Begomoviroses no cultivo do tomateiro no brasil : variabilidade e caracterização de novas espécies virais e diversidade do vetor bemisiatabaci

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2015.O tomateiro (Solanumlycopersicum L., família Solanaceae) é a principal hortaliça produzida no Brasil. Embora cultivado em todos os estados em maior ou menor escala, os principais produtores são Goiás, São Paulo e Minas Gerais. O Brasil é o oitavo maior produtor mundial, com aproximadamente 65 mil hectares cultivados e produção que atinge aproximadamente 4,2 milhões de toneladas. No entanto, um dos principais entraves para o aumento de produção do tomateiro no país têm sido as perdas ocasionadas por um complexo de espécies virais do gênero Begomovirus, transmitidas por um recentemente caracterizado complexo de espécies crípticas da mosca-branca (Bemisiatabaci). O presente trabalho apresenta um panorama da diversidade de espécies de Begomovirus entre os anos de 2001 e 2015 nas diferentes regiões de cultivo do tomateiro após a invasão de populações exóticas de B. tabaci. Amostras foliares exibindo sintomas similares aos induzidos por infecção por begomovírus foram coletadas nas principais áreas produtoras, englobando todas as cinco regiões geográficas do Brasil. Todos os 1.055 isolados caracterizados apresentaram genoma bipartido típicos do Novo Mundo, não havendo um único registro de espécies com genoma monopartido. Embora as duas espécies virais predominantes tenham sido reportadas em todas as regiões, existe uma clara regionalização ecológica, sendo Tomatomottleleafcurlvirus de ocorrência mais frequente em condições de clima mais quente e Tomatosevererugosevirus predominante em condições de clima tropical de altitude e subtropical. Alguns vírus descritos antes da década de 1990 e algumas espécies reportadas causando as primeiras epidemias em tomateiro no Brasil após o ingresso de B. tabaci MEAM 1 no país não foram encontrados em nosso levantamento, sugerindo que determinadas espécies apresentaram ciclos epidêmicos transitórios e que posteriormente perderam importância epidemiológica e muitas estando provavelmente extintas em condições naturais. Como segunda parte do trabalho, o genoma completo do componente DNA-A de quatro novas espécies de begomovírus típicos do Novo Mundo foi descrito: Chino del tomate Amazonas virus (CdTAV), Tomatogoldenleafdistortionvirus (ToGLDV), Tomatogoldenleaf spot virus (ToGLSV)e Tomatobrightyellowmottlevirus (ToBYMoV). Também foram apresentados quatro novos variantes do begomovírus bipartido típico de malváceas Sida yellow net virus (SiYNV) infectando tomateiro, sendo este o primeiro registro formal de S. lycopersicum como hospedeira natural de SiYNV. Além disso, o presente trabalho engloba um levantamento da diversidade molecular de populações de B. tabacie das espécies de Begomovirus associadas com esse inseto vetor em diferentes regiões onde o tomateiro tem sido cultivado no Brasil. A análise das sequências do gene mitocondrial citocromo oxidase 1 (mtCOI) obtidas de ovos e ninfas de 62 populações de mosca-branca coletadas em tomateiros infestados indicou uma alta identidade (entre 99 e 100%) com a sequência consenso para populações da espécie MEAM 1. Outras espécies de B. tabaci nativas já descritas nos Neotrópicos não foram detectadas infestando o tomateiro em todas as regiões geográficas amostradas. Embora a diversidade de B. tabaci infestando o tomateiro tenha se mostrado extremamente reduzida, os dados de sequenciamento do DNA-A dos isolados virais presentes nas plantas infestadas indicaram a associação das diferentes populações do inseto vetor com um complexo de seis espécies de begomovírus previamente descritas.Tomato (Solanumlycopersicum L., family Solanaceae) is the main vegetable crop produced in Brazil. Although grown in every stateto a greater or lesser extent, the major producers are Goiás, São Paulo and Minas Gerais states. Brazil is the eighth largest world producer, with approximately 65,000 hectares and production that affects approximately 4.2 million tons. However, one of the major obstacle to the increase in tomato production in the country have been the losses caused by a complexof viral species in genus begomovírus, transmitte dby a recently characterized complex of cryptic species of whitefly (Bemisiatabaci). This paper presents an overview of the diversity of begomovirus species between the years 2001 and 2015 in different tomato-producing regions after the invasion of exotic populations of B. tabaci. Leaf samples displaying symptoms similar to those induced by begomovirus infection were collected in the main producing areas, including all five Brazil geographic regions. All 1.016 isolates characterized showed typical New World bipartite genome, and no record of monopartite genome species. Although the two predominant viral species have been reported in all regions, there is a clear ecological regionalization, with Tomato mottle leaf curl virus most frequently occurring in warmer weather conditions and Tomato severerugose virus predominant in highland tropical and subtropical conditions. Some viruses described before the 1990s and some species causing the first reported outbreaks in tomato in Brazil after the entry of B. tabaci MEAM 1 in the country were not found in our survey, suggesting that certain species showed transient epidemic cycles and subsequently lost epidemiological importance and many probably being extinct in natural conditions. As a second part of this work, the complete genome of DNA-A component of four new typical New World begomovirus species were described: Chino del tomate Amazon virus (CdTAV), Tomato golden leaf distortion virus (ToGLDV), Tomato golden leaf spot virus (ToGLSV) and Tomato bright yellow mottle virus (ToBYMoV). We also presented four new variants of the typical malvaceousbegomovirusSida yellow net virus (SiYNV) infecting tomato, which is the first formal record of S. lycopersicum as natural host of SiYNV. Furthermore, this work includes a survey of molecular diversity of B. tabaci populations and of begomovirus species associated with this insect vector in different regions where tomato has been grown in Brazil. Sequence analysis of mitochondrial gene cytochrome oxidase 1 (mtCOI) obtained from eggs and nymphs of 62 whitefly populations collected from tomato plants infested indicated a high identity (between 99 and 100%) to the consensus sequence for MEAM 1 species populations. Other indigenous B. tabaci species already described in Neotropics were detected infesting tomato plants in all geographic regions sampled. While B. tabaci diversity infesting tomato plants has been extremely reduced, the DNA-sequencing data of the viral isolates present in infected plants indicate the association of different insect vector populations with a complex of six species of begomovirus previously described