Plum yellow: molecular characterization of the phytoplasma and colonization model of the host

No Brasil, o cultivo de ameixeira tem atingido significativa importância econômica em termos de rentabilidade. Embora rentável, a cultura exige cuidados constantes em relação aos danos provocados por doenças. Entre elas, o \'amarelo\', causado por fitoplasmas, tem se mostrado como uma doença de relevância nos países produtores desta fruta. Em pomares comerciais localizados em Paranapanema-SP, foram observadas ameixeiras (Prunus salicina) exibindo sintomas típicos de \'amarelos\', caracterizados por superbrotamento de ramos, redução no comprimento de entrenós, além de amarelecimento, deformação e redução do limbo foliar. Com objetivo de identificar o fitoplasma e determinar o modelo de colonização do hospedeiro pelo patógeno foi desenvolvido o presente estudo. Para isto, em três pomares, foram amostradas plantas sintomáticas, assintomáticas e sadias, pertencentes às variedades Gulfblaze e Azteca. O DNA total foi extraído de folhas e ramos e usado em duplo PCR com os iniciadores R16mF2/mR1 e R16F2n/R2, visando a detecção do fitoplasma. Os resultados confirmaram a presença de fitoplasma pela amplificação de fragmentos de DNA de 1,2 kb do gene 16S rRNA. Os produtos de PCR gerados por dez isolados de fitoplasmas de cada variedade foram clonados e três clones de cada isolado foram sequenciados. Uma vez que nenhum polimorfismo foi encontrado, uma sequência consenso foi selecionada para cada isolado e um isolado foi escolhido como representativo para cada variedade. Estas sequências foram designadas por PlY-BR01 e PlY-BR02, com 1.246 pb, e depositadas no GenBank sob os números de acesso KF499086 e KF499087, respectivamente. A sequência do 16S rRNA do fitoplasma da ameixeira apresentou 100% de identidade com o fitoplasma representante do grupo 16SrI-B (AY265208). A análise de RFLP virtual e o cálculo do coeficiente de similaridade, permitiram classificar o fitoplasma da ameixeira no grupo 16SrI-B. A análise filogenética revelou que o mesmo está estritamente relacionado ao subgrupo 16SrI-B. No estudo da colonização das plantas pelo patógeno, amostras da copa e raiz foram coletadas mensalmente, durante um ano, de plantas infectadas das variedades Gulfblaze e Azteca. O DNA total foi extraído e submetido ao PCR em Tempo Real com os iniciadores UniRNAForward/UniRNAReverse, para quantificar o fitoplasma nos tecidos do hospedeiro. O fitoplasma foi detectado tanto em amostras de copa como de raiz, em todas as árvores infectadas de ambas as variedades. A concentração do mesmo nos tecidos vegetais variou de 5,77x105 a 1,93x109 e 6,18x105 a 3,92x109 N°cópias/100 ng de DNA total, na copa e na raiz, respectivamente. O experimento mostrou uma flutuação sazonal na concentração do fitoplasma, sendo as maiores concentrações encontradas no verão, embora o fitoplasma tenha permanecido na parte aérea do hospedeiro mesmo no período mais frio, que compreende a fase de dormência da planta. Com base nestes resultados, ficou evidente que as amostras retiradas da copa e coletadas durante o período mais quente do ano são as mais adequadas para os procedimentos de detecção do fitoplasma, visando confirmar a diagnose feita com base na sintomatologia.In Brazil, the cultivation of plum trees has achieved significant economic importance in terms of profitability. Although profitable, the culture demands attention in relation to damages provoked by diseases. Among them, the \'yellow\', caused by phytoplasmas, is a relevant disease present in the plum producing countries. In commercial orchards located in Paranapanema-SP region, were observed plum trees (Prunus salicina) exhibiting typical symptoms of \'yellow\', characterized by intense shoot proliferation, shortened internodes, generalized yellowing, leaf malformation and small leaves. The present study was conducted in order to identify the phytoplasma associated with symptomatic plants and determine the pattern of host colonization by the pathogen. Therefore, were sampled symptomatic, asymptomatic and healthy plants of the varieties Gulfblaze and Azteca, grown in three commercial orchards. Total DNA was extracted from leaves and shoots and submitted to nested PCR primed with R16mF2/mR1 and R16F2n/R2, in order to detect phytoplasma. The results confirmed the presence of phytoplasma by amplification of DNA fragments of 1.2 kb from 16S rRNA gene. The PCR products generated by ten phytoplasma isolates of each variety were cloned and three clones of each isolate were sequenced. Since no polymorphism was found, a consensus sequence was selected for each isolate and an isolate was chosen as representative for each variety. These sequences were designated by PlYBR01 and PlY-BR02, with 1,246 bp, and deposited in GenBank under the accession numbers KF499086 and KF499087, respectively. The sequence of the 16S rRNA of the phytoplasma founded in plum trees showed 100% identity with the phytoplasma representative of 16SrI-B group (AY265208). The virtual RFLP analysis and the calculation of the similarity coefficient, allowed classify the phytoplasma present in plum trees as a member of 16SrI-B group. Phylogenetic analysis supported that this phytoplasma is closed related to the 16SrI-B subgroup. In the study about plant colonization, the samples from leaves, shoots and root were monthly collected, for one year, from the infected plants of the varieties Gulfblaze and Azteca. Total DNA was extracted and submitted to the Real Time PCR with primers UniRNAForward/UniRNAReverse, in order to quantify phytoplasma in host tissues. The phytoplasma was detected in both aerial parts and roots in all infected trees of the two varieties. The concentration of the pathogen in plant tissues ranged from 5.77 x105 to 1.93 x109 and 6.18 x105 to 3.92 x109 N°copies/100ng total DNA in aerial parts and roots, respectively. The experiment showed a seasonal fluctuation in the concentration of the phytoplasma in plants, with the highest concentrations found in summer, although the phytoplasma have remained in the shoots of the host even in the coldest period, comprising the dormant phase of the plant. Based on these results, it was evident that the samples collected from the aerial parts and during the hottest period of the year are the most appropriate for detection of phytoplasma to confirm the diagnosis based on symptomatology