Development of VIGS vectors derived from broad-host range geminiviruses to induce post-trascriptional gene silencing in plants.

Abstract

"Los geminivirus pertenecientes al género Curtovirus son transmitidos por la chicharrita del betabel (Circulifer tenellus) e infectan a un amplio rango de plantas dicotiledóneas. Se presenta en este estudio la generación de dos clonas infectivas derivadas de una nueva cepa del curtovirus Beet mild curly top virus, (BMCTV-[Mexico]) y de la nueva especie Pepper curly top virus, (PepCTV-[Nuevo Mexico]). Se demostró que el virus BMCTV-[Mexico] infecta a un amplio rango de hospederos al inocularlo, mediante bombardeo con micro-partículas y transmisión mecánica, en plántulas de Nicotiana benthamiana, Aradidopsis thaliana (Col-0), Solanum habrochaites, Capsicum annuum (cv. Serrano), Cucurbita pepo (cv. Grey Zucchini), y Phaseolus vulgaris (cv. Pinto Villa). Después de la infección con este curtovirus se observó remisión de síntomas solamente en plantas de S. habrochaites y P. vulgaris. El vector pPepCTV-[NM]1.4 se inoculó mediante transmisión mecánica en plantas de Capsicum annuum (cv. Serrano) e indujo síntomas de enrollamiento leve de las hojas y clorosis intervenal. Debido a que los sistemas de inducción de silenciamientos génico (VIGS) más confiables están basados en geminivirus, realizamos la construcción de los vectores de silenciamiento pBMCTV-SiV y pPepCTV-SiV. Se amplificaron fragmentos de los genes SU, PDS, y PCNA de N. benthamiana y del gen PDS de C. pepo, para insertarlos posteriormente en estos vectores y demostrar su funcionalidad. Considerando el amplio rango de hospederos de los curtovirus, y que los vectores pBMCTV-SiV y pPepCTV-SiV poseen un sitio múltiple de clonación para inserción de genes blanco, los vectores serán una herramienta molecular valiosa para estudios de genómica funcional y aplicada."

"Geminiviruses in the genus Curtovirus are vectored by the beet leafhopper (Circulifer tenellus) and infect a wide range of dicotyledonous plants. The generation of two multimeric infectious clones derived from a new strain of the curtovirus Beet mild curly top virus, (BMCTV-[Mexico]) and from the new curtovirus species Pepper curly top virus, (PepCTV-[Nuevo Mexico], are presented. We demonstrated that BMCTV-[Mexico] infects a wide range of host plants, by either inoculating it by micro-particle bombardment or mechanical transmission into Nicotiana benthamiana, Aradidopsis thaliana (Col-0), Solanum habrochaites, Capsicum annuum (cv. Serrano), Cucurbita pepo (cv. Grey Zucchini), and Phaseolus vulgaris (cv. Pinto Villa) seedlings. Symptoms recovery was observed only in S. habrochaites and P. vulgaris plants, this is the second report of plants displaying recovery after infection with curtoviruses. The pPepCTV-[NM]1.4 was inoculated by mechanical transmission into Capsicum annuum (cv. Serrano) plants and induced mild leaf curling and interveinal chlorosis symptoms. Because geminiviruses have been used as reliable virus-induced gene silencing (VIGS) vectors, we carried out the construction of the pBMCTV-SiV and pPepCTV-SiV silencing vectors. We amplified fragments of the VIGS reporter genes SU, PDS, and PCNA from N. benthamiana, and the PDS from C. pepo, which may be inserted on the generated silencing vectors to further assess their functionality. Considering the curtoviruses broad host range, and that the vectors possess a multiple cloning site for insertion of target genes, these vectors may be valuable molecular tools for functional and applied genomics."