"Viroma de ssDNA e agentes subvirais de Plantas Medicinais (PM) e Plantas Alimentícias Não-Convencionais (PANCs)"
Geminiviridae, Begomovirus, Alimentícias
As PANCs são espécies de plantas não convencionais utilizadas na alimentação, sendo muito importantes para a culinária de comunidades tradicionais do Brasil, tanto economicamente quanto culturalmente. Diversas dessas plantas são empregadas para fins medicinais, nutricionais e terapêuticos que complementam o tratamento de doenças humanas. O estudo de agentes patogênicos (incluindo vírus) afetando as PANCs tem sido frequentemente negligenciado. De fato, algumas PANCs podem ter a qualidade e produtividade severamente afetadas por doenças semelhantes as induzidas por vírus. No entanto, a caracterização de vírus tem sido negligenciada em uma ampla gama de PANCs. Além disso, há pouca informação disponível sobre o papel das PANCs como hospedeiros virais alternativos. Uma falta geral de informação ocorre nos grupos de vírus de DNA fita simples (ssDNA) classificados na família Geminiviridae. A tecnologia de High Throughput Sequencing (HTS) tem proporcionado a descoberta de novos vírus em diversas hospedeiras. Neste contexto, o principal objetivo do presente trabalho foi realizar o levantamento de vírus ssDNA e agentes subvirais em PANCs e plantas medicinais usando HTS. Para isso, 142 amostras foliares, incluindo 91 amostras de PANCs de 21 famílias botânicas e 50 amostras de plantas medicinais de 13 famílias botânicas (além de uma amostra de planta ornamental) exibindo sintomas de clorose apical, mosaico dourado e manchas cloróticas foram coletadas. A distribuição de amostras por região brasileira foi a seguinte: PANC - Norte (3), Nordeste (5), Sul (3), Centro-Oeste (44), Sudeste (35) do Brasil, e Uruguai (1); Plantas medicinais - Norte (14), Nordeste (3), Sul (3), Centro-Oeste (27), Sudeste (2) do Brasil e Cuba (1) e a amostra de planta ornamental foi coletada no Centro-Oeste. As coletas foram realizadas entre 2002 e 2022. O DNA total foi extraído e usado como molde para Amplificação em Círculo Rolante (RCA). Os ensaios de PCR foram conduzidos usando primers degenerados para DNA-A (PAR1c496 e PAL1v1978) e para DNA-B (PBL e CRC). Os produtos obtidos na RCA das 142 amostras foram reunidos em pools e sequenciados usando a plataforma Illumina NovaSeq 6000. Um total de 13,96 milhões de leituras foi obtido. Essas leituras foram usadas para montar contigs no CLC Genomics Workbench 11. Dos 86.818 contigs obtidos, 95 deram hit com vírus, utilizando o RefSeqViral (15.02.2023), e, após análises detalhadas, 47 deles não se mostraram relevantes para este estudo. Dos 48 contigs restantes, 19 são de DNA-B, e 23 apresentaram identidades com begomovírus (DNA-A), badnavírus (01), gemycircularvírus (02) e clecrusatélite (03). A análise das sequências de contigs resultantes do sequenciamento de alto desempenho revelou dentre os 23 contigs de DNA-A (begomovírus,) a presença de treze contigs (relacionados a cinco virus distintos) que atendem aos critérios de demarcação de espécies para o gênero Begomovirus, confirmando sua correspondência com isolados das seguintes espécies já conhecidas: 1. Contig 5: 92% de identidade com Begomovirus nicotianavariati (=Tobacco mottle leaf curl virus, acesso NC_038893.1), 2. Contig 5513: 95% de identidade com Begomovirus costai (=Bean golden mosaic virus, acesso KJ939847); 3. Contig 1801: (similaridade variando de 98 a 100 % com os contigs C13935, C1, C2, C3, C2209, C1872, C10035, C3042 e acima de 94% de identidade com Begomovirus euphorbiamusiviflavi (Euphorbia yellow mosaic virus, acesso KY559435); 4. Contig 138: 97% de identidade com Begomovirus solanumpallidivariati (=Tomato chlorotic mottle virus, acesso MT733804.1) e 5. Contig 275: 93% de identidade com Begomovirus solanumseverugosi (=Tomato severe rugose virus, acesso MW596571.1). Primers específicos da primoteca do Laboratório de Virologia Vegetal-Fitopatologia na Universidade de Brasília foram utilizados para detecção dos vírus nas amostras individuais. Begomovirus costai foi detectado em Euphorbia heterophylla (GO-630, proveniente de Luziânia, 2020) correspondendo ao primeiro relato deste vírus nesta hospedeira. Begomovirus euphorbiamusiviflavi, B. solanumpallidivariati e B. solanumseverugosi foram detectados em várias amostras do pool e, portanto, reações futuras serão realizadas para detecção dos vírus nas Universidade de Brasília Instituto de Ciências Biológicas - Secretarias de Pós-Graduação amostras individuais. Para identificação de isolados de B. nicotianavariati primers específicos serão utilizados. Outros nove contigs (C15, C162, C317, C143, C215, C139, C844, C141 e C229) apresentam uma identidade nucleotídica inferior a 91% com sequências de begomovírus disponíveis no banco de dados, sendo, portanto, consistente com o critério taxonômico atual para a definição de novas espécies dentro do gênero Begomovirus. Após alinhamento entre os nove contigs constatou-se tratar de sete novas espécies para o gênero Begomovirus. Estes vírus encontram-se em fase de caracterização molecular incluindo análises de cognato com DNA-B, bem como desenho e primers e futura validação nas amostras individuais. O contig 4862 relacionado a badnavírus, apresentou identidade de 99% com Bougainvillea chlorotic vein banding virus, MK473389.1. Três contigs (C7367, C1555 e C85) relacionados entre sim e classificados no gênero Clecrusatellite apresentaram identidade variando de 90- 94% com Euphorbia yellow mosaic alphasatellite, KY559642.1. Dois contigs (C6 e C24) classificados no gênero Gemycircularvirus apresentaram identidade de 82% e 93% com Red panda feces-associated Gemycircularvirus e Momordica charantia associated Gemycircularvirus, (MZ556167.1 e NC_075310.1), respectivamente. Na etapa de detecção nas amostras individuais foi possível detectar Euphorbia yellow mosaic alphasatellites (Clecrusatellite) e Momordica charantia associated gemycircularvirus (Gemycircularvirus) em várias amostras do pool e, portanto, reações futuras serão realizadas para detecção dos vírus nas amostras individuais. Primer específico para Bougainvillea chlorotic vein banding virus será desenhado e sintetizado futuramente. Barcoding para as hospedeiras será realizado usando primers para ITS, maturase k (mat-K) e ribulose 1,5 bifosfato (rbcl). A diversidade viral encontrada neste pool, principalmente com sete prováveis espécies novas ilustra o potencial como hospedeira e fonte de inóculo das plantas aqui estudadas bem como o potencial de variabilidade genética de vírus de ssDNA e a relevância do HTS como ferramenta de análise viral.