Comparative analysis of the recombination patterns of five species of the genus Potyvirus

Plant viruses utilize a range of evolutionary mechanisms to generate genetic variability. Among these mechanisms, recombination can be extremely important, since it accelerates the viral evolution through the emergence of new genomic combinations. The aim of this work was to estimate the recombination frequency in genomes of potyviruses obtained from plants collected in several countries and to identify recombination hot- and coldspots throughout the viral genomes. Nucleotide sequences corresponding to full-length genomes of five distinct species were analyzed: Bean common mosaic virus, Lettuce mosaic virus, Plum pox virus, Sugarcane mosaic virus and Watermelon mosaic virus. Viral genomes were obtained from GenBank by using Taxonomy Browser. The data sets were aligned using the Muscle module contained in the Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) program and recombination events were detected using the Recombination Detection Program version 4 (RDP4). All species datasets showed a high number of recombination events suggesting that this mechanism contributes significantly to the levels of genetic variability observed within and among potyvirus populations. The frequent occurrence of recombination may result in a wider viral host range or even in overcoming plant defenses. In this context, the present study provides relevant information to guide the genetic breeding of potyvirus host plants.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Vírus de plantas utilizam diversos mecanismos evolutivos para gerar variabilidade genética. Dentre esses mecanismos, a recombinação pode ser extremamente importante, pois acelera a evolução viral por meio do surgimento de novas combinações genômicas. O objetivo deste trabalho foi estimar a frequência de recombinação em genomas de potyvírus obtidos de plantas coletadas em vários países e identificar sítios frequentes “hotspots” e não frequentes “coldspots” de recombinação ao longo dos genomas virais. Sequências de nucleotídeos correspondentes aos genomas completos de cinco espécies distintas foram analisadas: Bean common mosaic virus, Lettuce mosaic virus, Plum pox virus, Sugarcane mosaic virus e Watermelon mosaic virus. Os genomas virais foram obtidos do GenBank por meio da ferramanta Taxonomy Browser. Os conjuntos de dados foram alinhados utilizando-se o módulo Muscle contido no programa Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) e os eventos de recombinação foram detectados utilizando-se o Recombination Detection Program versão 4 (RDP4). Todos os conjuntos de dados de espécies analisados apresentaram um elevado número de eventos de recombinação sugerindo que esse mecanismo contribui significativamente para os níveis de variabilidade genética observados dentro e entre populações de potyvírus. A ocorrência frequente de recombinação pode resultar na ampliação da gama de hospedeiros ou mesmo na suplantação da resistência de plantas. Neste contexto, o presente estudo fornece informações relevantes para o nortear o melhoramento genético de plantas hospedeiras de potyvírus