomatic response in at least one of the indicator species (Datura stramonium L.) used in this work and widely cited in the literature. Positive results for these isolates were also confirmed by serology, indicating the presence of GRSV in peanut producing counties in the State of São Paulo. Phylogenetic analyzes of the segments L, M and S of tospoviruses revealed that the peanut GRSV isolates studied in this work grouped with sequences of GRSV isolate from watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) and a
recombinant isolate of GRSV and Tomato chlorotic spot virus - TCSV obtained from tomato
(Solanum lycopersicum L.). However, the phylogenetic analysis using the N protein sequence, demonstrated that the present peanut isolate grouped with sequences of GRSV isolates previously studied in Brazil. After phylogenetic analysis for proteins of all GRSV segments, it is believed that the species GRSV and TCSV share the same M segment. The comparison of PeMoV coat protein sequences revealed that the Brazilian peanut isolate reported in this work is more phylogenetically related with the isolate from South Korea, obtained from soybean (Glycine max L.) with 98% identity. This is the first report in Brazil and in the world of the complete genome sequences of PeMoV and GRSV in peanuts, by using NGS. / O amendoim (Arachis hypogaea L.) é uma importante fonte de proteína e óleo, sendo considerada uma das plantas mais cultivadas no Brasil e no mundo, com grande diversidade de formas de consumo de seus produtos. É a quarta oleaginosa com maior produção mundial, cultivada em mais de 30 países, em que a China lidera com 40,8%, seguida pela Índia com 14% e Nigéria com 7,5%. O Brasil ocupa a 17ª posição, concentrada nas regiões Sudeste e Sul, sendo o Estado de São Paulo responsável por 91,4% da produção nacional. Dentre os fatores que limitam o desenvolvimento dessa cultura, encontram-se diversos vírus, os quais ocasionam a redução da produtividade e valor do produto para comercialização. Até o momento, já foram registradas, infectando naturalmente o amendoim, 31 espécies virais, classificadas nos seguintes gêneros e respectivas famílias: Begomovirus (Geminiviridae), Bromovirus (Bromoviridae), Carlavirus
(Betaflexiviridae), Cucumovirus (Bromoviridae), Irlavirus (Bromoviridae), Luteovirus (Luteoviridae), Pecluvirus (Virgaviridae), Potexvirus (Alphafleviridae), Potyvirus (Potyviridae), Rhabdovirus (Rhabdoviridae), Soymovirus (Caulimoviridae), Tospovirus (Bunyaviridae), Tymovirus (Tymoviridae) e Umbravirus (Tombusviridae). Destes, o gênero Potyvirus é o que agrega maior número de espécies. O advento da metagenômica, aliada às tecnologias de alto desempenho (Next Generation Sequencing - NGS) vêm propiciando a exploração do universo de microrganismos em várias áreas das ciências, inclusive na Virologia Vegetal. Estas técnicas, juntamente com a bioinformática, atuam como excelentes ferramentas para detecção e caracterização de novos vírus e de todos os genomas virais presentes em determinadas amostras, sejam de diferentes espécies ou estirpes. O objetivo desse trabalho foi realizar estudo de viroma
de plantas de amendoim exibindo sintomas típicos de viroses, obtidas de áreas produtoras de 10
municípios do Estado de São Paulo por NGS. Os isolados virais foram mantidos por sucessivas passagens para plantas de amendoim por meio de enxertia, em casa de vegetação da Universidade de Brasília (UnB). Para a realização do NGS, as amostras foram semipurificadas objetivando um enriquecimento de partículas virais seguido de extração de RNA total e o sequenciamento, realizado pela Plataforma Illumina Miseq. A análise metagenômica permitiu a detecção do genoma completo do Peanut mottle virus - PeMoV (Potyvirus) e do Groundnut ringspot virus - GRSV (Tospovirus). Análises biológicas (plantas indicadoras), sorológicas (Dot-ELISA) e moleculares (RT-PCR) foram realizadas com intuito de caracterizar alguns isolados de GRSV de amendoim cuja sequência foi identificada por metagenômica. Análises moleculares do gene que codifica a proteína N, amplamente utilizado em trabalhos de taxonomia no gênero Tospovirus, foram também realizadas com os isolados selecionados A1, N1 e O1. Estes três isolados induziram reação sintomatológica em pelo menos uma das espécies indicadoras (Datura stramonium L.) utilizadas nesse trabalho e amplamente citada na literatura. Resultados positivos para estes isolados foram também confirmados por sorologia, evidenciando a presença de GRSV em municípios produtores de amendoim no Estado de São Paulo. Análises filogenéticas para os segmentos L, M e S de tospovírus revelaram que o isolado de GRSV de amendoim estudado neste trabalho agrupou-se com sequências de um isolado de GRSV de melancia (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) e um isolado recombinante de GRSV e Tomato chlorotic spot virus - TCSV, obtido de tomate (Solanum lycopersicum L.). Entretanto, com a análise filogenética feita
com a sequência da proteína N, ficou demonstrado que o presente isolado de amendoim se agrupou com sequências de isolados de GRSV previamente estudado no Brasil. Após análises filogenéticas para as proteínas de todos os segmentos de GRSV, acredita-se que as espécies de GRSV e TCSV compartilham o mesmo segmento M. Comparação das sequências da capa proteica de PeMoV, revelaram que o isolado brasileiro de amendoim relatado neste trabalho está mais relacionado filogeneticamente com um isolado obtido de soja (Glycine max L.), encontrado na Coréia do Sul, apresentando 98% de identidade. Este é o primeiro relato no Brasil e no Mundo das sequências do genoma completo de PeMoV e GRSV em amendoim, por meio do uso de NGS.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/6025 |
| Date | 29 February 2016 |
| Creators | REIS, Luciane de Nazaré Almeida dos |
| Contributors | RIBEIRO, Gilvan Pio, ANDRADE, Genira Pereira de, CARVALHO, Rita de Cássia Pereira |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, UFRPE, Brasil, Departamento de Agronomia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1343367238723626701, 600, 600, 600, -6800553879972229205, -6207026424523013504 |
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