Caracterización molecular del Potato virus V (PVV) infectando Solanum phureja mediante secuenciación de nueva generación

Abstract

RESUMENLas enfermedades virales son uno de los problemas más limitantes para la producción de papa en el mundo. Uno de los materiales de papa más susceptibles a los virus corresponde a Solanum phureja; sin embargo, en Colombia son pocos los estudios adelantados sobre los agentes causales que lo afectan. En este trabajo se realizó una caracterización molecular del Potato virus V (PVV) infectando plantas de S. phureja en Antioquia, utilizando métodos de secuenciación de nueva generación (NGS), pruebas de DAS-ELISA, RT-PCR en tiempo real (RT-qPCR) y RT-PCR convencional. Los resultados indican la ocurrencia de niveles muy variables de incidencia del virus entre lotes de cultivo (6,7 % a 86 %). El PVV tiene un genoma de 9828 nt que codifica para una poliproteína de 3066 aa y presenta dos variantes principales (Var_A y Var_B) en proporciones de 72 y 28 %. Estas variantes comparten altos niveles de identidad genética (99,7 % en todo el genoma) entre ellas y con respecto a la cepa PVV-Phureja reportada en Colombia, pero no con otras cepas del mundo (82-83 %). Con base en dichos genomas, se diseñaron y evaluaron en muestras foliares de S. phureja, dos pares de cebadores para la detección del virus en pruebas de RT-PCR (459 pb) y RT-qPCR (89 pb, Ct=12,08-21,86 y Tm= 78,7°C-80,2 °C), confirmándose la presencia de este virus en tejidos sintomáticos y asintomáticos de papa criolla. La ocurrencia generalizada de PVV en los cultivos de S. phureja indica la necesidad de incorporar en los programas de certificación de tubérculos-semilla de S. phureja en Colombia el diagnóstico de este virus.Palabras clave: DAS-ELISA, NGS, papa, Potyvirus, RT-qPCR. ABSTRACTViral diseases are one of the most limiting problems in the production of potato worldwide. Solanum phureja constitutes one of the most susceptible materials to viral diseases in Colombia; however, there are few studies on viruses infecting this crop. In the current study, we performed a molecular characterization of Potato virus V (PVV) that infects S. phureja, using different potato plots located in the province of Antioquia, using Next-Generation Sequencing (NGS), DAS-ELISA, real time RT-PCR (RT-qPCR) and RT-PCR. Results revealed variable levels of incidence among plots (6.7 %-86 %) and the presence of two slightly different variants (Var_A and Var_B) present in approximately 72 %:28 % ratio. These PVV strains have a genome of 9828 nt codifying for a polyprotein of 3066 aa and share high nucleotide sequence identity (99,7 % in their complete genome) with respect to PVV-Phureja, recently described in Colombia, but are very divergent with respect to currently available PVV genomes (82-83 %). The genome information was used to design two sets of primers, useful in the specific detection of this virus in S. phureja leaf samples through RT-PCR (459 bp) and RTqPCR (89 bp,. This study underscores the importance of including diagnostics of PVV in S. phureja tuber-seed certification programs in Colombia.

Identificación molecular de Potyvirus infectando cultivos de papa en el oriente de Antioquia (Colombia)

“…Este resultado, representa un hallazgo fundamental para recomendar ajustes en los programas de certificación de tubérculo-semilla en Colombia, pues hasta el momento la normatividad del Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) en su Resolución 3168 de 2015, no incluye la infección del virus PVV como un aspecto fitosanitario a ser tenido en cuenta en el esquema de certificación de S. phureja. Este reporte de PVV en papa criolla, confirma los resultados de trabajos recientes realizados en Colombia (Gutiérrez et al, 2014;Álvarez et al, 2016), en donde se había detectado recurrentemente a este potyvirus en dicho hospedante e incluso, la secuenciación completa de su genoma llevó a plantear la ocurrencia de un linaje filogenético (PVV Phu ) hasta ahora sólo detectado en Colombia (Álvarez et al, 2016). De gran interés resultará evaluar en el futuro si la papa criolla es el único hospedante de esta variante y sí su presencia se extiende a otras regiones cultivadoras de Colombia y otros países andinos.…”

“…; así como también la detección temprana de focos de infección viral en los cultivos, el manejo técnico de las poblaciones de áfidos y el control de plantas voluntarias y arvenses que sirven de reservorios de estos virus entre períodos de siembra. El empleo de estas medidas deberá apoyarse en la utilización de pruebas moleculares de detección asintomática de virus, altamente sensibles y específicas como la RT-PCR convencional y en tiempo real (Medina et al, 2015;Álvarez et al, 2016), y ser complementadas con evaluaciones de las cepas prevalentes en cada región, utilizando cebadores específicos, como los validados en el presente estudio. De esta forma, será posible predecir y tomar acciones preventivas, con base en la(s) cepa(s) de PVY prevalente(s) en cada región, pues su presencia afecta diferentes aspectos fitopatológicos como por ejemplo la sintomatología en campo, el potencial de pérdidas económicas o la afectación en la calidad de los tubérculos.…”

“…A pesar del avance evidente que se ha logrado sobre el conocimiento de la variabilidad intraespecífica de PVY, es predecible la existencia de otros genotipos no caracterizados hasta el momento, tal como lo demuestran los reportes de la variante no recombinante PVY NA-N y de la cepa recombinante PVY NE-11 (Lorenzen et al, 2008;Singh et al, 2008), que aparentemente se deriva de PVY N y de otro parental desconocido diferente a PVY O (Karasev y Gray, 2013). En el caso de PVV, este virus fue inicialmente considerado como una variante de PVY; sin embargo, análisis serológicos y filogenéticos confirmaron su identidad como una especie diferente (Oruetxebarria et al, 2000;Spetz et al, 2003;Álvarez et al, 2016). PVV causa mosaicos suaves y disminución del tamaño de la lámina foliar en papa; aunque sobre algunas variedades puede inducir mosaicos severos y manchas necróticas en hojas bajeras (Jones y Fuller, 1984;Álvarez et al, 2016).…”

“…En el caso de PVV, este virus fue inicialmente considerado como una variante de PVY; sin embargo, análisis serológicos y filogenéticos confirmaron su identidad como una especie diferente (Oruetxebarria et al, 2000;Spetz et al, 2003;Álvarez et al, 2016). PVV causa mosaicos suaves y disminución del tamaño de la lámina foliar en papa; aunque sobre algunas variedades puede inducir mosaicos severos y manchas necróticas en hojas bajeras (Jones y Fuller, 1984;Álvarez et al, 2016). Es transmitido por semilla vegetativa (tubérculos) y por áfidos como M. persicae y Brachycaudus helichrysi .…”

“…PVV sólo se ha detectado sobre plantas de papa criolla (S. phureja) con síntomas de mosaicos (Gutiérrez et al, 2014;Gutiérrez et al, 2016;Álvarez et al, 2016); y se ha registrado sobre variedades de S. tuberosum en otros sitios como Perú (Spetz et al, 2003), Costa Rica (Vásquez et al, 2006), Estados Unidos (Shiel et al, 2004), Europa (Oruetxebarria et al, 2000;Mortensen et al, 2010) e Irán (Shamsadden-Saeed et al, 2014).…”