RESUMO
RESUMEN Las enfermedades virales son uno de los principales problemas fitopatológicos de la papa. Con el fin de determinar los virus más prevalentes en cultivos de papa var. Diacol Capiro en el oriente Antioqueño (Colombia), se evaluó mediante RT-qPCR la presencia de diez virus de ARN (PVY, PVA, PVV, TaLMV, PVS, PLRV, PYVV, PVX, ToRSV y PMTV) en 36 muestras de tejido foliar. Los resultados indicaron la ocurrencia de cinco de los diez virus evaluados, con niveles de prevalencia de 88,9 %, 75 %, 75 %, 41,7 % y 25 % para PVY, PVX, PYVV, PLRV y PVS, respectivamente. Con fines comparativos, cuatro virus también se evaluaron mediante ELISA, siendo detectados PVS (80,5 %), PVY (55 %) y PLRV (5,5 %); mientras que PVX no fue encontrado con esta prueba. La comparación de estas técnicas mediante la razón de prevalencia (RP), indicó que la RT-qPCR ofrece niveles superiores de detección con valores de RP = 1,6 y RP = 7,5 para los virus PVY y PLRV; mientras que para PVS la ELISA detectó más muestras positivas que RT-qPCR (RP = 3,22), evidenciándose la necesidad de diseñar nuevos cebadores ajustados a la diversidad de este virus en Antioquia. La coinfección mixta más frecuente fue PVY-PYVV-PVX (22,2 %), mientras que los cinco virus se encontraron en el 11,1 % de las muestras. Finalmente, utilizando secuenciación Sanger de la cápside y NGS para los genomas completos, se confirmó la circulación de todos los virus detectados en los cultivos de papa del oriente Antioqueño. Estos resultados señalan la necesidad de fortalecer los programas de manejo integrado de enfermedades virales en Antioquia.
ABSTRACT Viral diseases are one of the main phytopathological problems affecting potato crops worldwide. To determine the most prevalent viruses in potato var. Diacol Capiro crops in Eastern Antioquia, 36 leaf samples were tested for the presence of PVY, PVA, PVV, TaLMV, PVS, PLRV, PYVV, PVX, ToRSV and PMTV using RT-qPCR. Detected viruses included PVY, PVX, PYVV, PLRV and PVS with prevalence levels of 88.9 %, 75.0 %, 75.0 %, 41.7 % and 25.0 %, respectively. PVS, PVY, PLRV and PVX were also tested by ELISA. PVS, PVY and PLRV tested positive in 80.5 %, 55.0 % and 5.5 % of samples; PVX was not detected. Prevalence Ratios (PR) suggests that detection is higher for PVY (PR = 1.6) and PLRV (PR = 7.5) using RT-qPCR. ELISA worked better for PVS with a PR of 3.2; this result suggests that the RT-qPCR primers used for PVS must be adjusted to reflect the genome diversity of virus in Antioquia. The most frequent coinfection was PVY-PYVV-PVX, which occurred in 22.2 % of samples; coinfection with PVY, PVX, PYVV, PLRV and PVS was present in 11.1 % of samples. The circulation of these viruses in Eastern Antioquia was further confirmed using Sanger and high-throughput sequence. This work highlights the need to strengthen integrated disease management programs of viruses in Antioquia.
RESUMO
RESUMEN El Potato virus Y (PVY) es uno de los virus más limitantes para la producción de papa (Solanum tuberosum y S. phureja) en el mundo. Este virus es transmitido por tubérculo-semilla de papa y por diferentes especies de áfidos. Para su manejo es fundamental la siembra de tubérculos certificados por su sanidad viral, para lo que se requieren metodologías de detección altamente sensibles como ELISA y RT-PCR. Para éstas últimas pruebas, es necesario disponer de cebadores específicos que permitan el diagnóstico del virus en tejidos asintomáticos. En este estudio se reportan los cebadores PVY_Col para la detección del PVY en RT-PCR convencional y en tiempo real (RT-qPCR). Estos cebadores fueron diseñados con base en las secuencias de este virus que se han reportado en Colombia sobre diferentes hospedantes, así como de las diferentes variantes encontradas en el mundo. Una particularidad adicional de estos cebadores es que no presentan reacción cruzada con el genoma del Potato virus V (PVV), otro potyvirus que recientemente se ha encontrado afectando cultivos de papa en Colombia. Se espera que los cebadores PVY_Col sean utilizados para apoyar los programas de certificación de material de siembra de papa, así como para adelantar estudios epidemiológicos y de manejo fitosanitario de este virus.
ABSTRACT Potato virus Y (PVY) is one of the most limiting viruses in the production of potato (Solanum tuberosum and S. phureja) worldwide. This virus is transmitted by aphids and infected tuber-seeds, and for this reason, disease management of PVY requires, among others, using certified planting material through highly sensitive techniques such as ELISA and RT-PCR. However, RT-PCR-based methods require primers of high specificity to allow the unequivocal detection of viruses in asymptomatic tissues. In this work, we report a new set of primers (PVY_Col) for detection of PVY by RT-PCR and real-time RT-PCR (RT-qPCR). These primers were designed using sequences of PVY isolates from Colombia and the rest of the world. An essential feature of these primers is their specificity, since they don't amplify templates from Potato virus V (PVV), a close PVY relative that also infects potato crops in Colombia. It is expected that the PVY_Col primer set will be useful to support potato seed certification programs, epidemiological studies, and PVY disease management programs.
RESUMO
RESUMEN Los potyvirus son uno de los grupos de virus más limitantes en los cultivos de papa (Solanum tuberosum y S. phureja) en el mundo, siendo PVY, PVV y PVA las especies más prevalentes. En este trabajo se evaluó la presencia de estos potyvirus en cuatro lotes de S. tuberosum cv. Diacol-Capiro y cuatro lotes de S. phureja cv. Criolla-Colombia ubicados en el oriente de Antioquia, analizando la cápside viral mediante RT-PCR/secuenciación Sanger y secuenciación de nueva generación (NGS) para S. tuberosum. Los resultados indicaron la ocurrencia de los potyvirus PVY y PVV en las muestras de S. tuberosum y S. phureja, respectivamente; siendo detectadas mediante cebadores específicos la presencia de tres diferentes cepas de PVY (PVYN, PVYNTN y PVY°) en la región de estudio. Este hallazgo fue confirmado por NGS, obteniendo las secuencias completas de los genomas de estas tres cepas, lo que representa el primer reporte de PVYO en Colombia. Por su parte, los análisis de secuencias de la región CP de PVV indicaron niveles de identidad superiores a 99% con respecto a aislamientos del linaje PVVPhu reportado previamente en Antioquia. Estos hallazgos evidencian la necesidad de ajustar los sistemas de detección de virus en los programas de certificación de tubérculo-semilla de papa adelantados en el país.
ABSTRACT Potyviruses are one of the most limiting viruses for the potato (Solanum tuberosum and S. phureja) production worldwide, being PVY, PVV and PVA the most prevalent species. In this work, we tested the presence of these viruses in four commercial S. tuberosum cv. Diacol-Capiro and S. phureja cv. Criolla-Colombia plots in eastern Antioquia using RT-PCR and Sanger sequencing of the coat protein (CP) region, as well as next generation sequencing (NGS) for S. tuberosum samples. Our results revealed the presence of a PVV strain infecting S. phureja with high sequence identity (>99%) to lineage PVVPhu previously reported in Antioquia. Three strains of PVY (PVYN, PVYNTN and PVY°) were found to infect S. tuberosum. The presence of these three PVY strains was confirmed by NGS, allowing the assembly of their complete genomes. This is the first report of the full genome sequence of PVYo strain in Colombia. These findings highlight the need to adjust the tuber-seed certification programs currently implemented in the country.
RESUMO
As part of an initiative to characterize viruses infecting Cape gooseberry in the province of Antioquia (Colombia), we report the genome sequence of a new member of the genus Ilarvirus (family Bromoviridae). This virus was identified in a Cape gooseberry plot in the municipality of Marinilla in a mixed infection with potato virus Y (PVY) as part of high-throughput sequencing initiative. Results were confirmed by nested RT-PCR and DAS-ELISA. Phylogenetic analysis suggested that the Cape gooseberry ilarvirus is a new member of subgroup 1 and it is most closely related to ageratum latent virus (AgLV). The name "Cape gooseberry ilarvirus 1" (CGIV-1) is proposed for this new ilarvirus.
Assuntos
Genoma Viral , Ilarvirus/genética , Physalis/virologia , Doenças das Plantas/virologia , Potyvirus/genética , Mapeamento Cromossômico , Coinfecção , Colômbia , Efeito Fundador , Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala , Ilarvirus/classificação , Ilarvirus/isolamento & purificação , Filogenia , Potyvirus/classificação , Potyvirus/isolamento & purificaçãoRESUMO
RESUMEN Potato yellow vein virus (PYVV), es uno de los fitopatógenos más limitantes para la producción de papa en la región de Los Andes. A pesar que se le ha detectado infectando tomate en Colombia, el conocimiento de las características biológicas de las cepas presentes en este hospedante es muy limitado. En este estudio, utilizando secuenciación masiva de nueva generación (NGS), se obtuvo la secuencia completa de los tres segmentos genómicos del PYVV en plantas de tomate en Marinilla (Antioquia) y se evalúo la utilidad de tres juegos de cebadores para su detección mediante pruebas de RT-PCR convencional y en tiempo real (RT-qPCR). El genoma de la secuencia consenso presentó tamaños de 8043 nt (ARN1), 5346 nt (ARN2) y 3896 nt (ARN3) y se identificaron los diez ORF previamente reportados en este virus, aunque, en general, éstos presentaron menores niveles de identidad que los registrados entre cepas de PYVV de papa. Análisis de variación y de selección identificaron dos regiones en los ORF MET/HEL y CPm que presentan selección positiva, lo que podría estar asociado a la adaptación por hospedante. Los tres juegos de cebadores amplificaron las regiones esperadas de la cápside de PYVV, siendo posible identificar, por diferencias en valores de temperatura de fusión (Tm) y por secuenciación Sanger, la ocurrencia de al menos dos variantes principales de este virus en el Oriente Antioqueño, lo que concuerda con los niveles moderados de polimorfismos encontrados en las secuencias obtenidas por NGS.
ABSTRACT Potato yellow vein virus (PYVV) is one of the most important pathogens of potato in the Andean region. In spite of having been detected in tomato crops in Colombia, knowledge on the biological characteristics of PYVV is limited on this host. In this study, next-generation sequencing (NGS) of a PYVV strain infecting tomato in Marinilla District (Antioquia) was performed; additionally, three primer set useful in RT-PCR and RT-qPCR detection were also tested. The consensus genome consisted of three RNA segments of 8043 nt (RNA1), 5346 nt (RNA2) and 3896 nt (RNA3) encoding ten ORF with slight lower sequence identity in relation to PYVV isolates from potato. Sequence analysis suggests the presence of regions potentially undergoing positive selection in the ORFs coding for MET/HEL and CPm possibly as a result of host adaptation. Experimental validation of primers resulted in amplicon with the expected size while melting temperature analysis and sequencing suggest the presence of at least two PYVV infecting S. lycopersicum in east Antioquia in agreement with the NGS data.
RESUMO
Las 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.
Viral 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 RT-qPCR (89 bp, Ct=12.08-21.86; Tm=78.7 °C-80.2 °C). This study underscores the importance of including diagnostics of PVV in S. phureja tuber-seed certification programs in Colombia.
RESUMO
En este estudio se determinaron las relaciones filogenéticas y los niveles de variación de aislamientos de PVX obtenidos en tejidos foliares de plantas de Solanum tuberosum subsp. andigena var. Diacol-Capiro y S. phureja var. Criolla Colombia en Antioquia, utilizando métodos de secuenciación de nueva generación (NGS) y de Sanger. Inicialmente, se detectó el PVX mediante DAS-ELISA (Agdia-PSA10000), confirmándose su presencia en ocho de las muestras por Inmunocaptura-RT-PCR en tiempo real (IC-RT-qPCR). Los resultados de las pruebas serológicas indicaron la infección de PVX en 14,7 % y 13,3 % de las muestras de Diacol-Capiro y Criolla Colombia, respectivamente. Su identidad fue confirmada por IC-RT-qPCR, con valores de ciclo umbral (Ct) de 15,04 a 27,59 y dos temperaturas de fusión (Tm) (Tm1 = 80,3 °C ± 0,5 y Tm2 = 83,3 °C ± 0,5), encontrándose así dos variantes de PVX en Antioquia. Utilizando NGS se detectó el PVX en bajos niveles de infección en las muestras de Criolla Colombia, siendo posible obtener contigs parciales para todos los ORFs del genoma viral. Con NGS no se detectó el virus en las muestras de Diacol-Capiro evaluadas. Los análisis filogenéticos realizados con base en secuencias de cápside y replicasa viral separaron los aislamientos de PVX de Antioquia en dos grupos, relacionados con el clado Eurasiático (I) de este virus. Los altos niveles de infección de PVX detectados en los cultivos de papa de Antioquia y la ocurrencia de al menos dos variantes, enfatizan en la necesidad de fortalecer los programas de certificación de tubérculos-semilla de papa, como principal herramienta para el control de este virus.
In this study, the phylogenetic relationships and molecular variability of PVX isolates from leaf samples of Solanum tuberosum subsp. andigena var. Diacol-Capiro and S. phureja var. Criolla Colombia in Antioquia were analyzed. Sequences were obtained using Next Generation Sequencing (NGS) of bulk samples and Sanger sequencing. DAS-ELISA (Agdia-PSA10000) revealed infection levels of 14.7 % and 13.3 % leaf samples of Diacol-Capiro and Criolla Colombia, respectively. The presence of PVX was further confirmed by IC-RT-qPCR in eight samples, which resulted in Ct values in the 15.04-27.59 range and two melting temperatures (Tm1 = 80.3 °C ± 0.5 and Tm2 = 83.3 °C ± 0.5). These results suggest the presence of at least two PVX variants in Antioquia. Using NGS, PVX was detected at low levels in leaf samples of Criolla Colombia, which resulted in contigs for most ORFs of the viral genome; NGS did not detect PVX in Diacol-Capiro samples. Phylogenetic analysis using capsid and replicase sequences separated PVX isolates into two groups within the Eurasian class (I). The high levels of PVX infection detected in potato crops in Antioquia and the presence of at least two variants highlight the need to strenghten current tuber seed certification programs aimed at controlling the spread of this virus.
RESUMO
El Potato virus X (PVX) es uno de los virus más limitantes del cultivo de la papa en el mundo. Es transmitido solamente por contacto y por tubérculo-semilla. Su control se fundamenta en la siembra de tubérculos certificados por su sanidad viral y en la disponibilidad de metodologías de diagnóstico altamente sensibles. En este trabajo se evaluó la prevalencia del PVX en cuatro diferentes tejidos de tubérculos de Solanum tuberosum subsp. andigena var. Diacol-Capiro y S. phureja var. Criolla Colombia utilizando pruebas de DAS-ELISA para 128 submuestras y de RT-qPCR para 32 grupos de submuestras (4 submuestras/grupo). Los resultados de las pruebas serológicas indicaron la presencia de PVX en el 6,25 y 50% de las submuestras analizadas para la variedad Diacol-Capiro y Criolla Colombia, respectivamente; mientras que los niveles de prevalencia del PVX utilizando la detección por RT-qPCR fueron del 93,75%, independientemente de la variedad de papa y del tejido evaluado. Los valores promedio del ciclo umbral (Ct) en las RT-qPCR fueron de 25,6 (Ct=18,02 a 34,49) y el análisis de las curvas de desnaturalización permitió identificar dos variantes del virus con valores de Tm de 79,5±1°C y 83,7±1°C. La secuenciación de los amplicones obtenidos por RT-qPCR para los controles positivos y para dos de las muestras, confirmó su naturaleza viral. Estos resultados señalan unos muy altos niveles de prevalencia de PVX en el material de siembra de papa en Antioquia y la necesidad de fortalecer los programas de certificación de semilla con pruebas de detección como RT-qPCR.
Potato virus X (PVX) is one of the most important virus affecting potato crops worldwide. The virus is only transmitted mechanically and through tuber-seeds. Control of PVX is based on the usage of certified tubers, which in turn depends on the availability of sensitive diagnostic tests that allow its direct detection on seeds. In this work, the prevalence of PVX in four different tuber tissues of Solanum tuberosum subsp. andigena var. Diacol-Capiro and S. phureja var. Criolla was evaluated using DAS-ELISA (128 subsamples) and RT-qPCR (4 subsamples per group). DAS-ELISA revealed the presence of PVX in 6.25 and 50% of Diacol-Capiro and Criolla Colombia subsamples; in contrast, RT-qPCR detected PVX in 93.75% of the samples independent of the potato variety or type of tissue. Ct values were in the 18.02 to 34.49 range with a mean value of 25.6. Melting curve analysis allowed the identification of two virus variants with Tm values of 79.5±1°C and 83.7±1°C. Sanger sequencing of the positive controls and two of the samples confirmed RT-qPCR amplicons to be PVX. These results reveal a high level of prevalence of PVX in potato tuber seeds used in Antioquia and the need to strengthen seed certification programs in Colombia through RT-qPCR detection assays.
RESUMO
Based on the results of a deep sequencing transcriptome study of tamarillo (Solanum betaceum), we report the genome sequence of a virus from this host plant. Since this probably represents a new member of the genus Potyvirus, the name tamarillo leaf malformation virus (TaLMV) has been proposed. Phylogenetic analysis reveals that TaLMV is the closest relative of Colombian datura virus (CDV), followed by three other potyviruses: tobacco etch virus, potato virus A and tobacco vein mottling virus. This is the first sequence of a potyvirus infecting Solanum betaceum containing the complete polyprotein coding region.
Assuntos
Genoma Viral/genética , Potyvirus/genética , Solanum/virologia , Regiões 3' não Traduzidas/genética , Regiões 5' não Traduzidas/genética , Sequência de Bases , Colômbia , Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala , Filogenia , Doenças das Plantas/virologia , Potyvirus/classificação , Potyvirus/isolamento & purificação , RNA Viral/genética , Análise de Sequência de RNA , Proteínas Virais/genéticaRESUMO
En este estudio se realizó el aislamiento de hongos en tejidos foliares y vainas de fríjol con síntomas de antracnosis, procedentes de cultivos de diferentes municipios del departamento de Antioquia (Colombia). La identificación de los aislamientos se realizó con base en la secuenciación de las regiones ITS del ADN ribosomal y se confirmó por observación microscópica de estructuras reproductivas en aquellos aislamientos que esporulaban en medios de cultivo. En todas las muestras sintomáticas, se logró el aislamiento del agente causal de la antracnosis, .Colletotrichum lindemuthianum, siendo confirmada su identidad por PCR dúplex con cebadores específicos CD1/CD2 y CY1/CY2. En adición se obtuvieron 17 hongos endófitos, 14 de los cuales no esporularon en medio de cultivo (.Myceliasterilia), siendo identificados mediante análisis filogenéticos de regiones ITS como miembros de los Ascomycetes .Leptosphaerulina (tres aislamientos), .Diaporthe (tres aislamientos), .Gibberella (un aislamiento), .Plectosphaerella (un aislamiento) y .Biscogniauxia (un aislamiento); y de los géneros mitospóricos: Phoma (dos aislamientos), .Alternaria (dos aislamientos) y .Stemphylium (un aislamiento). Los tres hongos restantes se identificaron con base en caracteres morfológicos y secuenciación como miembros de los géneros Fusarium (dos aislamientos) y de la especie Curvularia lunata (un aislamiento). Este estudio aumenta el conocimiento de la micobiota de leguminosas, como base para el desarrollo de estudios futuros que permitan evaluar el efecto de estos hongos sobre el desarrollo de enfermedades como la antracnosis y de otros problemas bióticos y abióticos del cultivo del fríjol.
In this work, endophytic fungi from leaves and pods of bean presenting anthracnose symptoms were isolated from plants collected at different municipalities in the province of Antioquia (Colombia). Isolates were identified by sequencing the rDNA ITS regions together with the examination of reproductive structures during sporulation in culture media.Colletotrichum lindemuthianum, the causal agent of anthracnose was isolated in all samples showing symptoms of this disease. These results were confirmed by duplex PCR using the specific primers CD1/CD2 and CY1/CY2. Additionally, 17 endophytic fungi were obtained. Fourteen isolates did not sporulate in culture media (.Myceliasterilia) but were identified by phylogenetic analysis of the ITS regions as the Ascomycetes: .Leptosphaerulina (3), .Diaporthe (3), .Gibberella (1), .Plectosphaerella (1) and .Biscogniauxia (1) and the mitosporic genera Phoma (2), .Alternaria (2) and .Stemphylium (1). Three isolates were identified combining morphological and molecular analysis as Fusarium (2) and Curvularia lunata (1). This work increases our knowledge of the mycobiota of legume plants and will serve as support of future studies aimed at determining the effect of these fungi on the development of anthracnose as well as other problems affecting the bean crop.
RESUMO
El cultivo de vainilla es altamente promisorio en Colombia, pero se requiere mayor conocimiento de su manejo agronómico y de los microorganismos que crecen asociados a su rizosfera, de los cuales depende esta planta para su nutrición y crecimiento. En este trabajo se realizaron aislamientos de microorganismos de la rizosfera de plantas de vainilla en un cultivo piloto ubicado en el municipio de Sopetrán (Antioquia, Colombia). Los microorganismos se aislaron en medios selectivos de crecimiento para evaluar su capacidad para descomponer celulosa, proteínas, solubilizar fosfato inorgánico y orgánico (fitato) y fijar nitrógeno en forma asimbiótica. Una vez aislados y purificados, se obtuvieron un total de 109 aislamientos, de los cuales se seleccionaron 52 morfotipos para su identificación molecular por secuenciación de las regiones ITS y 16S del ADN ribosomal para hongos y bacterias, respectivamente. Se encontró una alta variedad de microorganismos en la rizosfera de plantas de vainilla, destacándose las bacterias Bacillus megaterium, Pseudomonas koreensis y Acinetobacter sp. y el hongo Plectosphaerella sp., por su potencial para ser utilizados como biofertilizantes destinados a mejorar la nutrición y el crecimiento de estas plantas.
The cultivation of vanilla (Vanilla planifolia) is highly promising in Colombia, but more research is needed on its agronomical management and beneficial microorganisms that grow associated to its rhizosphere, on which the plant depends for its nutrition and growth. This study involved the identification of microorganisms associated to the rhizosphere of vanilla plants in a crop located in Sopetrán, Colombia. The microbes were isolated in selective media for functional groups such as cellulolytic, proteolytic, inorganic and organic phosphate (phytate) solubilizers, and asymbiotic nitrogen fixing bacteria. After isolation and purification, 109 microbial isolates were obtained. DNA was extracted from 52 selected isolates for molecular identification based on ITS and 16S rDNA sequencing, for fungi and bacteria, respectively. The diversity of rhizosphere microorganisms found was significant. Bacteria such as Bacillus megaterium, Pseudomonas koreensis and Acinetobacter sp., and the fungus Plectosphaerella sp., may have a high potential to be used as biofertilizers to improve vanilla plant nutrition and growth.
RESUMO
Potato virus S (PVS) (genus Carlavirus, family Betaflexiviridae) is one of the most prevalent viruses in potato crops (Solanum tuberosum and S. phureja) around the world, causing reductions in crop yields between 10 and 20 %. Symptoms of PVS infection may include leaf mottling, rugosity of leaves, deepening of the veins and reductions in crop yields between 10 and 20 %. Virions are flexuous rods of 610-710 nm with a positive-sense ssRNA genome of approximately 8500 nt comprising six ORFs, a 5'CAP and a 3'poly-A tail. PVS has been classified into two groups: PVS(O) (Ordinary) and PVS(A) (Andean). PVSA induces severe symptoms in infected plants, such as premature senescence and defoliation, and is more efficiently transmitted by aphids than PVS(O). To date, only five PVS genomes have been completely sequenced, including those of three PVS(O) and two PVS(A) strains. Currently, there are no reports of complete PVS genome sequences from Andean South America. In this work, we present the complete genomic sequence of a novel PVS strain infecting S. phureja that is clearly distinct from currently known PVS isolates.
Assuntos
Carlavirus/genética , Genoma Viral , Solanum/virologia , Dados de Sequência Molecular , FilogeniaRESUMO
La sarna polvosa de la papa (Solanum tuberosum, S. phureja) causada por Spongospora f. sp. subterranea (Sss), es una de las enfermedades más limitantes de este cultivo. En Colombia, se han empleado diferentes métodos de detección asintomática de Sss, incluyendo bioensayos con plantas señuelo, PCR de ITS y pruebas de ELISA. Sin embargo, sus niveles de sensibilidad son bajos o requieren tiempos extensos. Una alternativa para complementar dichas herramientas es la PCR cuantitativa en tiempo real (qPCR). En este trabajo se evaluó dicha técnica utilizando los juegos de cebadores SsTQF1-SsTQR1; Spon421F-Spon494R y SscolF-SscolR (diseñados en este estudio), bajo la metodología de SYBR Green®; mientras que con Taqman® se evaluaron los cebadores SponFSponR y la sonda SponP. Una vez determinada la funcionalidad de los cebadores, se descartó por inespecificidad, el par Spon421F-Spon494R ; para los restantes se realizaron curvas estándar basadas en diluciones seriadas de quistosoros. Las pruebas de qPCR detectaron a Sss en las 20 muestras evaluadas de plantas señuelo de Nicotiana benthamiana y papa, utilizando los cebadores SsTQF1-SsTQR1 (Ct: 10,57-29,34) y SscolF-SscolR (Ct: 14,39-34,08); mientras que 19 de las muestras fueron positivas con SponF-SponR-SponP (Ct: 15,63-38,93). A partir de 20 muestras de raíces de papa de cultivos de La Unión (Antioquia, Colombia), fue posible detectar el patógeno en 17 de ellas con SscolF-SscolR, estimándose una concentración de 6470 a 1,39 x 10(10) quistorosos/mL. Estos resultados indican la ocurrencia de altos niveles de inóculo de Sss en esta región y enfatizan en la necesidad de fortalecer los programas de certificación de tubérculo-semilla en Colombia.
In recent years, potato crops (Solanum tuberosum, S. phureja) have been seriously affected by powdery scab; a disease caused by Spongospora subterranea f.sp. subterranea (Sss). In Colombia, asymptomatic detection of Sss has been achieved with bait plants, PCR of ITS regions and ELISA tests. Unfortunately, these techniques have low sensitivity and may require long processing times. In this work, Quantitative real time PCR (qPCR) was tested for detection of Sss using different sets of primers. Primers SsTQF1-SsTQR1, Spon421F-Spon494R and SscolF-SscolR (designed in this study), were tested using SYBR Green®, while primers SponFSponR were tested using the Taqman® probe SponP. Primers Spon421F-Spon494R were discarded due to lack of specificity. Standard curves were obtained from serial dilutions of cystosori. The 20 N. benthamiana and potato bait plants evaluated tested positive for Sss using primers SsTQF1-SsTQR1 (Ct: 10.57-29.34) and SscolF-SscolR (Ct: 14.39-34.08) and 19 samples were positive with primers SponF-SponR-SponP, with Ct values ranging between 15,63 and 38,93. Sss was detected in 17 out of 20 root samples from potato crops in La Unión (Antioquia) using primers SscolF-SscolR, with an estimated concentration of 6470 to 1,39x10(10) cystosori/ mL. These results suggest high levels of Sss in the potato fields from this region and recall the importance of strengthening seed-certification programs in Colombia.
RESUMO
Los Polihidroxialcanoatos (PHAs) son biopolímeros con características similares a los plásticos sintéticos, pero rápidamente biodegradables dado su origen microbiano. En esta investigación se aislaron 248 colonias bacteriales de suelos contaminados con residuos del beneficio de fique en Guarne (Antioquia), evaluándose su capacidad como productoras de PHAs. Se realizaron tinciones con rojo y azul de Nilo y detección por PCR del gen PhaC. Las bacterias positivas a dichas pruebas, fueron identificadas utilizando análisis filogenético de secuencias de 16S del ADNr y pruebas bioquímicas. Finalmente, se evaluó, mediante cromatografía de gases con detector selectivo de masas GC-MS/SIM, la naturaleza química del biopolímero, a partir de la biomasa generada en un ensayo de fermentación en cultivo sumergido, con medio mínimo de sales suplementado con glucosa como fuente de carbono. Cuatro cepas de los morfotipos bacteriales encontrados, presentaron potencial para producir PHAs, de los cuales dos fueron identificados como miembros de la especie Bacillus megaterium, uno como B. mycoides y el otro como Gordonia sp. El gen PhaC se detectó en los dos aislamientos de B. megaterium. El análisis cromatográfico permitió detectar al Polihidroxibutirato (PHB) como el principal componente de los PHAs presentes en B. megaterium, cuantificándose entre 63.8 mg/g y 95.3 mg/g de PHB en los ensayos de fermentación. Las bacterias aisladas tienen potencial en la producción de PHAs a partir de residuos agroindustriales, incluyendo el jugo de fique, lo que contribuiría a la reducción de su condición contaminante.
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biodegradable biopolymers of bacterial origin with properties similar to conventional plastics. In this work, bacteria were isolated from soils contaminated with fique wastes in the municipality of Guarne (Antioquia) and their ability to produce PHAs was evaluated. Bacteria were stained with Nile blue and Nile red and the PhaC gene detected by PCR. Positive bacteria were identified by phylogenetic analysis of 16S rDNA and biochemical tests. The chemical nature of the biopolimers was determined by gas chromatography GC-MS/SIM using biomass produced in a submerged fermentation in a minimal media supplemented with glucose as sole carbon source. Four bacterial morphotypes identified as Bacillus megaterium (2), B. mycoides (1) and Gordonia sp. (1) showed potential to produce PHAs. However, the PhaC gene was detected in B. megaterium. Chromatographic analysis showed polyhydroxybutirate (PHB) to be the main component in the PHAs produced by B. megaterium with levels between 63.8 mg/g and 95.3 mg/g in the fermentation test. The isolated bacteria have potential to produce PHAs, generating added value to the Agro-industrial waste, as in the fique industry, and reducing its contamination impact.
Assuntos
Bactérias , Poli-Hidroxialcanoatos , Biopolímeros , Plásticos , SoloRESUMO
El potyvirus PVY es uno de los agentes causales más frecuentemente asociados a problemas virales en cultivos de papa y tomate de árbol en Colombia. Dada la importancia económica de las enfermedades causadas por PVY y a la necesidad de generar material de siembra certificado por su sanidad viral, es fundamental la generación de herramientas de diagnóstico que permitan la detección temprana de este virus. En este trabajo se reporta la obtención de anticuerpos policlonales específicos, útiles para la detección del genotipo III de PVY (GIII), una de las tres variantes que recientemente han sido reportadas en cultivos de papa y tomate de árbol de la región Andina de Colombia. Como antígeno, se utilizó un péptido sintético diseñado a partir de la región variable del extremo N-terminal del gen de la cápside viral. La sensibilidad de los anticuerpos fue evaluada mediante pruebas de ELISA y dot-blot utilizando péptidos sintéticos. Se realizó una prueba piloto para validar el uso de los anticuerpos a partir de plantas sintomáticas y asintomáticas obtenidas de una región donde confluyen cultivos de ambas solanéceas, encontrándose que los anticuerpos generados ofrecen mayores niveles de detección que los anticuerpos comerciales comúnmente utilizados para detectar los serotipos PVY-O,C y PVY-N de este virus.
PVY is one of the potyvirus more frequently associated with viral infections in tomato and tamarillo crops in Colombia. Due to the economic impact of PVY and the need to certify seeds as virus-free it is important to develop diagnostic tools that allow its premature detection. In this work, the obtention of antibodies detecting the genotype III of PVY is reported. This genotype is one of the three PVY variants infecting tamarillo and potato in the Andean region of Colombia. The N-terminal variable region of the coat protein was chosen as antigen for antibody production. The sensibility of these antibodies was tested by ELISA and dot-blot using synthetic peptides. A pilot test was performed on symptomatic and non-symptomatic plants from a mixed orchard of tamarillo and potato. The generated antibodies showed higher detection levels than the commercial antibodies commonly used to detect the PVY-O,C and PVY-N serotypes.
Assuntos
Anticorpos , Potyvirus , Solanaceae , Solanum tuberosum , Colômbia , Concentrados de TomatesRESUMO
En Colombia el rendimiento del cultivo de tomate de árbol se ha visto seriamente afectado por la expansión de una enfermedad conocida como virosis de tomate de árbol. Esta patología se registró inicialmente en 1991 en el norte de Antioquia y su expansión ha alcanzado todas las regiones cultivadoras de este frutal en el país. Trabajos recientes han detectado la presencia de por lo menos dos especies del género Potyvirus (Potyviridae) asociadas a esta enfermedad en los cultivos de tomate de árbol de Antioquia: Potato virus Y (PVY) y Tamarillo leaf malformation virus (TaLMV, especie propuesta). Con el fin de reducir la diseminación de estos patógenos virales en el país, es necesario contar con herramientas de diagnóstico que permitan la certificación del material de siembra y la detección temprana en plantas asintomáticas. En este trabajo se obtuvieron anticuerpos policlonales específicos para la detección del virus TaLMV utilizando una región antigénica de 15 residuos de la cápside viral. La sensibilidad y especificidad de los anticuerpos anti-TaLMV fue evaluada mediante pruebas de ELISA y dot-blot utilizando proteína recombinante y péptidos sintéticos como controles. La utilidad de estos anticuerpos fue validada a partir de una prueba piloto de detección de TaLMV en muestras de plantas de tomate de árbol con y sin síntomas de virosis obtenidas en el oriente antioqueño. Los resultados serológicos fueron comparados con los niveles de detección que ofrece la técnica de RT-PCR con cebadores específicos para la cápside viral de TaLMV.
In Colombia, yields of tamarillo are seriously affected by a complex viral disease known as virosis. This pathology was first reported in 1991 in the north of Antioquia and currently affects all tamarillo growing regions in the country. Recent works have demonstrated the association of two potyviruses (potyviridae) with this disease: Potato virus Y (PVY) and Tamarillo leaf malformation virus (TaLMV, proposed species). Specific diagnostic tools are required for early asymptomatic detection of these viruses and tamarillo certification programs. In this study, we report the obtention of TaLMV specific antibodies using a 15 residues peptide mimicking the N-terminal coat protein. Specificity and sensitivity of the anti-TaLMV antibodies was determined by ELISA and dot-blot using recombinant protein and synthetic peptides as controls. The usefulness of these antibodies was validated from a preliminary trial of TaLMV detection in plant samples obtained from tamarillo crops in eastern Antioquia and results were compared with a TaMLV specific coat RT-PCR detection protocol.
RESUMO
El tomate de árbol (Solanum betaceum) es una fruta andina altamente nutritiva, con propiedades organolépticas únicas para el procesamiento industrial y el mercado internacional. En Antioquia, Colombia, este cultivo presenta diferentes problemas fitosanitarios, siendo especialmente limitante la Virosis, causada por un complejo viral del que hacen parte entre otras, especies del género Potyvirus. En este trabajo se evaluaron mediante pruebas de ELISA los niveles de incidencia de este grupo viral en cultivos de siete zonas del departamento de Antioquia y se determinó la identidad taxonómica de dos de los potyvirus asociados al cultivo. Las pruebas serológicas muestran la presencia de potyvirus en seis de las siete zonas evaluadas, alcanzando niveles superiores al 80% de incidencia, siendo la excepción los cultivos del municipio de Jardín (8%). Pruebas serológicas con anticuerpos específicos para PVY, identificaron a este virus como uno de los presentes en algunas de las muestras sintomáticas colectadas; mientras que análisis de secuencias de amplicones obtenidos mediante RT-PCR, detectaron un nuevo potyvirus, para el que se propone el nombre Tamarillo Leaf Malformation Virus (TaLMV), aunque es necesario completar la secuencia de su genoma para confirmar la validez de esta hipótesis taxonómica. Esta investigación representa un avance importante en el conocimiento que se tiene en Colombia sobre los agentes causales virales del tomate de árbol. Sin embargo, es necesario profundizar en aspectos como los mecanismos de transmisión de estos virus y los efectos individuales y de su interacción sobre las variedades de este cultivo en el país.
Tomato tree (Solanum betaceum) is an andean fruit which, due to its high nutricious value and unique organoleptic properties, has very good potential for industrial processing and international marketing. In Antioquia, Colombia, this crop faces several phytosanitary problems, of which viral infections by species of the Potyvirus genus are the most limiting. In this work, potyvirus incidence levels was evaluated in seven regions of the Antioquia province using the ELISA assay. The taxomical identity of two potyvirus associated with this crop was also determined. Serological tests demonstrate the overall presence of potyvirus in six regions, with incidence levels above 80%. The only exception was the municipality of Jardin with an incidence of only 8%. Serological test specific to PVY virus, revealed its presence in many of the infected plants. DNA sequencing of RTPCR amplicons also showed the presence of a new potyvirus for which we propose the name Tamarillo Leaf Malformation Virus (TaLMV). However, to corroborate this taxonomical hypothesis it is necessary to complete the genome sequence of TaLMV. This research represents an important advance in the knowledge of viruses infecting tomato tree. However, future investigations are required to deepen further into the individual effects of each virus as well as the transmission mechanisms and interactions with different varieties of tomato tree.
RESUMO
Los hongos-roya (Uredinales, Basidiomycetes) representan uno de los grupos de microorganismos fitoparásitos más diversos y con mayor importancia económica mundial en la producción agrícola y forestal. Se caracterizan por ser patógenos obligados y por presentar una estrecha coevolución con sus hospedantes vegetales. Su taxonomía se ha basado fundamentalmente en el estudio de caracteres morfológicos, resultando en muchos casos en la formación de taxones polifiléticos. Sin embargo, en los últimos años se han tratado de incorporar herramientas moleculares que conduzcan a la generación de sistemas de clasificación basados en afinidades evolutivas. En esta revisión se ofrece una mirada general a las características de los uredinales, enfatizando en el surgimiento reciente de estudios filogenéticos que plantean la necesidad de establecer una profunda revisión de la taxonomía de este grupo. Finalmente se alerta sobre la necesidad de que en dichos estudios taxonómicos se incluya un alto número de especies de royas neotropicales, pues esta zona es reconocida no sólo por su alta diversidad de hongos-royas, sino también por las características únicas de sus ciclos de vida.
Rust fungi (Uredinales, Basidiomycetes) are one of the most diverse and economically important plant pathogens of crops world-wide. They are obligated parasites and have a close evolutionary relationship with their plant hosts. Taxonomy of this group has been based on morphological treats, resulting in generation of polyphyletic taxa. Recently, different studies have incorporated molecular techniques addressed to establishing evolutionary affinities between these fungi. This review presents a general view of the biological characteristics of rust fungi, with a detailed discussion on the phylogenetic studies regarding the group. Finally, the review proposes the necessity to establish phylogenetic studies on rust fungi from the neotropics, where these fungi present a very high diversity and unique life cycles.
RESUMO
El mildeo velloso de la rosa es la enfermedad más limitante de este cultivo en Colombia . Aunque algunos trabajos de investigación se han adelantado recientemente sobre la epidemiología de esta enfermedad, uno de los campos menos estudiados es el nivel de variabilidad de su agente causal. El conocimiento de este aspecto es fundamental para definir las estrategias de manejo, especialmente aquellas relacionadas con la resistencia genética y el control químico. Los objetivos de esta investigación fueron confirmar la identidad taxonómica del agente causal del mildeo velloso de la rosa y profundizar en el conocimiento de su estructura poblacional en Colombia . Para esto se colectaron 34 aislamientos del pseudohongo en cultivos de rosas ubicados en Antioquia y la sabana de Bogotá y se extrajo su ADN, para proceder a la amplificación mediante PCR de la región ITS del ADNr utilizando los primers especieespecíficos PS3 y PS1. Dichos productos se emplearon tanto para su secuenciación directa como para la evaluación de variabilidad genética mediante la técnica PCRRFLP, resultados que se complementaron con la utilización de los marcadores RAPD y RAMS. La presencia de un amplicón de aproximadamente 700 pb que compartió un porcentaje de identidad del 100% con secuencias depositadas en el GenBank, permitió confirmar a los aislamientos como pertenecientes a Peronospora sparsa, mientras que el análisis de RFLP, RAPD y RAMS indicó un muy bajo nivel de variabilidad entre todos los aislamientos, concluyéndose que la población de P. sparsa en Colombia es predominantemente clonal.
Downy mildew of roses is the most restrictive disease of this crop in Colombia . Although some studies have been carried out on the epidemiology of this disease, one of the fields less studied is the level of variability of its causal agent. The knowledge of this aspect is fundamental to define management strategies, especially those related with the genetic resistance and the chemical control. The objectives of this research were to confirm the taxonomic identity of the causal agent of downy mildew of rose and to deepen in the knowledge of their population structure in Colombia. Thirtyfour isolates of the pseudofungi were collected in rose crops located in Antioquia and the Savanna of Bogota and their DNA was extracted to amplify by PCR the ITS region of the DNAr using the species-specific primers PS3 and PS1. The products were used for their direct sequencing and to evaluate genetic variability by PCR-RFLP. Additionally the study was complemented throught RAPD and RAMS markers. Presence of a band of approximately 700 pb that shared a percentage of identity of 100% with sequences deposited in the GenBank, allowed to confirm the identity of the isolates as belonging to Peronospora sparsa, while the analysis of RFLP, RAPD and RAMS indicated a very low level of variability among all the isolates, concluding that the population of P. sparsa in Colombia is predominantly clonal.
RESUMO
La gota o tizón tardío causado por Phytophthora infestans es una de lasenfermedades más limitantes en diversos cultivos de solanáceas en el mundo.Este patógeno es especialmente problemático en las zonas andinas altas,donde dichos cultivos se desarrollan bajo condiciones de alta humedad ysiembra continua durante todo el año. El objetivo de este trabajo fue aumentarla información disponible sobre la biología de P. infestans, especialmente conrespecto a su variabilidad genética en el suroeste de Colombia, región dondeconfluyen cultivos de diferentes solanáceas susceptibles a este patógeno.La evaluación se realizó mediante la utilización de marcadores molecularesAFLP con las enzimas de restricción EcoRI y MseI y diferentes combinacionesde cebadores. Los resultados obtenidos indicaron un bajo nivel de variacióngenética entre los 26 aislamientos evaluados, presentándose sólo 18 bandaspolimórficas de los 135 amplicones obtenidos (13,43%), un índice dediversidad de Nei de 0,04 y un índice de Shannon de 0,06. A pesar del altogrado de similitud encontrado en la población, el dendrograma generado porel método UPGMA permitió dividir la población en dos grandes grupos.El primero de ellos presentaba aislamientos procedentes de papa (Solanumtuberosum y Solanum phureja), mientras que el segundo incluyó soloaislamientos obtenidos de tomate de árbol (Solanum betaceum). Uno de losaislamientos evaluados (C8) no se agrupó con ninguno de los anterioresgrupos, aunque compartió un alto nivel de similitud con éstos (0,86).Los resultados apoyan la hipótesis de la estructuración poblacional deP. infestans en función del hospedante; sin embargo, esta situación requiereser verificada con evaluaciones de patogenicidad cruzada(AU)
Late blight caused by Phytophthora infestans is one of the most limitingdiseases in solanaceous crops in the world. This pathogen is a mainconstraint in the highland Andes, where these plants are grown under highhumidity conditions and continuous cropping. The aim of this research was toincrease the available information on the biology of P. infestans, specifically onits level of genetic variation in south-western Colombia, an area where varioussolanaceous crops susceptible to this pathogen converge. The study wascarried out by using AFLP molecular markers with the restriction enzymesEcoRI and MseI and different primer combinations. Results indicated a lowlevel of genetic variation among the 26 isolates evaluated, with only 18polymorphic bands out of 135 amplicons obtained (13.43%), a Nei´s geneticdiversity index of 0.04, and a Shannon´s information index of 0.06. The UPGMA dendrogram allowed dividing the population in two main groups,the first of them having the isolates collected from potato (Solanum tuberosumand Solanum phureja), while the second one included isolates obtained fromtree tomato (Solanum betaceum). One of the isolates (C8) was located outsideof these groups, although it shared a high level of similarity with them (0.86).The results support the hypothesis of population structure of P. infestansbased on host; however, this situation needs to be verified with crosspathogenicity assays(AU)
