Studies on begomovirus transmission via seed in Sida spp

A família Geminiviridae é composta por vírus com genoma de DNA circular de fita simples, encapsidado por uma única proteína estrutural em partículas icosaédricas geminadas. A família é dividida em sete gêneros com base no tipo de inseto vetor, gama de hospedeiros, organização genômica e relacionamento filogenético. Os vírus pertencentes ao gênero Begomovirus possuem um ou dois componentes genômicos e são transmitidos pela mosca-branca Bemisia tabaci a plantas dicotiledôneas. Os begomovírus infectam naturalmente diversas espécies de plantas não-cultivadas, como Sida spp. e Macroptilium spp. Estes hospedeiros não-cultivados podem abrigar populações virais com uma maior diversidade genética. Entretanto, algumas populações virais parecem estar confinadas em determinadas espécies de plantas não-cultivadas. Com base na observação de plantas não-cultivadas emergindo no campo com sintomas de infecção por begomovírus, aparentemente na ausência do inseto vetor, e em relatos recentes de transmissão de begomovírus via semente em batata-doce, feijoeiro e tomateiro, este estudo teve como objetivo analisar a presença de begomovírus em sementes de Sida acuta e Sida rhombifolia, bem como a transmissão desses vírus via semente. Um total de 39 plantas dessas duas espécies, apresentando sintomas típicos da infecção por begomovírus, foram coletadas em Viçosa, MG, em dezembro de 2013, e transferidas para casa-de-vegetação. A infecção viral foi confirmada em 38 plantas por meio de extração de DNA total de tecido foliar seguido de amplificação por círculo rolante (rolling-circle amplification, RCA). Os produtos da amplificação foram clonados e sequenciados, confirmando-se a infecção pelo Sida yellow mosaic virus (SiYMV) nas plantas de S. rhombifolia e pelo Sida yellow leaf curl virus (SiYLCV) nas plantas de S. acuta. Aproximadamente 320 mil sementes foram coletadas das 38 plantas infectadas. As sementes foram tratadas superficialmente com hipoclorito de sódio ou com ácido sulfúrico e foram maceradas em grupos de 20, 30 ou 200 sementes. O DNA total extraído de aproximadamente 80 mil sementes foi utilizado para detecção viral via RCA, com resultados negativos. DNA total foi extraído também de flores inteiras e de tecidos florais (sépalas, pétalas, estames, estiletes e ovários) das plantas infectadas, e utilizado para detecção viral com resultados positivos em todos os casos. Sementes proveniente das plantas infectadas foram tratadas com ácido sulfúrico, germinadas e 269 plântulas provenientes dessas sementes foram avaliadas para a presença dos vírus via RCA e PCR, com resultados negativos. Em conjunto, os resultados indicam que o SiYMV e o SiYLCV são capazes de infectar os tecidos florais de Sida rhombifolia e de Sida acuta, respectivamente, entretanto não são transmitidos pelas sementes desses hospedeiros.The family Geminiviridae is comprised of viruses with a circular, single-stranded DNA genome encapsidated by a single structural protein in geminate, icosahedral particles. The family is divided into seven genera base on the type of insect vector, host range, genomic organization and phylogeny. Viruses classified in the genus Begomovirus have one or two genomic components and are transmitted in nature by the whitefly Bemisia tabaci to dicot plants. Begomoviruses naturally infect several non-cultivated hosts, such as Sida spp. and Macroptilium spp. These non-cultivated hosts may harbor viral populations with a high degree of genetic diversity. Nevertheless, some viral populations seem to be confined to certain species of non- cultivated plants. Based on the observation of non-cultivated plants newly emerged in the field already showing symtpoms of begomovirus infection, apparently in the absence of the insect vector, and on recent reports of seed transmission of begomoviruses in sweet potato, bean and tomato, the objective of this study was to analyze the presence of begomoviruses in seeds of Sida acuta and Sida rhombifolia, as well as the transmission of these viruses by seed. A total of 39 plants of these two species, displaying typical symptoms of infection by begomoviruses, were collected in Viçosa, MG, on December 2013, and transferred to a greenhouse. Viral infection was confirmed in 38 of these plants by total DNA extraction followed by rolling- circle amplification (RCA) of complete viral genomes. Amplification products were cloned and sequenced, confirming infection of S. rhombifolia by Sida yellow mosaic virus (SiYMV) and of S. acuta by Sida yellow leaf curl virus (SiYLCV). Approximately 320,000 seeds were collected from the 38 infected plants. The seeds were surface-sterilized with sodium hypochloride or sulphuric acid, and were ground in groups of 20, 30 or 200 seeds. Total DNA extracted from approximately 80,000 seeds was used for viral detection by RCA, with negative results. Total DNA was also extracted from whole flowers and from flower tissues (sepals, petals, stamens, styles and ovaries) from infected plants and used for viral detection, with positive results in all cases. Seeds from infected plants were treated with sulphuric acid, germinated and 269 plantlets from these seeds were evaluated for the presence of virus by RCA and PCR, with negative results. Together, these results indicate that SiYMV and SiYLCV are capable of infecting the flower tissues of Sida rhombifolia and Sida acuta, respectively, however they are not transmitted by seeds in these hosts.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio