The family Caulimoviridae comprises viruses with semicircular double-stranded DNA genomes encapsulated into isometric or bacilliform particles, being divided into eight genera. The genus Badnavirus is the most important due to its high number of species reported infecting cultivated plants worldwide. The present study aimed to evaluate the taxonomic/phylogenetic positioning and population genetic variability into the genus Badnavirus. Initially, a data set comprising badnavirus full-length genome sequences was obtained from the non-redundant GenBank database. Multiple nucleotide sequence alignments were obtained for the data sets: complete genome; ORF III; full (1020pb) and partial (579pb) RT/RNaseH. Pairwise sequence comparisons, phylogenetic and recombination analyses were performed for all data sets. A total of 127 isolates were obtained, representing 53 badnavirus species. Nucleotide pairwise comparisons for the data sets RT/RNaseH and ORF III showed that a number of distinct badnavirus species shared up to 82,5% of identity, higher than the 80% threshold currently used for species demarcation in the genus. Bayesian phylogenetic trees showed four well supported clusters, with clusters 1 and 3 being sister groups comprising predominantly isolates infecting sugarcane and banana. Non-tree-like evolution evidenced a complex pattern of recombination, and at least 23 independent events were detected with recombination breakpoints occurring predominantly in the ORF III and in the intergenic region. By the analysis of nucleotide diversity of the partial RT/RNaseH region in 12 badnavirus population, a high genetic variability was observed. These results showed that mutation and recombination are important evolutionary mechanisms acting on the diversification of badnaviruses, and that the partial RT/RNaseH sequence is sufficient to determine the taxonomic placement of most viral species described in this genus. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A família Caulimoviridae compreende fitovírus com genomas semicirculares de DNA de fita dupla encapsidados em partículas isométricas ou baciliformes, sendo dividida em oito gêneros. O gênero Badnavirus é o mais importante devido ao seu alto número de espécies relatadas infectando plantas cultivadas em todo o mundo. O presente estudo teve como objetivo avaliar a variabilidade genética de populações e o posicionamento taxonômico/filogenético de espécies de badnavírus. Inicialmente, sequências completas para o genoma das espécies de badnavírus foram obtidas a partir do banco de dados não-redundante GenBank. Alinhamentos múltiplos das sequências nucleotídicas foram obtidos para os seguintes conjuntos de dados: genoma completo, ORFIII, RT/RNaseH completa (1020nt) e parcial (579nt). Comparações pareadas de sequências, análises filogenéticas, de recombinação e variabilidade genética foram realizadas para os conjuntos de dados. Um total de 127 isolados foram obtidos, representando 53 espécies de badnavírus. As comparações de sequências de nucleotídeos para o conjunto de dados RT/RnaseH (completa e parcial) mostraram que algumas espécies de badnavírus relatadas como distintas apresentam entre 57,1-82,5% de identidade, superior ao limite de 80,0% atualmente utilizado para a demarcação de espécies em Badnavirus. Resultados similares foram observados para os dados da ORFIII e genoma completo, reforçando que sequências parciais do domínio RT/RNaseH são suficiente para determinar o posicionamento taxonômico da maioria das espécies descritas neste gênero. Quatro grupos (clusters 1-4) bem suportados foram observados nas árvores filogenéticas para genoma completo e ORFIII, com os cluster 1 e 3 formando grupos irmãos compreendendo espécies/isolados infectando predominantemente cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e banana (Musa spp.). Análise de evolução em rede evidenciou alguns possíveis eventos de recombinação afetando a diversificação de espécies de badnavírus, com pelo menos 23 eventos independentes sendo detectados com pontos de recombinação ocorrendo predominantemente na ORFIII e região intergênica. Finalmente, altos índices de diversidade nucleotídica foram observados para a região RT/RnaseH parcial em populações de 12 espécies distintas de badnavírus. Estes resultados mostram que mutação e recombinação são mecanismos importantes atuando na evolução dos badnavírus.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/3282 |
| Date | 08 February 2018 |
| Creators | Ferreira, Caio Henrique Loureiro de Hollanda |
| Contributors | Silva, Sarah Jacqueline Cavalcanti da, http://lattes.cnpq.br/7934791922014196, Ramos Sobrinho, Roberto, http://lattes.cnpq.br/2419464973930579, Duarte, Adriana Guimarães, http://lattes.cnpq.br/9192597856988024, Lima, Gaus Silvestre de Andrade, http://lattes.cnpq.br/8851828663496808 |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Agronomia: Produção Vegetal, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/3282/2/license.txt, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/3282/1/Diversification+into+the+genus+Badnavirus_+phylogeny+and+population+genetic+variability.pdf |
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