Variabilidade genética do cowpea severe mosaic virus (cpsmv) e cowpea aphid-borne mosaic virus (cabmv) no Brasil

Abstract

O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma importante leguminosa para o Nordeste brasileiro e tem sido tradicionalmente cultivada por pequenos agricultores. Doenças virais são consideradas um dos principais fatores limitantes da produtividade do caupi nesta região. A doença do mosaico severo do caupi é causada pelo Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), subfamília Comovirinae, gênero Comovirus, juntamente com o Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV), família Potyviridae, gênero Potyvirus, são consideradas as viroses mais prevalentes da cultura e responsáveis por grandes perdas na produção. O objetivo do presente trabalho foi estudar a variabilidade genética do CPSMV e CABMV obtidos em diferentes municípios do Nordeste brasileiro. Essa informação é crucial para o desenvolvimento de plantas resistentes a essas viroses tanto por métodos convencionais quanto moleculares de melhoramento. Isso é ainda mais crítico para o desenvolvimento de estratégias baseadas em RNA inteferente (RNAi). Plantas com sintomas de infecção pelo CPSMV e CABMV nos estados do Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Distrito Federal, Sergipe e Bahia foram coletadas, e os isolados foram identificados por Dot-blot e RT- PCR. Foram amplificados fragmentos de 2200 pb, (correspondendo a região da Helicase (Hel), Proteína ligada ao genoma viral (VPg), Picornain 3C- protease (Pro) e RNA polimerase) e 997 pb (correspondendo a região da proteína Inclusão Cilíndrica (CI) e da proteína 6K2) dos vírus CPSMV e CABMV por RT-PCR, respectivamente. Alguns fragmentos foram clonados e outros sequenciados diretamente do produto de PCR em ambas as orientações. As sequências obtidas a partir de diferentes isolados foram comparadas com sequências disponíveis no GenBank. Os alinhamentos das sequências foram obtidos usando o programa Clustal W, e uma árvore filogenética foi criado usando o software MEGA 5.1. A análise revelou baixa variabilidade entre isolados de CPSMV, variando entre 98 e 100% para sequências de nucleótidos e 96-100% para a sequência de aminoácidos deduzida. Entre os CABMV isolado, a variabilidade foi maior, variando 84-99% entre as sequências de nucleótidos 91 a 99% das sequências de aminoácidos. Este estudo fornece informações que serão a base para o desenvolvimento de estratégias para a produção de linhagens de caupi resistentes a estes vírus por RNA interferente. Os dados indicam a possibilidade de obtenção de resistência durável e aplicável ao caupi nas principais áreas produtoras no Brasil. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Cowpea (Vigna unguiculata) is an important plant crop in Northeast Brazil being traditionally cultivated by small farmers. Virus diseases are considered to be the main factor limiting cowpea yield in the region. The severe mosaic disease caused by the Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), subfamily Comovirinae, genus Comovirus, seems to be one of the most prevalent diseases leading to high yield losses in this crop. The Cowpea aphid borne mosaic virus (CABMV) belongs to the genus Potyvirus in the Potyviridae family, and infects cowpea worldwide. In the northeastern region of Brazil, both viruses can be found in cowpea planted areas. The aim of the present study was to access the degree of homology among regions amplified of different isolates of CPSMV and CABMV, respectively; obtained in different northeastern regions in Brazil, and to compare it to isolates throughout the world. Plants with CPSMV and CABMV symptoms from the states of Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Paraiba, Pernambuco, Alagoas, Sergipe, Bahia and Distrito Federal were collected, and the isolates were identified by RT-PCR analysis. Total RNA was extracted from infected tissue and afterwards used for synthesis of cDNA fragments by RT-PCR. The synthetized primers were able to amplify fragments of 2200 and 997 bp of the CPSMV and CABMV virus, respectively. Amplification products were directly cloned into the pGEMT-Easy plasmid vector (Promega), according to the manufacturer’s instructions. Cloned fragments were sequenced in both orientations. Deduced amino acid sequences of the virus were compared to sequences available from GenBank. Multiple sequence alignments were obtained with Clustal W. Phylogenetic trees using the MEGA version 5.1 software package and the neighbour-joining method with Poisson correction. Tree branches were bootstrapped with 1000 permutations. CPSMV and CABMV diseases remain as limiting factors in this crop in Brazil, and breeding programs, either by conventional or engineered approaches, should be targeted at establishing resistance of cowpeas to CPSMV and CABMV.