Caracterización de nuevos begomovirus de un linaje que evolucionó por recombinación con un geminivirus de origen desconocido

Abstract

"Los begomovirus (BGVs) son patógenos de plantas dicotiledóneas transmitidos por una sola especie de mosquita blanca, Bemisia tabaci, una plaga agrícola cosmopolita. Estos virus evolucionaron en Asia, de donde se diseminaron a otras regiones del mundo, incluyendo el continente americano, al que arribaron durante el Oligoceno según los estimados paleovirológicos. Los BGVs se dispersaron subsecuentemente por todo el continente, y este proceso de radiación evolutiva dió origen a diferentes linajes secundarios. Uno de éstos, denominado el “clado del Squash leaf curl virus (SLCV)” incluye a virus que codifican una proteína iniciadora de la replicación (Rep) cuyo dominio N-terminal difiere de sus homólogos en otros BGVs, además de exhibir en el origen de replicación viral un arreglo único de sitios de unión para Rep (“iterones”). Con el propósito de explorar la diversidad del clado del SLCV en México, y obtener pistas para comprender su evolución, llevamos a cabo una búsqueda sistemática de nuevos miembros de esa estirpe viral en plantas silvestres de la Península de Yucatán y otras regiones de México. En este trabajo describimos cuatro nuevas especies del linaje del SLCV, una de las cuales, Jacquemontia leaf distortion Yucatan virus (JacLDYV) es basal al clado, mientras que otra, denominada Vigna yellow mosaic virus (ViYMV), exhibe determinantes de especificidad replicativa en cis y en trans que difieren del resto de los miembros de su linaje. Un análisis comparado de las secuencias codificantes y reguladoras del componente genómico A de los miembros del clado del SLCV y el resto de los BGVs conocidos, reveló que un segmento de ~700 nt, que abarca la región del origen de replicación, el gen AC4 completo y los primeros 160 codones del gen AC1/rep, difiere significativamente de la sección genómica equivalente de otros begomovirus. La extensión del análisis comparado a todos los geminivirus descritos al presente reveló la existencia de dos especies de otro género (Curtovirus) que poseen un segmento genómico similar al de los miembros del linaje SLCV. Esta observación sugiere la posibilidad de que el ancestro de ese linaje haya surgido de un evento de recombinación entre un curtovirus y un begomovirus. Esta inferencia no fue respaldada por los datos de un análisis más minucioso. La conclusión de nuestro estudio es que el ancestro del linaje del SLCV fue un recombinante derivado de un primitivo BGV del Nuevo Mundo, y un geminivirus de una estirpe desconocida."

"The begomoviruses (BGVs) are highly diversified plant pathogens transmitted by the whitefly Bemisia tabaci, a worldwide distributed pest. The BGVs evolved in the Old World and subsequently spread into the Americas engendering several secondary lineages; one of which, named after the Squash leaf curl virus (SLCV), includes viral species exhibiting a distinctive arrangement of cis-acting elements in the replication origin (Ori) region. To further explore the diversity of the SLCV clade and better understand its evolution, we searched for additional members in a variety of wild plants, and looked for molecular features distinguishing to members of this lineage from other New World BGVs. Here we described four novel species of the SLCV clade; one of them (i.e., Jacquemontia leaf distortion Yucatan virus) is the most divergent member exhibiting all the lineage distinctive features, whereas a second one (Vigna yellow mosaic virus) displayed potential replication specificity determinants that are unique among the BGVs. A systematic comparative analysis of both coding and non-coding sequences of the SLCV clade members revealed that a ~700 bp long genomic segment encompassing the Ori region, the entire AC4 gene, and the first 160 codons of the AC1/rep gene, greatly differ from the equivalent genome segment of all other described BGVs. The extension of the analysis to encompass all geminiviruses revealed two curtoviruses displaying a genomic segment similar to that of the SLCV clade. A thorough comparative analysis conclusively demonstrated that the ancestor of the latter lineage was not a recombinant derived from a curtovirus and a begomovirus. Thus, we concluded that the common ancestor of the SLCV clade was a recombinant between an ancient New World BGV and a geminivirus from a hitherto unknown lineage indigenous to the Americas."