Caracterización de nuevas especies y cepas de geminivirus por un método molecular que optimiza la detección de infecciones mixtas.

Abstract

"Los geminivirus son patógenos de plantas que causan graves daños a la agricultura en todas las regiones tropicales y subtropicales del planeta. Poseen un genoma constituido por una o dos moléculas circulares de ADN de cadena sencilla, y son transmitidos a las plantas por insectos homópteros. La familia Geminiviridae se divide en cuatro subgrupos entre los que destaca el género Begomovirus por la extraordinaria diversidad de sus miembros, su amplia distribución geográfica y su gran importancia económica. Estos virus son transmitidos por la mosquita blanca (Bemisia tabaci) y sus genomas suelen tener dos componentes, el DNA-A y el DNA-B. Debido a la enorme importancia de los begomovirus como agentes causales de enfermedades agrícolas severas, se han desarrollado diversos métodos moleculares para el diagnóstico e identificación precisa de los mismos, que se basan en la amplificación por PCR o por RCA (“rolling-circle amplification”) de segmentos del DNA viral presente en los tejidos vegetales infectados. En nuestro laboratorio se ha desarrollado un método basado en la técnica de PCR que emplea una combinación de iniciadores “universales” y “específicos de linaje”, el cual es extremadamente efectivo para detectar infecciones múltiples por begomovirus, y para caracterizar el genoma completo de los virus que coexisten en las plantas infectadas. En el trabajo que es el antecedente inmediato del presente proyecto (Mauricio-Castillo, tesis de Maestría, 2006) iniciamos la caracterización molecular de varias nuevas especies y cepas (“strains”) de begomovirus, las cuales fueron aisladas de plantas con infecciones mixtas colectadas en los estados de San Luis Potosí, Sinaloa, Morelos y Guerrero. En la primer parte de este estudio concluimos la caracterización molecular de todos esos begomovirus, y realizamos la caracterización biológica completa de una nueva especie, Rhynchosia mosaic Sinaloa virus, que posee un módulo de replicación muy peculiar y de gran interés desde el punto de vista evolutivo. También llevamos a cabo un amplio escrutinio de los begomovirus presentes en el estado de San Luis Potosí, en el que encontramos cinco especies, dos de las cuales, Pepper huasteco yellow vein virus (PHYVV) y Pepper golden mosaic virus (PepGMV) fueron predominantes en las áreas agrícolas de todo el Estado, generalmente co-infectando las plantas examinadas."

"The geminiviruses are plant pathogens that have emerged as major threats to food and fiber crop production throughout the world. These viruses have a circular, single-stranded DNA (ssDNA) genome, and are transmitted by insects of the Order Homoptera. Geminiviruses are classified into four genera, based on their genome organization, plant host range, and insect vector. Members of the most diversified genus, Begomovirus, are transmitted by the whitefly Bemisia tabaci, infect a wide range of dicotyledonous plant species, and generally have bipartite genomes, composed by two ssDNA molecules named DNA-A and DNA-B. Because of the enormous economic importance of the begomoviruses, a number of molecular methods for their precise identification have been developed in the last years, most of them based on the amplification, by either PCR or RCA, of segments of viral DNA contained in the plant tissues. Recently a new molecular method have been developed in our laboratory which is very efficient to detect begomovirus mixed infections and makes feasible the isolation and molecular characterization of all the genomic components of viruses co-existing in the tissues.from doubly infected plants. In a early work we made a preliminary characterization of several new species and strains of begomoviruses isolated from plants coinfected with two o more viruses, which were collected in several states of Mexico: San Luis Potosi, Sinaloa, Morelos and Guerrero (Mauricio-Castillo, 2006). In the first part of this research we completed the molecular characterization of all those begomoviruses; in addition, we carried out the biological characterization of one of them, namely, Rhynchosia mosaic Sinaloa virus (RhMSinV), a new begomovirus species displaying an atypical replication module that is very interesting from the evolutionary viewpoint. We also carried out an extensive scrutiny of agricultural lands in the San Luis Potosi state looking for begomoviruses in order to assess their regional diversity. Five species were found, two of them being the predominant viruses in all the SLP state, namely, Pepper huasteco yellow vein virus (PHYVV) and Pepper golden mosaic virus (PepGMV), which were frequently found co-infecting pepper, tomato, and tomatillo (Physalis ixocarpa) plants."