Molecular-assisted selection for resistance to cassava mosaic disease in Manihot esculenta Crantz

The geminivirus complex known as cassava mosaic disease (CMD) is one of the most devastating viruses for cassava (Manihot esculenta Crantz). The aim of this study was to use molecular-assisted selection (MAS) to identify CMD-resistant accessions and ascertain promising crosses with elite Brazilian varieties. One thousand two hundred twenty-four accessions were genotyped using five molecular markers (NS169, NS158, SSRY028, SSRY040 and RME1) that were associated with resistance to CMD, along with 402 SNPs (single-nucleotide polymorphism). The promising crosses were identified using a discriminant analysis of main component (DAPC), and the matrix of genomic relationship was estimated with SNP markers. The CMD1 gene, previously described in M. glaziovii, was not found in M. esculenta. In contrast, the CMD2 gene was found in 5, 4 and 5 % of cassava accessions, with flanking markers NS169+RME1, NS158+RME1 and SSRY28+RME1, respectively. Only seven accessions presented all markers linked to the CMD resistance. The DAPC of the seven accessions along with 17 elite cassava varieties led to the formation of three divergent clusters. Potential sources of resistance to CMD were divided into two groups, while the elite varieties were distributed into three groups. The low estimates of the genomic relationship (ranging from -0.167 to 0.681 with an average of 0.076) contributed to the success in identifying contrasting genotypes. The use of MAS in countries where CMD is a quarantine disease constitutes a successful strategy not only for identifying the resistant accessions but also for determining the promising crosses.

Molecular-assisted selection for resistance to cassava mosaic disease in Manihot esculenta Crantz

The geminivirus complex known as cassava mosaic disease (CMD) is one of the most devastating viruses for cassava (Manihot esculenta Crantz). The aim of this study was to use molecular-assisted selection (MAS) to identify CMD-resistant accessions and ascertain promising crosses with elite Brazilian varieties. One thousand two hundred twenty-four accessions were genotyped using five molecular markers (NS169, NS158, SSRY028, SSRY040 and RME1) that were associated with resistance to CMD, along with 402 SNPs (single-nucleotide polymorphism). The promising crosses were identified using a discriminant analysis of main component (DAPC), and the matrix of genomic relationship was estimated with SNP markers. The CMD1 gene, previously described in M. glaziovii, was not found in M. esculenta. In contrast, the CMD2 gene was found in 5, 4 and 5 % of cassava accessions, with flanking markers NS169+RME1, NS158+RME1 and SSRY28+RME1, respectively. Only seven accessions presented all markers linked to the CMD resistance. The DAPC of the seven accessions along with 17 elite cassava varieties led to the formation of three divergent clusters. Potential sources of resistance to CMD were divided into two groups, while the elite varieties were distributed into three groups. The low estimates of the genomic relationship (ranging from -0.167 to 0.681 with an average of 0.076) contributed to the success in identifying contrasting genotypes. The use of MAS in countries where CMD is a quarantine disease constitutes a successful strategy not only for identifying the resistant accessions but also for determining the promising crosses.(AU)

Tomato yellow vein streak virus: relationship with Bemisia tabaci biotype B and host range

The Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV) is a putative species of begomovirus, which was prevalent on tomato crops in São Paulo State, Brazil, until 2005. The objectives of this study were to evaluate the interaction between ToYVSV and its vector Bemisia tabaci biotype B and to identify alternative hosts for the virus. The minimum acquisition and inoculation access periods of ToYVSV by B. tabaci were 30 min and 10 min, respectively. Seventy five percent of tomato-test plants were infected when the acquisition and inoculation access periods were 24 h. The latent period of the virus in the insect was 16 h. The ToYVSV was retained by B. tabaci until 20 days after acquisition. First generation of adult whiteflies obtained from viruliferous females were virus free as shown by PCR analysis and did not transmit the virus to tomato plants. Out of 34 species of test-plants inoculated with ToYVSV only Capsicum annuum, Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Datura stramonium, Gomphrena globosa, Nicotiana clevelandii and N. tabacum cv. TNN were susceptible to infection. B. tabaci biotype B was able to acquire the virus from all these susceptible species, transmitting it to tomato plants.

O Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV) é uma espécie putativa de begomovirus que infecta o tomateiro (Solanum lycopersicon) em diversas regiões do Brasil onde se cultiva essa solanácea, sendo a espécie prevalente no estado de São Paulo até 2005. Estudou-se a interação do ToYVSV com a Bemisia tabaci biótipo B e identificaram-se hospedeiras alternativas deste vírus. Os períodos de acesso mínimo de aquisição (PAA) e de inoculação (PAI) foram de 30 min e 10 min, respectivamente. A porcentagem de plantas infectadas chegou até cerca de 75% após um PAA e PAI de 24 h. O período de latência do vírus no vetor foi de 16 horas. O ToYVSV foi retido pela B. tabaci até 20 dias após a aquisição do vírus. Não foi detectada transmissão do vírus para progênie da B. tabaci biótipo B oriundas de insetos virulíferos. De 34 espécies de plantas testadas como hospedeiras somente Capsicum annuum, Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Datura stramonium, Gomphrena globosa, Nicotiana clevelandii e N. tabacum cv. TNN foram suscetíveis à infecção com o ToYVSV, por meio de inoculação com a B. tabaci. As espécies susceptíveis ao ToYVSV serviram de fonte de inóculo para a transmissão do vírus para tomateiros por meio de B. tabaci biótipo B.

Tomato yellow vein streak virus: relationship with Bemisia tabaci biotype B and host range

The Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV) is a putative species of begomovirus, which was prevalent on tomato crops in São Paulo State, Brazil, until 2005. The objectives of this study were to evaluate the interaction between ToYVSV and its vector Bemisia tabaci biotype B and to identify alternative hosts for the virus. The minimum acquisition and inoculation access periods of ToYVSV by B. tabaci were 30 min and 10 min, respectively. Seventy five percent of tomato-test plants were infected when the acquisition and inoculation access periods were 24 h. The latent period of the virus in the insect was 16 h. The ToYVSV was retained by B. tabaci until 20 days after acquisition. First generation of adult whiteflies obtained from viruliferous females were virus free as shown by PCR analysis and did not transmit the virus to tomato plants. Out of 34 species of test-plants inoculated with ToYVSV only Capsicum annuum, Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Datura stramonium, Gomphrena globosa, Nicotiana clevelandii and N. tabacum cv. TNN were susceptible to infection. B. tabaci biotype B was able to acquire the virus from all these susceptible species, transmitting it to tomato plants.

O Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV) é uma espécie putativa de begomovirus que infecta o tomateiro (Solanum lycopersicon) em diversas regiões do Brasil onde se cultiva essa solanácea, sendo a espécie prevalente no estado de São Paulo até 2005. Estudou-se a interação do ToYVSV com a Bemisia tabaci biótipo B e identificaram-se hospedeiras alternativas deste vírus. Os períodos de acesso mínimo de aquisição (PAA) e de inoculação (PAI) foram de 30 min e 10 min, respectivamente. A porcentagem de plantas infectadas chegou até cerca de 75% após um PAA e PAI de 24 h. O período de latência do vírus no vetor foi de 16 horas. O ToYVSV foi retido pela B. tabaci até 20 dias após a aquisição do vírus. Não foi detectada transmissão do vírus para progênie da B. tabaci biótipo B oriundas de insetos virulíferos. De 34 espécies de plantas testadas como hospedeiras somente Capsicum annuum, Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Datura stramonium, Gomphrena globosa, Nicotiana clevelandii e N. tabacum cv. TNN foram suscetíveis à infecção com o ToYVSV, por meio de inoculação com a B. tabaci. As espécies susceptíveis ao ToYVSV serviram de fonte de inóculo para a transmissão do vírus para tomateiros por meio de B. tabaci biótipo B.

Detecção de um begomovírus em amostras foliares de tomateiro com sondas não-radioativas

Major outbreaks of tomato begomoviruses (geminiviruses) in several tomato Lycopersicon esculentum Mill growing in many parts of Brazil have been imposing significant losses upon the tomato agribusiness, due to the introduction of the Bemisia argentifolii (Bemisia tabaci biotype B). Polymerase chain reaction (PCR) and hybridization are generally used for diagnosis. The PCR is a detection method with high sensitivity, however it has the disadvantage of producing false-positives, due to contamination, or false-negatives caused by inhibitors or because of the high primer specifity. The use of nucleic acid hybridization with radio-labelled probes is restricted due to the requirement of special infrastructure and handling experience, the risk for the users health and a regular radiochemical element supply. This study is aimed at demonstrating the usefulness of the hybridization method with non-radioactive probes for detection of a tomato begomoviruses in Brazil. The sensitivity of this method was high enabling the detection of 0.1fg of homologous DNA and in crude sap extract diluted up to 100-fold.

O aumento na ocorrência de begomoviroses (geminiviroses) em tomateiros, Lycopersicon esculentum Mill., em várias regiões brasileiras, vem causando grandes prejuízos para o agronegócio de tomate, devido à ocorrência do inseto vetor, Bemisia argentifolii (Bemisia tabaci biotipo B). A diagnose é realizada em geral por "polymerase chain reaction" (PCR) ou por hibridização com sondas radioativas. A PCR é um método de alta sensibilidade, porém apresenta a desvantagem da possibilidade de obtenção de resultados falso-positivos, devido a contaminações, ou falso-negativos causados por inibidores contaminantes da reação, ou pela extrema especificidade dos iniciadores. A hibridização de ácidos nucléicos com sondas radioativas tem o seu uso limitado devido à necessidade de infra-estrutura especial, treinamento de pessoal, riscos para a saúde do manipulador e demanda constante de radioquímicos. O presente trabalho tem por finalidade demonstrar a viabilidade do uso do método de hibridização com sondas não-radioativas para a detecção de um begomovírus de tomateiro do Brasil. A sensibilidade do teste foi alta, obtendo-se detecção de até 0,1fg do DNA homólogo e em extrato bruto foliar diluído até 100 vezes.

Detecção de um begomovírus em amostras foliares de tomateiro com sondas não-radioativas

Major outbreaks of tomato begomoviruses (geminiviruses) in several tomato Lycopersicon esculentum Mill growing in many parts of Brazil have been imposing significant losses upon the tomato agribusiness, due to the introduction of the Bemisia argentifolii (Bemisia tabaci biotype B). Polymerase chain reaction (PCR) and hybridization are generally used for diagnosis. The PCR is a detection method with high sensitivity, however it has the disadvantage of producing false-positives, due to contamination, or false-negatives caused by inhibitors or because of the high primer specifity. The use of nucleic acid hybridization with radio-labelled probes is restricted due to the requirement of special infrastructure and handling experience, the risk for the user’s health and a regular radiochemical element supply. This study is aimed at demonstrating the usefulness of the hybridization method with non-radioactive probes for detection of a tomato begomoviruses in Brazil. The sensitivity of this method was high enabling the detection of 0.1fg of homologous DNA and in crude sap extract diluted up to 100-fold.

O aumento na ocorrência de begomoviroses (geminiviroses) em tomateiros, Lycopersicon esculentum Mill., em várias regiões brasileiras, vem causando grandes prejuízos para o agronegócio de tomate, devido à ocorrência do inseto vetor, Bemisia argentifolii (Bemisia tabaci biotipo B). A diagnose é realizada em geral por "polymerase chain reaction" (PCR) ou por hibridização com sondas radioativas. A PCR é um método de alta sensibilidade, porém apresenta a desvantagem da possibilidade de obtenção de resultados falso-positivos, devido a contaminações, ou falso-negativos causados por inibidores contaminantes da reação, ou pela extrema especificidade dos iniciadores. A hibridização de ácidos nucléicos com sondas radioativas tem o seu uso limitado devido à necessidade de infra-estrutura especial, treinamento de pessoal, riscos para a saúde do manipulador e demanda constante de radioquímicos. O presente trabalho tem por finalidade demonstrar a viabilidade do uso do método de hibridização com sondas não-radioativas para a detecção de um begomovírus de tomateiro do Brasil. A sensibilidade do teste foi alta, obtendo-se detecção de até 0,1fg do DNA homólogo e em extrato bruto foliar diluído até 100 vezes.

Adult attractiveness and oviposition preference of Bemisia tabaci (Genn.) (Homoptera: Aleyrodidae) B-biotype in cotton genotypes

The silverleaf whitefly Bemisia tabaci B-biotype is an important pest of cotton; it affects plant vigour, transmits geminivirus and reduces lint quality. In order to evaluate the resistance of cotton genotypes, Gossypium hirsutum (L.), to the whitefly Bemisia tabaci B-biotype, both free-choice and no-choice attractiveness and non-preference for oviposition tests were carried out in a shade house, at room temperature. Low attractiveness to adults of this whitefly was observed for plants of genotypes Fabrika, CNPA Ita 90, Makina, Coodetec 407, and IAC 01-639 CPA 02-24, which may represent a resistance component of these genetic materials to the insect. Genotypes BRS Aroeira, Coodetec 406, Fabrika, and Coodetec 401 presented the non-preference-for-oviposition type of resistance in the free-choice and no-choice tests. The numbers of trichomes and gossypol glands per cm² were not suitable to evaluate non-preference for oviposition of whitefly adults on cotton genotypes.

Considerada importante praga do algodoeiro, a mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B pode através de sua alimentação, diminuir o vigor das plantas, trasmitir vírus e prejudicar a qualidade da fibra. Visando avaliar a resistência de genótipos de algodoeiro, Gossypium hirsutum (L.), à mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B, realizaram-se testes de atratividade e não-preferência para oviposição, com e sem chance de escolha, em telado, a temperatura ambiente. Verificou-se baixa atratividade das plantas dos genótipos Fabrika, CNPA Ita 90, Makina, Coodetec 407 e IAC 01-639 CPA 02-24 a adultos dessa mosca-branca, o que pode representar um componente de resistência destes materiais genéticos ao inseto. Os genótipos BRS Aroeira, Coodetec 406, Fabrika e Coodetec 401 apresentaram resistência do tipo não-preferência para oviposição, nos testes com e sem chance de escolha. Os números de tricomas e de glândulas de gossipol por cm² não foram adequados para se avaliar a não-preferência para oviposição de adultos da mosca-branca em genótipos de algodoeiro.

Adult attractiveness and oviposition preference of Bemisia tabaci (Genn.) (Homoptera: Aleyrodidae) B-biotype in cotton genotypes

The silverleaf whitefly Bemisia tabaci B-biotype is an important pest of cotton; it affects plant vigour, transmits geminivirus and reduces lint quality. In order to evaluate the resistance of cotton genotypes, Gossypium hirsutum (L.), to the whitefly Bemisia tabaci B-biotype, both free-choice and no-choice attractiveness and non-preference for oviposition tests were carried out in a shade house, at room temperature. Low attractiveness to adults of this whitefly was observed for plants of genotypes Fabrika, CNPA Ita 90, Makina, Coodetec 407, and IAC 01-639 CPA 02-24, which may represent a resistance component of these genetic materials to the insect. Genotypes BRS Aroeira, Coodetec 406, Fabrika, and Coodetec 401 presented the non-preference-for-oviposition type of resistance in the free-choice and no-choice tests. The numbers of trichomes and gossypol glands per cm² were not suitable to evaluate non-preference for oviposition of whitefly adults on cotton genotypes.

Considerada importante praga do algodoeiro, a mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B pode através de sua alimentação, diminuir o vigor das plantas, trasmitir vírus e prejudicar a qualidade da fibra. Visando avaliar a resistência de genótipos de algodoeiro, Gossypium hirsutum (L.), à mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B, realizaram-se testes de atratividade e não-preferência para oviposição, com e sem chance de escolha, em telado, a temperatura ambiente. Verificou-se baixa atratividade das plantas dos genótipos Fabrika, CNPA Ita 90, Makina, Coodetec 407 e IAC 01-639 CPA 02-24 a adultos dessa mosca-branca, o que pode representar um componente de resistência destes materiais genéticos ao inseto. Os genótipos BRS Aroeira, Coodetec 406, Fabrika e Coodetec 401 apresentaram resistência do tipo não-preferência para oviposição, nos testes com e sem chance de escolha. Os números de tricomas e de glândulas de gossipol por cm² não foram adequados para se avaliar a não-preferência para oviposição de adultos da mosca-branca em genótipos de algodoeiro.

Cotton leaf curl Multan betasatellite impaired ToLCNDV ability to maintain cotton leaf curl Multan alphasatellite / O enrolamento da folha de algodão Multan betassatélite prejudica a capacidade de ToLCNDV de manter o enrolamento da folha de algodão alfassatélite Multan

Alphasatellites (family Alphasatellitidae) are circular, single-stranded (ss) DNA molecules of ~1350 nucleotide in size that have been characterized in both the Old and New Worlds. Alphasatellites have inherent ability to self-replicate, which is accomplished by a single protein, replication-associated protein (Rep). Although the precise function of alphasatellite is yet unknown, and these consider dispensable for infectivity, however, their Rep protein functions as a suppressor of host defence. While alphasatellites are most frequently associated with begomoviruses, particularly with monopartite than bipartite begomoviruses, they have recently been found associated with mastreviruses. The in planta maintenance of alphasatellites by helper geminivirus is still an enigma, with no available study on the topic. This study aimed to investigate whether a widely distributed bipartite begomovirus, tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV), can maintain cotton leaf curl Multan alphasatellite (CLCuMuA) in the presence or absence of cotton leaf curl Multan betasatellite (CLCuMuB). The findings of this study demonstrated that ToLCNDV or its DNA A could maintain CLCuMuA in Nicotiana benthamiana plants. However, the presence of CLCuMuB interferes with the maintenance of CLCuMuA, and mutations in the CP of ToLCNDV further reduces it. Our study highlighted that the maintenance of alphasatellites is impaired in the presence of a betasatellite by ToLCNDV. Further investigation is needed to unravel all the interactions between a helper virus and an alphasatellites.

Alfassatélites (família Alphasatellitidae) são moléculas de DNA circulares de fita simples (ss) de ~1350 nucleotídeos de tamanho, que foram caracterizadas tanto no Velho como no Novo Mundo. Os alfassatélites têm capacidade inerente de autorreplicação, o que é realizado por uma única proteína, a proteína associada à replicação (Rep). Embora a função precisa dos alfassatélites ainda seja desconhecida, e estes sejam considerados dispensáveis ​​para infectividade, entretanto, sua proteína Rep funciona como supressora da defesa do hospedeiro. Embora os alfassatélites sejam mais frequentemente associados a begomovírus, particularmente com begomovírus monopartidos do que bipartidos, eles foram encontrados recentemente associados a mastrevírus. A manutenção in planta de alfassatélites por helper geminivirus ainda é um enigma, sem estudos disponíveis sobre o tema. Este estudo teve como objetivo investigar se um begomovírus bipartido amplamente distribuído, o tomate leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV), pode manter o alfassatélite Multan do enrolamento das folhas de algodão (CLCuMuA) na presença ou ausência do betassatélite Multan do enrolamento das folhas de algodão (CLCuMuB). Os achados deste estudo demonstraram que ToLCNDV ou seu DNA A poderia manter CL CuMuA em plantas de Nicotiana benthamiana. No entanto, a presença de CLCuMuB interfere na manutenção de CLCuMuA, e mutações no CP de ToLCNDV a reduzem ainda mais. Nosso estudo destacou que a manutenção de alfassatélites é prejudicada na presença de um betassatélite por ToLCNDV. Mais investigações são necessárias para desvendar todas as interações entre um vírus auxiliar e um alfassatélite.