Estrutura Genética de Populações dos Begomovírus Tomato mottle leaf curl virus Infectando Tomate (Solanum lycopersicum) e Sida mottle Alagoas virus EM Sida spp. no BRASIL

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
PROTEÇÃO DE PLANTAS

MAYRA MACHADO DE MEDEIROS FERRO

ESTRUTURA GENÉTICA DE POPULAÇÕES DOS BEGOMOVÍRUS
Tomato mottle leaf curl virus INFECTANDO TOMATE (Solanum
lycopersicum) E Sida mottle Alagoas virus EM Sida spp. NO BRASIL

Rio Largo - AL
2015

MAYRA MACHADO DE MEDEIROS FERRO

ESTRUTURA GENÉTICA DE POPULAÇÕES DOS BEGOMOVÍRUS
Tomato mottle leaf curl virus INFECTANDO TOMATE (Solanum
lycopersicum) E Sida mottle Alagoas virus EM Sida spp. NO BRASIL

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa
de Pós Graduação em Proteção de Plantas do
Centro de Ciências Agrárias da Universidade
Federal de Alagoas como requisito parcial para
obtenção do grau de Mestre em Proteção de
Plantas.
Orientadora: Prof. Dra. Iraildes Pereira Assunção
Coorientador: Dr. Roberto Ramos Sobrinho

Rio Largo - AL
2015

AGRADECIMENTOS

A Deus, acima de tudo, por sempre me guiar em todos os momentos da minha trajetória e por
dar-me coragem para enfrentar todos os desafios;
Aos meus queridos pais, Benedito Ferro e Rosangela Ferro, pelo amor, incentivo e apoio em
todas as horas;
Aos meus irmãos Mayara Ferro e Madson Ferro por sempre estarem ao meu lado;
A todos familiares e amigos que contribuíram para meu crescimento;
Aos professores Drs. Iraildes Pereira Assunção e Gaus Silvestre de Andrade pela
oportunidade, confiança, orientação, ensinamentos que foram fundamentais para minha
formação. Serei sempre grata;
Ao Dr. Roberto Ramos pela amizade, pelos ensinamentos, orientação e apoio durante minha
trajetória no mestrado. Serei sempre grata;
A Dra. Sarah Cavalcanti e o Dr. Leonardo Barbosa pela amizade e pelos ensinamentos;
Aos meus amigos Lucas Jobim, Aline Marques, Nayana Bruschi e Janaíne Rossane pelo
companheirismo no dia-a-dia, pelos momentos de alegria, aprendizado e por tornarem tudo
mais prazeroso;
A todos do Laboratório de Fitopatologia Molecular e Virologia Vegetal: Jaqueline Figueredo,
Maria Jussara, Fred, Antônio, Lourdes Regina, Josi, Renato Nascimento, Ana, Tamires,
Laura, Jackeline Laurentino, Gilberlan, Jecylene Tomé, Daniel, pela amizade, ajuda mútua e
ensinamentos durante todo esse período;
A todos os professores do Programa de Pós-graduação em Proteção de Plantas CECA-UFAL
pelos conhecimentos passados, que contribuíram para a minha formação;
A todos os meus colegas do Programa de Pós-graduação em Proteção de Plantas do CECAUFAL;
A CAPES pela bolsa de mestrado concedida, o que me permitiu adquirir inúmeros
conhecimentos incluindo os fundamentais para a realização desse trabalho;
A todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.

Obrigada!

RESUMO
O tomateiro (Solanum lycopersicon) é uma cultura de grande importância em regiões
tropicais e subtropicais. Os begomovírus estão entre os patógenos mais prejudiciais que
infectam essa cultura, sendo considerado fator limitante em áreas produtoras de tomate. Os
begomovírus são transmitidos por mosca-branca, são fitovírus de DNA circular de fita
simples, com hospedeiros selvagens/não-cultivados desempenhando um papel epidemiológico
relevante, atuando como reservatórios desses vírus. Recentemente, tem sido demostrado que
begomovírus brasileiros que infectam tomate são segregados biogeograficamente, com
diferentes espécies virais predominantes em diferentes áreas de tomateiro. O presente estudo
teve como objetivo determinar a diversidade e estrutura genética de populações de
begomovírus infectando tomateiro e Sida spp. em diferentes áreas produtoras de tomate no
Nordeste do Brasil. Amostras foliares de tomate e Sida spp. (associadas aos campos de cultivo
de tomate) foram coletadas em três diferentes estados do Nordeste do Brasil em 2014. DNA
total foi extraído e usado como molde para amplificação dos genomas virais por círculo
rolante. Estes genomas foram clonados e sequenciados comercialmente por primer walking.
Para atribuir corretamente taxonomia aos novos isolados, foram utilizadas comparações
pareadas do genoma completo com outros begomovírus previamente relatados. Alinhamentos
múltiplos de sequências nucleotídicas foram preparados para o conjunto de dados DNA-A,
CP e Rep de cada uma das espécies virais. Foram realizadas análises filogenéticas, de
variabilidade genética, de recombinação e de pressão de seleção. Um total de 30 clones
correspondentes ao DNA-A foi obtido. Comparações pareadas indicaram a presença de
apenas duas espécies de begomovírus: Tomato mottle leaf curl virus (ToMoLCV) a partir de
amostras de tomate; e Sida mottle Alagoas virus (SiMoAV) em plantas de Sida spp. Árvores
filogenéticas bayesianas mostraram que isolados de ToMoLCV e SiMoAlV estavam
estruturados segundo região geográfica, sendo confirmado pelos altos valores de Fst
[Fst(ToMoLCV) = 0,51 e Fst(SiMoAlV) = 0,75]. As populações de ToMoLCV e SiMoAlV
apresentaram alta variabilidade genética, com o gene Rep sendo o mais variável. Eventos de
recombinação foram detectados apenas entre os isolados de ToMoLCV, com breakpoints
ocorrendo na Região Comum e Rep. A seleção negativa ou purificadora foi identificada como
a principal força seletiva atuando na CP e Rep das populações de ToMoLCV e SiMoAlV. O
presente estudo confirmou que ToMoLCV é o principal begomovírus infectando plantas de
tomate no Nordeste do Brasil, e mostrou que Sida spp. parecem não contribuir para epidemias
de ToMoLCV em tomate.
Palavras-chave: geminivírus, plantas não-cultivadas, variabilidade genética, estruturação de
população.

ABSTRACT
Tomato (Solanum lycopersicon) is an important crop in tropical and subtropical regions.
Begomoviruses are among the most damaging pathogens infecting this crop, being considered
limiting factor in tomato fields. Begomoviruses are whitefly-transmitted, single-stranded
DNA plant viruses, with wild/non-cultivated hosts playing a crucial epidemiological role,
acting as begomovirus reservoirs. Recently, it has been shown that Brazilian begomoviruses
infecting tomatoes are biogeographically segregated, with different viral species being
prevalent in different tomato-growing areas. The present study aimed to determine the
diversity and genetic structure of begomovirus populations infecting tomato and Sida spp. in
different tomato fields in northeastern Brazil. Foliar samples of tomato and Sida spp. near
tomato fields were collected in three different states in northeastern Brazil in 2014. Total
DNA was extracted and used as a template for rolling-circle amplification of begomovirus
genomes. These genomes were cloned and sequenced commercially by primer walking. To
properly assign taxonomy to the novel isolates, full-length genome pairwise comparisons with
previously reported begomoviruses was used. Multiple sequence alignments were prepared
for the full-length DNA-A, and for the CP and Rep coding sequences of each viral species.
Phylogeny, genetic variability, recombination and selection pressure analyses were
performed. A total of 30 clones of DNA-A genomic component was obtained. Pairwise
comparisons indicated the presence of only two begomovirus species: Tomato mottle leaf curl
virus (ToMoLCV) from tomato samples; and Sida mottle Alagoas virus (SiMoAV) in Sida
spp. plants. Bayesian phylogenetic trees showed that ToMoLCV and SiMoAlV isolates were
structured according to geographical region, which was confirmed by high Fst values
[Fst(ToMoLCV) = 0.51 and Fst(SiMoAlV) = 0.75]. ToMoLCV and SiMoAlV populations showed
high genetic variability, with the Rep gene of ToMoLCV being the most variable.
Recombination events were detected only among ToMoLCV isolates, with recombination
breakpoints occurring in the Common Region and Rep. Negative or purifying selection was
identified as the major selective force acting on CP and Rep in both ToMoLCV and
SiMoAlV. The present study confirmed that ToMoLCV is the main begomovirus infecting
tomato plants in northeastern Brazil, and showed that Sida spp. seems do not contribute to
ToMoLCV outbreaks in tomato.
Key words: geminivirus, non-cultivated plants, genetic variability, population structure.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Representação esquemática do genoma do Bean golden yellow mosaic virus (BGYMV),
espécie-tipo do gênero Begomovirus. ..............................................................................................................17

Figura 2 - Matriz bidimensional representando porcentagem de identidade de comparações
pareadas de sequências nucleotídicas do DNA-A coletadas nos estados da PB com amostras
de begomovírus disponíveis no GenBank ................................................................................................47
Figura 3 - Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada no DNA-A do ToMoLCV,
mostrando a formação de dois grupos distintos. Grupo 1 = isolados obtidos em MG, PE, BA e
PB; Grupo 2 = isolados obtidos no DF e PE. ..........................................................................................48
Figura 4 - Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF CP do ToMoLCV,
mostrando a formação de dois grupos distintos. Grupo 1 = isolados obtidos em MG, BA e PB;
Grupo 2 = isolados obtidos no DF e PE ....................................................................................................49
Figura 5 - Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF Rep do ToMoLCV,
mostrando a formação de dois grupos distintos. Grupo 1 = isolados obtidos na PB; Grupo 2 =
isolados obtidos na PB, MG, DF, PE e BA ..............................................................................................50
Figura 6 - Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada no DNA-A do SiMoAlV,
mostrando a formação de dois grupos distintos de acordo com a origem geográfica. Grupo 1 =
isolados obtidos na PB; Grupo 2 = isolados obtidos em AL...............................................................51
Figura 7 - Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF CP do SiMoAlV,
mostrando a formação de dois grupos distintos de acordo com a origem geográfica. Grupo 1 =
isolados obtidos na PB; Grupo 2 = isolados obtidos em AL...............................................................52
Figura 8 - Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF Rep do SiMoAlV,
mostrando a formação de dois grupos distintos de acordo com a origem geográfica. Grupo 1 =
isolados obtidos na PB; Grupo 2 = isolados obtidos em AL...............................................................53
Figura 9 - Análise reticulada baseada no DNA-A do ToMoLCV .....................................................54
Figura 10 - Análise reticulada baseada na ORF CP do ToMoLCV ..................................................55
Figura 11 - Análise reticulada baseada na ORF Rep do ToMoLCV. ...............................................56
Figura 12 - Análise reticulada baseada no DNA-A do SiMoLCV ....................................................57
Figura 13 - Análise reticulada baseada no DNA-A do SiMoLCV ....................................................58
Figura 14 - Análise reticulada baseada no DNA-A do SiMoLCV ....................................................59

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Amostras de begomovírus provenientes do estado da Paraíba coletadas neste
trabalho ...............................................................................................................................................................41
Tabela 2 - Sequências de begomovírus acessadas no banco de dados não-redundante
Genbank...............................................................................................................................................................43
Tabela 3 - Variabilidade genética dos begomovírus ToMoLCV e SiMoAlV infectando
hospedeiros cultivados e não-cultivados...................................................................................................44
Tabela 4 - Eventos de recombinação detectados entre os ToMoLCV coletados para esse
trabalho e os ToMoLCV acessados do Genbank....................................................................................45
Tabla 5 - Sítios selecionados positiva e negativamente nas ORFs CP e Rep das subpopulações
específicas de ToMoLCV e SiMoAlV ......................................................................................................46

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .........................................................................................................................................10
2 REVISÃO DA LITERATURA ...........................................................................................................12
2.1 A cultura do tomate ..................................................................................................................................12
2.2 A família Geminiviridae .........................................................................................................................13
2.3 Organização genômica e papel desempenhado pelas proteínas dos Begomovirus.... ...........16
2.4 Replicação viral. .......................................................................................................................................19
2.5 Variabilidade e estrutura genética de populações de begomovírus ...........................................21
2.5.1 Mutação. ..................................................................................................................................................21
2.5.2 Recombinação........................................................................................................................................22
2.5.3 Pseudorecombinação............................................................................................................................24
2.6 Diversidade de begomovírus infectando plantas tomateiro e plantas não-cultivadas no
Brasil.........................................................................................................................................26
3 MATERIAL E MÉTODOS. ..................................................................................................................30
3.1 Coleta do material vegetal. ....................................................................................................................30
3.2 Clonagem e sequenciamento do genoma completo de begomovirus. .......................................30
3.3 Análise de sequências e demarcação de espécies. ..........................................................................31
3.4 Análise filogenética. ................................................................................................................................31
3.5 Estrutura genética e índices de variabilidade. ..................................................................................32
3.6 Análises de recombinação. ....................................................................................................................32
3.7 Análise de seleção. ...................................................................................................................................32
4 RESULTADOS ...........................................................................................................................................33
4.1 Demarcação da espécie. ..........................................................................................................................33
4.2 Filogenia. ....................................................................................................................................................33
4.3 Diversidade genética................................................................................................................................34
4.4 Recombinação. ..........................................................................................................................................34
4.5 Análise de seleção. ...................................................................................................................................35
5 DISCUSSÃO ................................................................................................................................................36
6 CONCLUSÃO .............................................................................................................................................40
REFERÊNCIAS.................................................................................................................................60

1 INTRODUÇÃO

O tomateiro (Solanum lycopersicon) (Lycopersicon esculentum Mill.) é uma hortaliça
pertencente à família Solanaceae sendo de elevada importância socioeconômica. O tomate
possui propriedades alimentícias benéficas para a saúde humana, além de ser reconhecida
como poderosa fonte geradora de emprego e renda em todos os segmentos de sua cadeia
produtiva (SILVA; GIORDANO, 2000). Destaca-se entre as hortaliças cultivadas no Brasil
em área plantada (65,2 mil hectares) e em produção (4,2 milhões de toneladas), sendo
cultivado em todas as regiões brasileiras sob diferentes sistemas de manejo (IBGE, 2014).
A cultura do tomate exige constante manejo, pois está sujeita a vários problemas
fitossanitários. Dentre as doenças que afetam o tomateiro, as de origem viral são aquelas que
apresentam maior dificuldade no controle, além de serem responsáveis por perdas econômicas
significativas em todo o mundo. Entre as viroses de maior importância econômica destacamse as geminiviroses, que ocorrem em todas as regiões produtoras de solanáceas no Brasil
(INOUE-NAGATA; ÁVILLA; VILLAS BÔAS, 2009).
A família Geminiviridae engloba vírus cujo genoma é constituído por DNA circular
de fita simples, encapsidado por uma única proteína estrutural que confere à partícula uma
estrutura icosaédrica geminada (STANLEY et al., 2005). A família é composta pelos gêneros
Becurtovirus,

Begomovirus,

Curtovirus,

Eragrovirus,

Mastrevirus,

Topocuvirus

Turncurtovirus, sendo que três desses gêneros foram incluídos mais recentemente na família
(VARSANI et al., 2014). Essa divisão é baseada em características como gama de
hospedeiros, tipo de inseto vetor, organização genômica e relacionamento filogenético
(STANLEY et al., 2005). Os begomovírus possuem um (monossegmentados) ou dois
(bissegmentados) componentes genômicos, são transmitidos pela mosca-branca Bemisia
tabaci e infectam plantas dicotiledôneas. Os begomovírus bissegmentados são compostos por
DNA-A e DNA-B. No DNA-A encontram-se os genes envolvidos na replicação e
encapsidação da progênie viral, enquanto no DNA-B encontram-se os genes responsáveis
pelos movimentos intra e intercelular (LAZAROWITZ, 1992). Ambos os componentes são
requeridos para a infecção sistêmica do hospedeiro.
Na década de 1970, foi feito o primeiro relato de begomovírus em tomateiro no Brasil
(COSTA, 1975). O vírus foi caracterizado e denominado como Tomato golden mosaic virus
(TGMV). A partir da década de 1990, prejuízos causados por este grupo de vírus ganharam
destaque no Brasil, sendo atualmente reconhecidas diversas espécies de begomovírus
infectando o tomateiro (MORALES, 2006; NAVAS-CASTILLO; FIALLO-OLIVÉ;

SÁNCHEZ-CAMPOS, 2011; ROCHA et al., 2013). Este aumento na incidência ocorreu
devido à introdução de uma nova espécie (biótipo B) de mosca-branca no Brasil (FRANÇA;
VILLAS BÔAS; CASTELO-BRANCO, 1996).
Além de infectarem plantas cultivadas, os begomovírus também infectam outras
hospedeiras como plantas não-cultivadas, principalmente aquelas pertencentes às famílias
Malvaceae, Euphorbiaceae e Fabaceae (MORALES; ANDERSON, 2001). Alguns estudos
demonstraram que begomovírus provenientes de plantas não-cultivadas podem ser
transmitidos para espécies cultivadas através do inseto vetor (CASTILLO-URQUIZA et al.,
2007; COTRIM et al., 2007).
A diversidade genética dos begomovírus que infectam plantas cultivadas e/ou nãocultivadas no Brasil é alta (AMBROZEVICIUS et al., 2002; CALEGARIO, 2004;
CASTILLO-URQUIZA, 2008; LIMA et al., 2013; ROCHA et al., 2013; RAMOSSOBRINHO et al., 2014) podendo ser resultante de eventos de recombinação e
pseudorecombinação entre os begomovírus em infecções mistas (AMBROZEVICIUS, et al,
2002, ZHOU et al., 1997; FONDONG et al., 2000). A mutação, recombinação e
pseudorecombinação são as principais fontes que determinam a variação e modificam a
estrutura genética das populações dos vírus em plantas. Conhecer a estrutura e a diversidade
genética das populações de begomovírus é crucial para a compreensão das interações
vírus/vetor/hospedeiros (GARCIA-ARENAL; FRAILE; MALPICA, 2003; ROOSSINCK,
1997). Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo determinar a diversidade e
estrutura genética de populações de begomovírus infectando tomateiro (S. lycopersicum) e
espécies de Sida associadas a esta cultura em áreas produtoras na região Nordeste do Brasil.

2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A cultura do tomate

O tomate (Solanum lycopersicon) é uma hortaliça pertencente à família Solanaceae,
gênero Solanum seção Lycopersicon (PERALTA et al., 2005). Além de possuir propriedades
benéficas para a saúde humana, a cultura é reconhecida como poderosa fonte geradora de
emprego e renda em todos os segmentos de sua cadeia produtiva (SILVA; GIORDANO,
2000), o que tornou a tomaticultura uma atividade agrícola de grande importância
socioeconômica e amplamente difundida no mundo (LOPES; AVILA, 2005). É originário da
parte ocidental da América do Sul, sendo domesticado no México e introduzido na Europa no
século XVI. Mais tarde, disseminou-se da Europa para a Ásia meridional e oriental, África e
Oriente Médio (NAIKA et al., 2006). No Brasil, a hortaliça foi provavelmente introduzida por
imigrantes europeus no final do século XIX, tornando-se a segunda hortaliça em importância
econômica, sendo atualmente cultivada na maioria dos estados (FILGUEIRA, 2003).
O tomate é uma das principais hortaliças do mundo, apresentando diferentes
segmentos de produção para atender as demandas do mercado (SILVA; GIORDANO, 2000).
No ano de 2013, a produção mundial de tomates foi de 163,9 milhões de toneladas
(FAOSTAT, 2015). No Brasil, os três principais estados produtores são Goiás, Minas Gerais e
São Paulo. A produção nacional de tomate no ano de 2014 foi de 4,2 milhões de toneladas em
uma área plantada de 65,2 mil hectares, sendo o estado de Goiás o maior produtor nacional
com 1 milhão de toneladas (IBGE, 2014). A região Nordeste teve uma produção total de 684,
4 mil toneladas em uma área plantada de 16,2 mil hectares (IBGE, 2014).
Dentre os fatores que interferem na produção do tomate destaca-se o ataque de pragas
e patógenos, sendo considerada uma planta de difícil cultivo. A ocorrência de viroses atinge
diretamente a qualidade dos frutos e podem causar perdas severas na produção (INOUENAGATA; ÁVILLA; VILLAS BÔAS, 2009). Devido à dificuldade de controle, as doenças
causadas por vírus representam um dos problemas mais difíceis a serem enfrentados pelos
produtores (COLARICCIO, 2004). As geminiviroses têm causado prejuízos aos produtores de
tomate in natura e para processamento industrial em todas as regiões produtoras de tomate no
Brasil (INOUE-NAGATA; ÁVILLA; VILLAS BÔAS, 2009).

2.2 A família Geminiviridae

A família Geminiviridae é considerada uma das mais numerosas dentre os vírus de
planta, contando com mais de 325 espécies distribuídas em sete gêneros: Becurtovirus,
Begomovirus, Curtovirus, Eragrovirus, Mastrevirus, Topocuvirus e Turncurtovirus. Essa
divisão é baseada em características como gama de hospedeiros, tipo de inseto vetor,
organização genômica e relacionamento filogenético (VARSANI et al, 2014). Os membros
dessa família são caracterizados por apresentarem DNA de fita simples circular encapsidados
em partículas geminadas de morfologia icosaédrica (BROWN et al., 2012).
O gênero Mastrevirus inclui os geminivírus com um componente genômico,
transmitidos por diversas cigarrinhas (Homoptera: Cicadellidae) a plantas monocotiledôneas.
A espécie-tipo é o Maize streak virus (MSV), um vírus economicamente importante para a
cultura do milho (Zea mays). No gênero Curtovirus estão os geminivírus com um componente
genômico, transmitidos por diversas cigarrinhas (Homoptera: Cicadellidae) a plantas
dicotiledôneas. O Beet curly top virus (BCTV) é a espécie-tipo. O gênero Topocuvirus possui
uma única espécie, o Tomato pseudo-curly top virus (TPCTV), com um componente
genômico, transmitida pela cigarrinha Micrutalis malleifera (Homoptera: Auchenorrhyncha) a
plantas dicotiledôneas (STANLEY et al., 2005). O gênero Becurtovirus possui duas espécies
aceitas, o Spinach curly top Arizona virus (SpSCTV) e Beet curly top Iran virus (BCTIV),
sendo esta última a espécie-tipo. O BCTIV é transmitido pela cigarrinha Circulifer
haematoceps (Cicadellidae), existente no Mediterrâneo e Oriente Médio. O gênero
Turncurtovirus possui uma única espécie, o Turnip curly top virus (TCTV), transmitida pela
cigarrinha Circulifer haematoceps. O gênero Eragrovirus possui uma única espécie descrita, o
Eragrostis curvula streak virus (ECSV), sendo que até o presente momento nenhum inseto
vetor foi associado ao processo de transmissão (VARSANI et al., 2014).
Dentre os geminivírus, o gênero Begomovirus (espécie tipo Bean golden yellow
mosaic virus - BGYMV) é aquele que conta com o maior número de espécies (VARSANI et
al., 2014). Atualmente são reconhecidas mais de 200 espécies do gênero Begomovirus
(BROWN et al., 2015), enfatizando assim a importância desse gênero dentro da família. O
gênero Begomovirus inclui os mais importantes vírus nas regiões tropicais e subtropicais,
como: Bean golden mosaic virus (BGMV), African cassava mosaic vírus (ACMV) e Tomato
yellow leaf curl virus (TYLCV). Os begomovírus apresentam um ou dois componentes
genômicos designados DNA-A e DNA-B, são transmitidos pela mosca-branca Bemisia tabaci

(Homoptera: Aleyrodidae) e infectam plantas dicotiledôneas (STANLEY et al., 2005; FARIA
et al., 2000).
Os begomovírus são encontrados basicamente no floema das plantas infectadas,
entretanto, algumas espécies são capazes de infectar tecidos mais externos como as células do
mesófilo (NELSON; VAN BEL, 1997). Esta capacidade de colonizar o tecido epidérmico
pode ser derivada de características genéticas adquiridas por algumas espécies, como por
exemplo, o Tomato golden mosaic virus (TGMV), que é capaz de infectar células do mesófilo
e de liberar o BGMV (um vírus comumente restrito ao floema) a partir dos tecidos vasculares.
Essa capacidade de infectar células do mesófilo parece estar associada menos com a proteína
codificada pela ORF CP e mais com uma interação complexa entre a região não codificadora,
a Trap, Ren, além das proteínas de movimento (MORRA; PETTY, 2000). O Tomato yellow
spot virus (ToYSV) também invade células do mesófilo e em infecções mistas com o Tomato
rugose mosaic virus (ToRMV), o ToYSV libera para o mesófilo o ToRMV que inicialmente é
restrito ao floema (ALVES-JÚNIOR et al., 2009).
Baseado na organização genômica, diversidade genética e distribuição geográfica, os
begomovírus são divididos em dois grupos: begomovírus do “Velho Mundo” (Europa, África,
Ásia e Austrália) e do “Novo Mundo” (Américas). Os begomovírus do "Velho Mundo"
apresentam um ou dois componentes genômicos e frequentemente estão associados a
moléculas de ssDNA satélites denominados alfassatélites (anteriormente DNA-1) e
betassatélites (anteriormente DNA β) (FAUQUET; STANLEY, 2005). Srivastava et al.,
(2015) amostraram uma nova molécula de DNA satélite (RecSat) em associação com
Tobacco leaf curl Yunnan virus (TbLCYNV) infectando naturalmente plantas de tabaco.
Análise de sequência demonstrou que o satélite é uma quimera com elementos de
alfassatélites e betassatélites resultante de pelo menos três eventos de recombinação distintos,
demostrando assim a recombinação entre satélites.
A maioria dos begomovírus encontrados no "Novo Mundo" apresenta dois
componentes genômicos denominados DNA-A e DNA-B, com relatos de ocorrência de
associação a alfassatélites (PAPROTKA; METZLER; JESKE, 2010; ROMAY et al., 2010).
Recentemente, um begomovírus desprovido do componente genômico DNA-B foi relatado
causando Tomato leaf curl disease (ToLCD) no Peru e Equador. Esse vírus foi denominado
Tomato leaf deformation virus (ToLDV) e provavelmente é resultado de eventos de
recombinação e evolução convergente a partir do DNA-A do progenitor bissegmentado
(MELGAREJO et al., 2013; SÁNCHEZ-CAMPOS et al., 2013). Trata-se, portanto, do
primeiro relato de um begomovírus monopartido nativo do “Novo Mundo”.

Alfassatélites foram identificados no Brasil e na Venezuela associados aos
begomovírus bissegmentados Cleome leaf crumple virus (ClLCrV), Euphorbia mosaic virus
(EuMV) e Melon chlorotic mosaic virus (MeCMV), sendo esses os primeiros relatos de
alfassatélites associados a begomovírus ocorrendo naturalmente no “Novo Mundo”
(PAPROTKA; METZLER; JESKE, 2010; ROMAY et al., 2010). O primeiro begomovírus
relatado em associação com um betassatélites foi o Ageratum yellow vein virus (AYVV).
Desde então, vários outros begomovírus têm sido reportados, e devido ao número crescente de
relatos de betassatélites, um sistema de classificação e nomenclatura foi proposto para estes
componentes, no qual já se observam listadas 51 espécies (BRIDDON et al., 2008).
Moléculas de DNA-satélite associadas a begomovírus monossegmentados do “Velho
Mundo” foram relatadas interferindo na replicação do vírus auxiliar, na maioria das vezes
atenuando os sintomas, porém em alguns casos, induzindo o vírus auxiliar a produzir novos
sintomas não observados em infecções virais na ausência dos satélites (ROOSSINCK;
SLEAT; PALUKAITIS, 1992). Complexos formados entre vírus e DNA satélite quimérico
podem interferir no vírus auxiliar prejudicando seu acúmulo ou induzindo sintomas diferentes
daqueles produzidos unicamente pelo vírus (SRIVASTAVA et al., 2015). Briddon; Stanley
(2006) afirmam que as funções dos satélites ainda não são claras, pois variam dependendo do
vírus auxiliar. Entretanto parecem estar associados à virulência do patógeno, exercendo
função na supressão do silenciamento gênico da planta, com a proteína βC1, codificada pelo
betassatélite, sendo responsável por essa função (CUI et al., 2005). Foi demonstrado ainda
que begomovírus distintos quando interagem com um mesmo DNA satélite produzem os
mesmos sintomas nas plantas infectadas (MANSOOR et al., 2003), indicando que os satélites
de DNA podem atuar como fatores de patogenicidade.
Os

begomovírus

causam

sintomas

extremamente

variáveis,

dependendo

principalmente da espécie viral, da planta hospedeira e da fase da cultura em que a infecção se
estabeleceu. Porém, frequentemente observa-se mosaico amarelo, deformação do limbo foliar,
redução do crescimento, entre outros (PICÓ; DIAZ; NUEZ, 1996; MORALES; ANDERSON,
2001). O método mais seguro para identificação de espécies de begomovírus tem sido a
determinação da sequência completa de nucleotídeos do DNA-A. Devido à dificuldade
inerente na identificação de espécies, o Grupo de Estudos de Geminiviridae do Comitê
Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV) propôs o limite de ≥89% de identidade de
nucleotídeos entre sequências completas do DNA-A para espécies de Begomovirus
(FAUQUET et al., 2008), o qual foi recentemente redefinido para ≥91% de identidade
(BROWN et al., 2015). Em 2004, Inoue-Nagata e colaboradores desenvolveram um método

simples para clonagem de genomas completos de begomovírus baseado na amplificação dos
componentes genômicos por círculo rolante (RCA – rolling-circle amplification) seguido por
digestão com enzima de restrição e ligação ao vetor. Este método tem facilitado os
procedimentos de clonagem e rápida realização de sequenciamento de um grande número de
isolados. A utilização dessas técnicas tem permitido a realização de estudos de variabilidade
genética, epidemiologia molecular, além de fornecer suporte a programas de melhoramento
genético de espécies cultivadas.

2.3 Organização genômica e papel desempenhado pelas proteínas dos Begomovirus
O genoma da maioria dos Begomovirus do “Novo Mundo” apresenta dois
componentes genômicos denominados DNA-A e DNA-B. Cada componente é encapsidado
separadamente em partículas geminadas sendo necessárias as duas moléculas de DNA para
que a infecção ocorra. Ambos apresentam um comprimento semelhante de aproximadamente
2,6 Kb, não apresentando homologia de sequência, exceto por uma região intergênica com
cerca de 200 pb, a região comum (RC). A RC é altamente conservada entre dois componentes
de uma determinada espécie viral (acima de 90% de homologia). A partir desta região os
genes virais divergem nos sentidos virais e complementar (LAZAROWITZ, 1992; PILARTZ;
JESKE, 2003). Na RC estão localizadas a origem de replicação e os promotores da síntese dos
mRNA’s virais (LAZAROWITZ, 1992; LAZAROWITZ et al., 1992; FONTES et al., 1994b).
Dentro da RC localiza-se uma sequência de nove nucleotídeos (5’-TAATATT↓AC-3’)
conservada entre todos os geminivírus, onde se localiza o domínio funcional da origem de
replicação (OROZCO; HANLEY-BOWDOIN, 1996). Entretanto, vale salientar que um
nonanucleotídeo não usual (5’-TAGTATTAC-3’) foi relatado no begomovírus Malvaviscus
yellow mosaic virus (MYMV), obtido a partir de hospedeiros ornamentais da família
Malvaceae (LIMA et al., 2011). Este nonanucleotídeo é clivado durante o início da replicação
viral e se localiza num contexto de 30 nucleotídeos capazes de formar uma estrutura em forma
de grampo. Embora a sequência de 30 nucleotídeos varie entre espécies de geminivírus, a
estrutura em forma de grampo está sempre presente, sendo considerado um elemento
conservado estruturalmente (FARIA; ZERBINI, 2000). A transcrição é bidirecional tanto no
componente A, que codifica genes envolvidos na replicação e encapsidação viral, quanto no
componente B, que codifica genes envolvidos na movimentação do vírus da planta
(TIMMERMANS; DAS; MESSING, 1994; BROWN, 1997; FARIA et al., 2000) (Figura 1).

Figura 1. Representação esquemática do genoma do Bean golden yellow mosaic virus (BGYMV), espécie-tipo
do gênero Begomovirus. Os círculos representam o genoma viral, com dois componentes (DNA-A e DNA-B) de
aproximadamente 2.600 nucleotídeos cada. Uma sequência de aproximadamente 200 nucleotídeos, denominada
região comum (RC), contém a origem de replicação viral, com uma estrutura em forma de grampo e uma
sequência invariável de nove nucleotídeos (TAATATT↓AC), conservada em todos os membros da família
Geminiviridae. A seta (↓) indica o sítio de início da replicação do DNA viral por círculo rolante. As setas
coloridas indicam os genes virais e o sentido em que ocorre a transcrição (viral – sentido horário e complementar
– sentido anti-horário).

No componente A, um gene é transcrito no sentido viral denominado CP que codifica
para a proteína da capa proteica (CP), e quatro, no sentido complementar Rep, TrAP, Ren e
C4, que codificam, respectivamente para a proteína associada à replicação (Replication
associated Protein - Rep), a proteína da transcrição (Trans-Acting Protein - TrAP), uma
proteína que aumenta a replicação do genoma viral (Replication Enhancer - REn) e uma
proteína envolvida na supressão do silenciamento gênico (C4) (FARIA; ZERBINI, 2000).
A função da capa proteica (CP) está relacionada com a proteção do genoma contra
degradação, aquisição do vírus e transmissão por insetos vetores, infectividade e movimento
sistêmico. A proteína CP é determinante da especificidade da transmissão do vírus e na
interação entre o vírus e a planta hospedeira, parece ainda estar associada com o
desenvolvimento de sintomas (GARDINER et al., 1998). Foi experimentalmente demonstrado
que a troca do gene CP do African cassava mosaic virus (ACMV), um begomovírus
transmitido por mosca-branca, pelo correspondente do Beet curly top virus (BCTV), um
curtovírus transmitido por cigarrinha, resultou na alteração da especificidade do inseto vetor
(BRIDDON et al., 1990).

O produto do gene Rep é uma enzima com propriedades de ligação a ácidos nucléicos
e de endonucleases. A função da proteína Rep é de se ligar ao sítio de iniciação da replicação
viral e cortar uma das fitas de DNA iniciando o processo (FONTES; LUCKOW; HANLEYBOWDOIN, 1992). Rodríguez-Negrete e colaboradores (2013) sugerem que a Rep exibe
atividade supressora dos mecanismos de silenciamento gênico da planta reduzindo a
expressão das metiltransferases [metiltransferase 1 (MET1)], e junto com a proteína AC4
regula a crometilase (CMT3) reduzindo a metilação do DNA viral em sítios GC.
A proteína TrAP, codificada pelo gene trap, é um fator de transcrição, que atua nos
promotores de genes de sentido viral (CP e NSP). Portanto os transcritos correspondentes a
estes genes só são observados na célula após a expressão de trap (SUNTER; BISARO, 1992).
Outra função da trap pode ser a de interagir com proteínas do hospedeiro relacionadas com a
defesa, como a adenosina kinase (ADK) e SNF1, (SUNTER; SUNTER; BISARO, 2001).
A proteína REn, codificada pelo gene REn, é um fator de amplificação da replicação
viral. Embora não seja essencial para que a replicação ocorra, o acúmulo de DNA viral é
muito maior quando esta proteína está presente (ZERBINI; CARVALHO; MACIELZAMBOLIM, 2002). Estudos envolvendo mutações nesta proteína têm mostrado
retardamento e atenuação de sintomas (ELMER et al., 1988; ETESSAMI et al., 1991). Há a
possibilidade de que a REn direcione a Rep para o domínio de ligação Rep/DNA viral no
local de clivagem no início da replicação (HANLEY-BOWDOIN et al., 1999).
A C4 é responsável por suprimir a resposta do hospedeiro à ação da Rep (ROJAS et al,
2005; STANLEY et al, 2005), além disso é um importante fator na determinação dos
sintomas, estando comprometida no controle do ciclo celular, podendo se envolver com outras
proteínas virais e interagir com proteínas envolvidas com o processo de ubiquinização pelo
hospedeiro na tentativa de garantir o avanço da infeção (CASTILLO et al., 2004; EINI et al.,
2009; LOZANO-DURAN; BEJARANO, 2011; LOZANO-DURÁN et al., 2011; SÁNCHEZDURÁN et al., 2011; ZHANG et al., 2011).
No componente B, no sentido viral o gene NSP codifica uma proteína que realiza o
transporte do DNA através do envelope nuclear (Nuclear Shuttle Protein - NSP), e no sentido
complementar o gene MP codifica a proteína de movimento (Moviment Protein - MP) com
funções de movimento célula-a-célula (FARIA; ZERBINI, 2000; ZERBINI; CARVALHO;
MACIEL-ZAMBOLIN, 2002). Acredita-se que o transporte célula-a-célula é realizado por
um complexo MP/DNA/NSP (HEHNLE; WEGE; JESKE, 2004).

2.4 Replicação viral

Ao se alimentar, o inseto vetor deposita as partículas virais nas células floemáticas do
hospedeiro (STANLEY, 1995) e o genoma viral (ssDNA) se dissocia de forma espontânea do
capsídeo (LAZAROWITZ, 1992; PALMER; RYBICKI, 1998). No interior da célula o
ssDNA viral é transportado para o núcleo, onde é convertido em um intermediário de fita
dupla (dsDNA) denominado forma replicativa (FR). A FR serve como molde para síntese dos
novos componentes genômicos via mecanismo de círculo rolante e também para a transcrição
dos genes virais (STANLEY, 2005). A maneira como esta conversão ocorre não é conhecida,
no entanto evidências indiretas, como a necessidade de desestabilização local do dsDNA para
o iniciação da replicação por círculo rolante em procariotos por “strand-nicking enzimes”,
indicam que é realizada por fatores do hospedeiro (STANLEY, 1995; STENGER et al.,
1991).
A FR serve como molde para síntese dos novos componentes genômicos que ocorre
por meio do mecanismo de “círculo rolante”, semelhante ao utilizado pelos bacteriófagos
φX174 e M13 (ZERBINI; CARVALHO; MACIEL-ZAMBOLIN, 2002). A origem de
replicação viral (ori) está localizada na região comum (RC), onde se encontra a sequência
conservada em forma de grampo (“structurally-conserved element”, SCE) denominada
nonanucleotídeo, no qual ocorre a clivagem (TAATATTAC) realizada pela proteína Rep,
que atua como uma endonuclease, iniciando assim o processo de replicação por círculo
rolante. A replicação ocorre da mesma forma para o DNA-B (LAUFS et al., 1995; FARIA;
ZERBINI, 2000; STANLEY et al., 2005).
Na região comum encontram-se as sequências específicas para ligação da proteína Rep
(FONTES; LUCKOW; HANLEY-BOWDOIN, 1992; FONTES et al., 1994a) e regiões
promotoras da RNA polimerase tipo II de plantas, responsável pela transcrição dos genes
virais (HANLEY-BOWDOIN et al., 1999). Após a ligação da Rep ao DNA viral e
estabilização do complexo formado por Rep, Ren e fatores do hospedeiro, a proteína Rep
cliva o nonanucleotídeo localizado na SCE, dando início à replicação por círculo rolante
(GUTIERREZ, 1999). O reconhecimento pela proteína Rep é considerado vírus-específico
(HARRISON; ROBINSON, 1999; RAMOS et al., 2003). Após o estágio inicial, os fatores
necessários para completar a fase de círculo rolante são de origem celular (GUTIERREZ et
al., 2004). O último estágio é a produção e a encapsidação do ssDNA genômico circular
maduro em partículas virais (GUTIERREZ, 1999).

Há outro mecanismo para a replicação dos geminivírus, conhecido como Replicação
Dependente de Recombinação (RDR), o qual foi proposto a partir da identificação de
intermediários de replicação viral do Abutilon mosaic virus (AbMV) que não poderiam ser
explicados pelo mecanismo de círculo rolante (JESKE; LUTGEMEIER; PREISS, 2001).
Posteriormente, esses intermediários também foram observados nos geminivírus African
cassava mosaic virus (ACMV), Beet curly top virus (BCTV), Tomato golden mosaic virus
(TGMV) e Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) (PREISS; JESKE, 2003), indicando que a
RDR é um mecanismo geral entre esses vírus. Além disso, também já foram encontrados
indícios que sugerem que DNA’s satélites associados ao Tomato leaf curl virus (ToLCV),
bem como a CLCuD (“cotton leaf curl disease”), também replicam via RDR,
concomitantemente à via de círculo rolante (ALBERTER et al., 2005).
O início da RDR se dá quando uma molécula incompleta de ssDNA interage com um
DNA circular covalentemente fechado (“covalentely closed circular” cccDNA), em um sítio
de recombinação homólogo. O ssDNA é então alongado tendo como molde o cccDNA,
sintetizando-se assim um ssDNA completo, que então será molde para a síntese da fita
complementar. Ainda não está bem esclarecido se o mecanismo é direcionado pelas proteínas
do hospedeiro, ou se depende das proteínas virais. Contudo, há indícios de que TrAP e REn
não são essenciais (JESKE; LUTGEMEIER; PREISS, 2001). O modelo RDR explica
diversos fenômenos biológicos relacionados aos geminivírus, como a rápida e frequente
recombinação. Além disso, a RDR poderia fornecer vantagens adaptativas. Se a replicação
viral normal for obstruída pela falta de nucleotídeos, digestão do DNA viral pelas enzimas do
hospedeiro ou conflitos entre replicação e transcrição, as moléculas de DNA incompletas
podem ser recuperadas pela recombinação homóloga e serem convertidas em genomas virais
completos (JESKE; LUTGEMEIER; PREISS, 2001).
Normalmente, os vírus infectam células vegetais já diferenciadas, ou seja, que não
estão em processo de síntese de DNA, sendo assim capazes de ativar a transcrição dos genes
da hospedeira que estão envolvidos na síntese das proteínas que necessitam. Esse processo
resulta em sintomas severos causados por esses vírus. Outro fator relacionado à expressão de
sintomas é a movimentação célula-a-célula do vírus, que leva a um desarranjo do transporte
intercelular, levando ao surgimento de sintomas da infecção (FARIA; ZERBINI, 2000).

2.5 Variabilidade e estrutura genética de populações de begomovírus

A análise da diversidade e estrutura genética de populações é crucial para uma melhor
compreensão da evolução e interação do vírus com as plantas hospedeiras. As principais
fontes que determinam a variação e modificam a estrutura genética das populações dos vírus
em plantas são: mutação, recombinação e pseudorecombinação (GARCÍA-ARENAL;
FRAILE; MALPICA, 2003). A estrutura genética de populações de vírus de plantas refere-se
à quantidade e à distribuição da variabilidade genética dentro e entre subpopulações
(GARCÍA-ARENAL; FRAILE; MALPICA, 2001).
A geração de diversidade genética entre vírus de plantas fornecem novas
oportunidades para adaptação a novos hospedeiros e a mudanças nas condições ambientais
(ROOSSINCK, 1997). A ocorrência de eventos de recombinação e pseudorecombinação entre
begomovírus bissegmentados e a alta taxa de mutação contribuem para o elevado grau de
diversidade observado neste grupo de vírus (PADIDAM; SAWYER; FAUQUET, 1999;
ANDRADE et al., 2006; DUFFY; HOLMES, 2009). A ocorrência de infecção mista facilita a
ocorrência de recombinação, bem como de pseudorecombinação, contribuindo para a
emergência de novas espécies de begomovírus (ZHOU et al.,1997; FONDONG et al., 2000).

2.5.1 Mutação

Assim como para todos os vírus, a evolução dos geminivírus depende primariamente
de mutações. Há evidências de que a rápida evolução dos geminivírus é, ao menos em parte,
dirigida por processos mutacionais que agem especificamente sobre ssDNA (HARKINS et al.,
2009). O impacto das mutações pontuais tem sido estudado nesse grupo de vírus sob
diferentes condições de seleção, como presença de um efeito gargalo, transferências
sucessivas entre hospedeiros sem emprego do vetor, e inoculação de plantas resistentes
(ISNARD et al., 1998).
Duffy; Holmes (2009) realizaram análises estruturadas no tempo de isolados de East
African cassava mosaic virus (EACMV) para estimar a taxa de evolução dessa espécie de
begomovírus. As taxas foram estimadas em 1,6x10-3 e 1,33x10-4 substituições/sítio/ano para o
DNA-A e DNA-B, respectivamente. A região que codifica a proteína CP apresentou 1,37x10-3
subs/sítio/ano e a região que codifica a proteína associada à replicação mostrou 1,24x10-3
subs/sítio/ano. As regiões codificadoras presentes no DNA-B, ORFs BV1 e BC1,
apresentaram 2,77x10-4 e 3,45x10-4, respectivamente. Os autores concluíram que as mutações

observadas refletem mais uma rápida dinâmica mutacional do que uma frequência de
evolução adaptativa. Contudo, validaram esses altos níveis de heterogeneidade apenas para o
DNA-A e a ORF AV1. Foi observado então que as taxas de evolução indicadas para essas
duas espécies de begomovírus, entre 10-3 e 10-5, corroboram em geral aquelas determinadas
experimentalmente para Mayze streak virus (MSV) e Tomato yellow leaf curl China virus
(TYLCCNV) (GE et al., 2007; HARKINS et al., 2009). Dados obtidos por Rocha e
colaboradores (2013), analisando begomovírus brasileiros bipartidos, mostraram altas
frequências de mutação, e que as regiões do genoma que apresentam maiores valores são da
região intergênica e do gene CP.
Mutantes para a proteína Rep do Tomato golden mosaic virus (TGMV) e do Cabbage
leaf curl virus CaLCuV que não permitem a interação com a proteína pRB, inoculados em
protoplastos de fumo (Nicotiana tabacum) e em plantas N. benthamiana apresentaram até
100% de frequência de reversão de mutações, evidenciando a capacidade de populações de
geminivírus de evoluir rapidamente para alterar mudanças deletérias em seu genoma
(ARGUELLO-ASTORGA et al., 2007).

2.5.2 Recombinação

A recombinação pode ocorrer em genomas de DNA e RNA e desempenham um papel
importante na evolução dos vírus de plantas (GARCÍA-ARENAL; FRAILE; MALPICA,
2001). Por recombinação, os vírus podem adquirir novas informações genéticas a partir de
outros vírus ou ainda a partir do hospedeiro (PADIDAM; BEACHY; FAUQUET, 1999). Os
vírus, através da recombinação, conseguem ainda resgatar características perdidas por
mutações através de trocas genéticas com genomas do tipo selvagem (MAKINO et al, 1986).
A recombinação é um evento bastante comum em geminivírus (PADIDAM;
BEACHY; FAUQUET, 1999) e parece contribuir grandemente para a diversificação genética
dos begomovírus aumentando seu potencial evolutivo e adaptação local (MONCI et al.,
2002). A recombinação tem sido destacada como um dos mais importantes mecanismos
evolutivos em begomovírus (LEFEUVRE et al., 2007, LIMA et al., 2013; MARTIN et al.,
2011) sendo responsável pela alta variabilidade genética observada em populações de
begomovirus que infectam plantas não-cultivadas (LIMA et al., 2013; RAMOS-SOBRINHO
et al., 2014). A existência de uma possível estratégia de replicação dependente de
recombinação (RDR) em adição à replicação por círculo rolante (RCR) (JESKE;

LUTGEMEIER; PREISS, 2001) e a occorência de frequentes infecções mistas (AHMAD et
al., 2011; PADIDAM; BEACHY; FAUQUET, 1999) explicam, em parte, a elevada
frequência de recombinação nesse drupo de vírus.
Eventos de recombinação têm sido diretamente implicados na emergência de novas
doenças e epidemias em plantas cultivadas. Essas incluem a epidemia devastadora do mosaico
da mandioca (Manihot esculenta), causada pelo recombinante EACMV na Uganda e países
vizinhos (PITA et al., 2001); as epidemias do complexo TYLCV na Bacia Ocidental do
Mediterrâneo, com o surgimento dos recombinantes Tomato yellow leaf curl Malaga virus
(TYLCMalV) e Tomato yellow leaf curl Axarquia virus (TYLCAxV) nos campos de tomate
na Espanha; e as epidemias de Cotton leaf curl virus (CLCuV) no Paquistão causadas por um
complexo de espécies incluindo diversos begomovírus recombinantes (IDRIS; BROWN,
2002; MONCI et al., 2002).
Um novo begomovírus com provável origem recombinante foi recentemente relatado
infectando tomateiro na Argentina (VAGHI MEDINA; MARTIN; LÓPEZ LAMBERTINI,
2015). Esse novo vírus foi denominado Tomato mottle wrinkle virus (ToMoWrV), e possui
sequências parentais provavelmente pertencente aos begomovírus Soybean blistering mosaic
virus (SoBlMV) e Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV). No Brasil, diversos
begomovírus infectando tomateiro e com provável origem recombinante têm sido relatados, o
que reforça a ideia de que um complexo de espécies de begomovírus infectando este
hospedeiro está em formação no Brasil (INOUE-NAGATA et a., 2006; ROCHA et al., 2013;
SILVA et al., 2014). A ocorrência frequente de infecções mistas de begomovírus em
tomateiro e outras espécies cultivadas e não-cultivadas é considerado fator crucial para o
surgimento de novos begomovírus recombinantes (VAGHI MEDINA; MARTIN; LÓPEZ
LAMBERTINI, 2015).
Recentemente, Serfraz e colaboradores (2015) relataram no Paquistão um novo
begomovírus denominado Okra enation leaf curl virus (OELCuV). Esse begomovírus aparece
associado com Ageratum conizoides simthomless alphassatelite (AConSLA), formando o
complexo Okra enation leaf curl disease (OELCuD). Os autores sugerem que o esse novo
begomovírus é resultado de recombinação entre Bhendi yellow vein mosaic virus (BYVMV) e
Cotton leaf curl Multan virus (CLCuMV), mais precisamente na região que codifica a
proteína Rep.
A emergência frequente de novas espécies de geminivírus devido a eventos de
recombinação foi demonstrada por meio de análise de conversão gênica (PADIDAM;
BEACHY; FAUQUET, 1999). Embora na época o número de genomas completos

sequenciados fosse pequeno, os autores analisaram todas as combinações pareadas possíveis e
identificaram cerca de 420 fragmentos recombinantes tanto entre espécies como entre gêneros
da família Geminiviridae.
Os mecanismos precisos que controlam a recombinação em begomovírus permanecem
desconhecidos (PADIDAM; BEACHY; FAUQUET, 1999). No entanto, é conhecido que
sítios recombinantes não são uniformemente distribuídos ao longo do genoma com a
existência de sítios frequentes (“hot spots”) e infrequentes (“cold spots”) de recombinação
(STANLEY, 1995; FAUQUET et al., 2005; GARCIA-ANDRES et al., 2007; LEFEUVRE et
al., 2007). Análises de bioinformática para detectar vírus recombinantes ocorrendo
naturalmente revelaram que a origem de replicação viral é um sítio frequente de
recombinação (HANLEY-BOWDOIN et al., 1999). A comparação de sequência de
begomovírus mono e bissegmentados depositadas no GenBank até maio de 2006 (123 e 116
sequências, respectivamente) indicou que a região do gene Rep que codifica a porção Nterminal da proteína Rep, assim como a região intergênica adjacente (RC) são frequentemente
intercambiadas durante a replicação. Também foram identificados sítios frequentes de
recombinação localizados na região intergênica entre os genes CP e Ren (LEFEUVRE et al.,
2007).
Diversos tipos de recombinantes podem surgir, o que reforça a importância da
recombinação como fonte de diversidade genética em begomovírus. O potencial observado
por esses vírus para gerar novos variantes genéticos através da recombinação poderia explicar
em parte a sua capacidade de adaptação e surgimento na natureza (FARGETTE et al, 2006).

2.5.3 Pseudorecombinação

A existência de dois componentes genômicos na maioria dos begomovírus promove
um mecanismo alternativo, conhecido como pseudorecombinação, pelo qual a troca de
material genético pode ocorrer sem necessidade de recombinação intermolecular, ocorrendo
apenas a troca de componentes genômicos entre dois vírus distintos (SUNG; COUTTS, 1995;
ANDRADE et al., 2006).
Experimentos com pseudorecombinação são ferramentas úteis no estudo de funções de
genes e podem revelar relações filogenéticas, como é o caso da mistura de componentes
genômicos do BGYMV e do BGMV, que possuem identidade inferior a 75% em suas
sequências de nucleotídeos e não formam pseudorecombinantes infecciosos (GILBERTSON
et al., 1993a). Por outro lado, pseudorecombinantes formados a partir da mistura de

componentes genômicos de dois isolados de BGYMV mostraram-se infecciosos. Quando
inoculada, a mistura formada a partir de DNA-A do isolado da Guatemala (BGYMV-GA) e
DNA-B do isolado da República Dominicana (BGYMV-DR) foi capaz de induzir os mesmos
sintomas apresentados pelos parentais, enquanto o pseudorecombinante recíproco induziu
sintomas atenuados e tardios. Esses resultados demonstram que geminivírus com regiões
comuns suficientemente similares podem formar pseudorecombinantes infecciosos, mas
ressaltam que frequentemente os pseudorecombinantes recíprocos apresentam diferenças na
eficiência de replicação e infecção sistêmica (FARIA et al., 1994). Esse fato foi também
observado para o African cassava mosaic virus (ACMV) e TGMV (STANLEY et al., 2005;
VON ARNIM; STANLEY, 1992).
Embora a pseudorecombinação seja comum entre estirpes de uma mesma espécie de
begomovírus, a formação de pseudorecombinantes viáveis entre espécies distintas também
ocorre, apesar de serem mais difíceis (HOFER, et al. 1997a; UNSELD, 2000; GARRIDORAMIREZ; SUDARSHANA; GILBERTSON, 2000). Um pseudorecombinante produzido
entre o DNA-A do Tomato mottle virus (ToMoV) e o DNA-B do Bean dwarf mosaic virus
(BDMV), embora infeccioso, apresentou acúmulo reduzido do DNA-B e induziu sintomas
atenuados em N. benthamiana (GILBERTSON et al., 1993b; HOU; GILBERTSON, 1996).
Entretanto, após três passagens mecânicas sucessivas nesse hospedeiro, os sintomas tornaramse idênticos aos produzidos pelo ToMoV e o nível do DNA-B tornou-se igual ao do DNA-A.
A análise das regiões comuns dos DNA’s-A e -B do pseudorecombinante comprovou a
ocorrência de recombinação intermolecular na RC do BDMV, que foi substituída quase que
totalmente pela RC do DNA-A do ToMoV (HOU; GILBERTSON, 1996). Assim, o DNA-B
passou a ser reconhecido com 100% de eficiência pela proteína Rep do ToMoV. Esse
resultado evidencia a importância da pseudorecombinação e da recombinação na evolução de
begomovírus e em sua adaptação a novos hospedeiros.
Pseudorecombinante viável foi obtido entre o DNA-A do Abutilon mosaic virus
(AbMV) e o DNA-B do Sida golden mosaic Costa Rica virus (SiGMCRV), porém o
pseudorecombinante recíproco não foi infeccioso (HOFER et al., 1997b). Similarmente, um
pseudorecombinante viável foi formado pelo DNA-A de um isolado de Sida golden mosaic
virus (SiGMV) de Honduras [SiGMV-(Hoyv)] e o DNA-B do SiGMCRV. Entretanto, dentre
os pseudo-recombinantes recíprocos formados pelo DNA-A do SiGMCRV combinado ao
DNA-B de três isolados de SiGMV-[Hoyv] que possuíam pequenas diferenças na composição
de nucleotídeos, apenas um mostrou-se viável, porém pouco eficiente, e não foi capaz de
infectar a planta a partir da qual foi originalmente isolado (UNSELD et al., 2000).

Pseudorecombinantes infecciosos foram formados entre o DNA-A do TGMV e o
DNA-B do ToYSV, que possuem iterons similares. A não formação do pseudorecombinante
recíproco sugere que a proteína Rep do TGMV tem maior versatilidade em termos de
reconhecimento de componentes de DNA heterólogos comparada à do ToYSV (ANDRADE
et al., 2006). Pseudorecombinantes foram obtidos a partir de isolados de duas espécies de
begomovírus, a estirpe severa da espécie Tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV) e
uma estirpe da espécie Tomato leaf curl Gujarat virus (ToLCGV) que infecta tomate e causa
severas perdas no norte da Índia. Ambos os pseudorecombinantes foram infecciosos em
Nicotiana benthamiana, Nicotiana tabacum e S. lycopersicum (CHAKRABORTY et al.,
2008). Silva e colaboradores (2014) demonstraram que dois begomovírus frequentemente
encontrados no Sudeste do Brasil infectando tomateiro, o Tomato severe rugose virus
(ToSRV) e o Tomato rugose mosaic virus (ToRMV) são capazes de formar
pseudorecombinantes viáveis no seu hospedeiro natural. Além disso, foram mostrados
possíveis eventos de recombinação ocrrendo entre esse vírus, sugerindo que ToRMV capturou
o DNA-B de ToSRV após processo de recombinação ocorrendo no DNA-A.
A viabilidade de pseudorecombinantes indica que fatores envolvidos na replicação e
movimento são intercambiáveis entre espécies altamente relacionadas ou entre estirpes de
uma mesma espécie. A assimetria entre pseudorecombinantes recíprocos indica que a
pseudorecombinação entre begomovírus é um fenômeno complexo que envolve interações
entre fatores do vírus e do hospedeiro (HILL et al., 1998).

2.6 Diversidade de Begomovirus infectando tomateiro e plantas invasoras no Brasil

Os begomovírus têm emergido como um dos principais fitopatógenos, particularmente
nas regiões tropicais e subtropicais do mundo (MORALES, 2006), prejudicado importantes
culturas como feijão (Phaseolus vulgaris), mandioca (Manihot esculenta), algodão
(Gossypium sp.), tabaco (Nicotiana tabacum) e tomate (GRAHAM; MARTIN; ROYE, 2010).
No Brasil, o feijoeiro e tomateiro são as culturas mais severamente afetadas (FARIA;
MAXWELL, 1999; ZERBINI et al., 2005). Em estudos da infecção de plantas de tomate por
begomovírus foi observada uma redução de aproximadamente 60% na produtividade, sendo
essa redução causada principalmente pela redução significativa do número médio de frutos
por planta (GIORDANO et al., 2005).

Na década de 1970, foi feito o primeiro relato de begomovírus em tomateiro no
Brasil (COSTA, 1975). O vírus foi caracterizado e denominado como Tomato golden mosaic
virus (TGMV). Além do TGMV, cinco outros vírus transmitidos por mosca-branca foram
identificados, porém sem causar danos de importância econômica (MATYIS et al., 1975).
Segundo Bedford et al. (1994), isso provavelmente acontecia porque o biótipo A de B. tabaci,
o único biótipo presente no Brasil naquela época, colonizava o tomateiro com baixa
eficiência. Entretanto, em 1998, RIBEIRO et al. relataram a ocorrência de pelo menos seis
espécies novas em plantas exibindo sintomas de mosaico amarelo, severa deformação foliar e
epinastia. A análise de sequência de nucleotídeos de um segmento do genoma de isolados
coletados entre 1994 e 1999 demonstrou a existência de sete possíveis novas espécies no
Brasil (RIBEIRO et al., 2003).
Em 1996, foi identificado no Triângulo Mineiro, um begomovírus causando mosaico e
deformação foliar em tomateiro (REZENDE et al., 1996; ZERBINI et al., 1996). A
caracterização biológica, molecular e a comparação da sequência completa de nucleotídeos do
DNA-A e DNA-B comprovou se tratar de uma nova espécie, o Tomato rugose mosaic virus
(ToRMV) (RIBEIRO et al., 2003; FERNANDES et al., 2006). No mesmo ano, outra espécie
nova de begomovírus foi isolada de tomateiro na Zona Metalúrgica de Minas Gerais, a nova
espécie foi designada Tomato chlorotic mottle virus (ToCMoV) (AMBROZEVICIUS et al.,
2002; RIBEIRO et al., 2003). Isolados desse vírus foram identificados na Bahia, Espírito
Santo, Pernambuco e Rio de Janeiro (RIBEIRO et al., 2003). A identidade de sequência entre
ToCMoV e ToRMV é de 86 e 60% para o DNA-A e o DNA-B, respectivamente, o que
demonstra que eles são bem distintos quanto a composição do genoma (CALEGARIO et al.,
2007). Em São João de Bicas, Minas Gerais, um novo isolado de begomovírus (MG-Bi2) foi
identificado causando sintomas severos em tomateiro. O isolado foi caracterizado biológica e
molecularmente, demonstrando tratar-se de uma nova espécie designada Tomato yellow spot
virus (ToYSV) (CALEGARIO et al., 2007).
O surgimento deste complexo de espécies de begomovírus em tomateiro no Brasil
coincidiu com a introdução e disseminação do biótipo B de B. tabaci (AMBROZEVICIUS et
al., 2002; RIBEIRO et al., 2003). Desde então, pelo menos 11 espécies de begomovírus foram
descritas infectando tomate naturalmente no campo: Tomato golden mosaic virus (TGMV),
Tomato rugose mosaic virus (ToRMV), Tomato chlorotic mottle virus (ToCMoV), Tomato
yellow spot virus (ToYSV), Tomato severe rugose virus (ToSRV), Tomato mild mosaic virus
(ToMlMV), Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV), Tomato mottle leaf curl virus
(TMoLCV), Tomato common mosaic virus (ToCmMV), Tomato interveinal chlorosis virus

(ToICV), Tomato golden vein virus (TGVV) (FLORES et al., 1960; MATYIS et al., 1975;
FERNANDES et al., 2006; RIBEIRO et al., 2007; CALEGARIO et al., 2007; FERNANDES
et al., 2008; CASTILLO-URQUIZA et al., 2008; ALBUQUERQUE et al., 2010; RIBEIRO et
al., 2003; ALBUQUERQUE et al., 2012).
Algumas dessas espécies encontram-se amplamente distribuídas pelo país, enquanto
outras estão restritas a certas regiões. Por exemplo, o ToSRV já foi relatado nos estados de
Goiás, Minas Gerais, Pernambuco, Rio de Janeiro, Santa Catarina e São Paulo (REZENDE et
al., 1997; LIMA et al., 2006; CASTILLO-URQUIZA et al., 2007; COTRIM et al., 2007;
FERNANDES et al., 2008). Por outro lado, o ToYSV foi relatado apenas em Minas Gerais
(CALEGARIO et al., 2007). Na região Nordeste, predomina o Tomato mottle leaf curl virus
(TMoLCV) nos estados da Bahia e Pernambuco (FERNANDES et al., 2008). Isolados de
ToYVSV e ToSRV tornaram-se predominantes em campos de tomate ao longo dos anos,
sendo detectado na maioria das amostras coletadas em uma série de estudos (FERNANDES et
al., 2008). Segundo Castillo-urquiza et al., (2008), os outros vírus são sempre detectados,
embora em um menor número de amostras.
Nos anos de 2005 e 2007 foi realizado um estudo sobre a diversidade de begomovírus,
em Paty do Alferes (RJ) e Coimbra (MG), duas importantes regiões produtoras de tomate no
Sudeste do Brasil. A análise de sequências do genoma completo do DNA-A revelou que o
ToYVSV era o vírus predominante em Paty do Alferes, encontrado em 56,4% das amostras
analisadas, seguido pelo ToCmMV. Já em Coimbra o único vírus encontrado infectando
tomateiro foi o ToCmMV (CASTILLO-URQUIZA et al., 2008).
Acredita-se que a emergência dos begomovírus que infectam tomateiro no Brasil seja
resultado da transferência horizontal de vírus nativos que infectam plantas não-cultivadas pelo
biótipo B da mosca-branca. Uma vez presentes no novo hospedeiro, esses vírus evoluíram
rapidamente via recombinação e pseudorecombinação, dando origem às espécies atualmente
detectadas no campo (CASTILLO-URQUIZA et al., 2008).
Estudos de caracterização biológica de alguns dos vírus de tomate (ToRMV, ToCMoV
e ToYSV) demonstraram que espécies de plantas não-cultivadas como Nicandra physaloides,
Solanum nigrum e Datura stramonium são hospedeiros alternativos destes vírus
(FERNANDES et al., 2006; RIBEIRO et al., 2007; CALEGARIO et al., 2007). Em 2006,
ANDRADE e colaboradores realizaram comparação das sequências e análise filogenética dos
componentes genômicos do ToYSV e observaram uma estreita relação com begomovírus
isolados de Sida sp., Sida mottle virus (SiMoV), Sida yellow mosaic virus (SiYMV) e Sida
micrantha mosaic virus (SimMV).

Em 2010, Silva; Santos; Nascimento realizaram ensaios de inoculação de
begomovírus via mosca-branca e enxertia com o objetivo de verificarar a transmissão a partir
de tomateiros infectados para quatro espécies de plantas não-cultivadas (Amaranthus
spinosus, A. viridis, Ageratum conizoydes e Bidens pilosa) e verificação de seu retorno para o
tomateiro. Os resultados revelaram que houve transmissão dos begomovírus do tomateiro para
as quatro espécies de plantas não-cultivadas via transmissão pelo inseto vetor. Por enxertia,
apenas B. pilosa foi infectada. O retorno do vírus das plantas não-cultivadas para o tomateiro
foi também observado em ambos os casos. Apesar de as espécies de begomovírus presentes
em tomateiro não terem sido identificadas, esses resultados sugerem que plantas nãocultivadas podem constituir uma imporante fonte de inóculo atuando como hospedeiras
alternativas dos begomovírus presentes em tomateiro. Esta hipótese é reforçada pela
observação de que begomovírus infectando Crotalaria spp., Euphorbia heterophylla, N.
physaloides, e Sida spp. foram transmitidos com sucesso para plantas de tomate, em particular
o ToSRV, um begomovírus comumente encontrado infectando tomateiro (BARRETO et al.,
2013). Neste trabalho foi confirmado que Crotalaria spp., E. heterophylla e Sida spp. estavam
infectadas com ToSRV, demonstrando que as plantas não-cultivadas são fontes potenciais de
ToSRV para tomate no Brasil.
Rocha et al. (2013) trabalhando com espécies de begomovírus infectando tomateiro,
hospedeiros não-cultivados e espécies de begomovírus podendo infectar ambos os tipos de
hospedeiros concluiu, com base em evidências de recombinação, que as espécies identificadas
no tomateiro tem prováveis parentais nos hospedeiros não-cultivados e que os vírus deste tipo
de hospedeiro são geneticamente mais variáveis do que os predominantemente encontrados
em tomateiro.

3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Coleta do material vegetal

Amostras foliares de tomateiro (cultivares SM16 e Fascínio) e Sida spp. (associadas
aos campos de cultivo de tomate) apresentando sintomas indicativos de infecção por
begomovírus (amarelecimento, mosaico, deformação foliar e nanismo) foram coletadas no
estado da Paraíba (PB) em maio de 2014 (Tabela 1). Um total de 140 amostras foram
coletadas, sendo 100 provenientes de tomateiro e 40 de Sida. Para cada amostra as seguintes
informações foram anotadas: espécie de planta, data de coleta, coordenadas de GPS do local
de coleta e sintomas (descrição e imagem digital da amostra no momento da coleta). O
material vegetal foi armazenado como exsicatas no Laboratório de Fitopatologia Molecular e
Virologia Vegetal do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas.

3.2 Clonagem e sequenciamento do genoma completo de begomovírus

O DNA total foi extraído a partir de cada amostra vegetal segundo protocolo de Doyle;
Doyle (1987). Os genomas virais foram amplificados utilizando-se a enzima DNA polimerase
do bacteriófago phi29, do Kit TempliPhi (GE Healthcare), de acordo com o método descrito
por Inoue-Nagata et al. (2004). Alíquotas das amplificações foram submetidas,
individualmente, a clivagens com enzimas de restrição (ApaI, BamHI, HindIII e SacI), para
linearizar o genoma. Os produtos das reações foram então analisados em gel de agarose a
0,8% corado com brometo de etídio (5 µg/mL) e visualizados sob luz UV. Alíquotas das
reações de clivagem contendo fragmentos de aproximadamente 2600 nucleotídeos (nt),
correspondente a uma cópia de cada componente genômico, foram utilizadas para ligação no
vetor pBluescript KS+ (Stratagene) previamente linearizado com a mesma enzima e
defosforilado. O produto da reação de ligação foi utilizado para transformação de células
ultracompetentes de Escherichia coli estirpe DH5α pelo método de choque térmico
(SAMBROOK, et al., 2001). Colônias contendo os possíveis plasmídeos recombinantes foram
repicadas para meio LB líquido contendo ampicilina (Ampicilin, sodium salt USB©) e
incubadas a 37oC sob agitação orbital de 180 rpm durante 12h. Após incubação, as culturas
foram submetidas à extração de DNA plasmidial com KIT illustraTM plasmidPrep Mini Spin
(GE Healthcare), e o padrão eletroforético do DNA plasmidial digerido com a enzima
utilizada para clonagem foi utilizado para confirmação da clonagem. Clones foram digeridos

com a enzima HaeIII para seleção de isolados a serem completamente sequenciados
comercialmente por primer walking.

3.3 Análise de sequências e demarcação de espécies

Os componentes genômicos virais completos foram montados utilizando-se o
programa CodonCode Aligner v. 4.1.1 (www.codoncode.com). As sequências obtidas foram
inicialmente analisadas com o algoritmo BLASTn (ALTSCHUL et al., 1990) e o banco de
dados de nucleotídeos não-redundante GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank) para
determinar as espécies virais com as quais elas compartilham maior identidade de sequência.
As sequências similares a partir do GenBank foram utilizadas para demarcação de espécie dos
novos isolados de begomovírus utilizando-se o programa Sequence Demarcation Tool v. 1.2
(MUHIRE et al., 2013). Sequências adicionais foram obtidas a partir do GenBank para
análises posteriores (Tabela 2).

3.4 Análise filogenética

Alinhamentos múltiplos de sequências nucleotídicas foram preparados para os
conjuntos de dados DNA-A, CP e Rep dos isolados de Sida mottle Alagoas virus (SiMoAlV)
e Tomato mottle leaf curl virus (ToMoLCV) utilizando-se o algoritmo MUSCLE (EDGAR,
2004) e ajustados manualmente no pacote MEGA6 (TAMURA et al., 2013). Inferência
Bayesiana para o DNA-A, CP e Rep foi realizada no web portal CIPRES (MILLER et al.,
2010) usando MrBayes v. 3.2.3 (RONQUIST et al., 2012). O melhor modelo de substituição
de nucleotídeos foi determinado para cada conjunto de dados usando MrModeltest 2.3
(POSADA; BUCKLEY, 2004) de acordo com o Akaike Information Criterion (AIC). Os
modelos evolutivos GTR+I, GTR+I, HKY+I, GTR+I, SYM+G e GTR+I foram utilizados
para os conjuntos de dados DNA-A, CP e Rep de SiMoAlV e ToMoLCV, respectivamente.
Análises foram rodadas para cada conjunto de dados por 10 milhões de gerações usando
quatro cadeias e amostrando a cada 1.000 gerações, para um total de 10.000 árvores. As
primeiras 2.500 árvores foram descartadas como uma fase de burn-in. Probabilidades
posteriores (RANNALA; YANG, 1996) foram determinadas a partir de uma árvore consenso
majority-rule gerada com as 7.500 árvores remanescentes. As árvores foram visualizadas e
editadas nos programas FigTree v. 1.4 (ztree.bio.ed.ac.uk/software/figtree) e Inkscape
(https://inkscape.org/pt/).

3.5 Estrutura genética e índices de variabilidade

Inferências sobre a estrutura genética das subpopulações foram baseadas no índice de
fixação F de Wright (WRIGTH, 1949), calculado usando o programa DnaSP v. 5.10 (ROZAS
et al., 2003). A estruturação das subpopulações de SiMoAlV e ToMoLCV foi testada de
acordo com a localização geográfica dos hospedeiros e ano de coleta. A média das diferenças
de nucleotídeos por sítio (π) foi estimada para os conjuntos de dados DNA-A, CP e Rep em
cada população/subpopulação de SiMoAlV e ToMoLCV utilizando-se DnaSP v. 5.10.

3.6 Análises de recombinação

Possíveis locais (breakpoints) de recombinação no DNA-A dos isolados de SiMoAlV
e ToMoLCV foram determinados utilizando-se os métodos RDP, Geneconv, Boot-scan,
Maximum Chi Square, Chimaera, SisterScan e 3Seq implementados no pacote RDP v. 4.0
(MARTIN et al., 2015). Os alinhamentos foram analisados com definições padrão para os
diferentes métodos e a significância estatística foi inferida por um P-valor menor que o
Bonferroni corrigido de 0,05. Somente eventos de recombinação detectados no mínimo por
quatro diferentes métodos foram considerados confiáveis. Evidência de evolução em rede foi
avaliada utilizando-se o método Neighbor-Net implementado no programa SplitsTree v. 4.10
(HUSON; BRYANT, 2006).

3.7 Análise de seleção

Para detectar evidência de pressão de seleção positiva ou negativa, os conjuntos de
dados para CP e Rep de SiMoAlV e ToMoLCV foram analisados utilizando-se os métodos
baseados em ML disponível no servidor DataMonkey (www.datamonkey.org): SingleLikelihood Ancestor Counting (SLAC) e Robust Inference of Selection (PARRIS)
(KOSAKOVSKY-POND; FROST, 2005; SCHEFFLER et al., 2006). Para evitar erros nos
resultados de análises de seleção causados por recombinação, somente sequências detectadas
como não recombinantes foram utilizadas. O método SLAC foi usado para estimar a taxa
média de substituições não-sinônimas por substituições sinônimas (dN/dS) baseada nas
árvores filogenéticas inferidas pelo Genetic Algorithm Recombination Detection (GARD)
(KOSAKOVSKY-POND; FROST, 2005).

4 RESULTADOS
4.1 Demarcação de espécie

Um total de 30 clones foi obtido a partir das amostras de tomate e plantas de Sida
coletadas em Boqueirão, estado da Paraíba. Análise BLASTn mostrou que todos os
componentes genômicos correspondiam ao DNA-A. Usando comparações pareadas e o
critério de ≥91% de identidade para sequências completas de DNA-A, estabelecido pelo
Geminiviridae Study Group do International Committe on Taxonomy of Viruses (ICTV) para
demarcação de espécies dentro do gênero Begomovirus (BROWN et al., 2015), os 30 clones
obtidos aqui foram classificados em duas espécies distintas (Figura 2). Os 17 clones obtidos a
partir de amostras de tomate foram identificados como pertencentes à espécie Tomato mottle
leaf curl virus (ToMoLCV), com porcentagem de identidade de nucleotídeos variando entre
92-96 % com isolados de ToMoLCV presentes no GenBank (números de acesso JF803250 e
KC706615). Entre os isolados de ToMoLCV descritos neste trabalho, a identidade
nucleotídica variou entre 94,5-100 % (Figura 2). Os 13 clones obtidos a partir de Sida spp.
corresponderam ao begomovírus Sida mottle Alagoas virus (SiMoAlV), com porcentagem de
identidade nucleotídica variando entre 91-92 % com isolados de SiMoAlV presentes no
GenBank (números de acesso JX871384 e JX871385). Entre os isolados de SiMoAlV
descritos aqui, a identidade nucleotídica variou entre 95,5-100 % (Figura 2).

4.2 Filogenia

Análise filogenética baseada na sequência de nucleotídeos dos conjuntos de dados
DNA-A, CP e Rep das subpopulações de ToMoLCV e SiMoAlV incluiu isolados obtidos aqui
e outros disponíveis no GenBank (Tabelas 1 e 2). As árvores filogenéticas bayesianas para os
conjuntos DNA-A e CP do ToMoLCV foram similares, com formação de dois grupos
principais (Figuras 3 e 4). O Grupo 1 possui todos os isolados obtidos neste trabalho e alguns
isolados proveniente dos estados da Bahia (BA) e Minas Gerais (MG) (Figuras 3 e 4).
Similarmente, o Grupo 2 abrangeu isolados proveninetes de regiões geográficas distantemente
localizadas [Pernambuco (PE) e Distrito Federal (DF)]. Quando comparadas com a filogenia
para Rep, dois grupos principais ainda são formados, porém com algumas incongruências
topológicas (Figura 5). Alguns isolados pertencentes ao Grupo 1 para as filogenias DNA-A e
CP agruparam no Grupo 2 para árvore de Rep, sugerindo possíveis eventos de recombinação
entre os isolado de ToMoLCV. Essa hipótese ganha força através da análise reticulada. A

formação de dois grupos principais em todas as árvores filogenéticas sugere estruturação
populacional para os isolados de ToMoLCV, o que foi confirmado baseado no alto valor
observado para o teste de diferenciação Fst segundo região geográfica (Fstgeografia = 0,51).
As filogenias para o DNA-A, CP e Rep do SiMoAlV foram bastante similares (Figuras
6-8). Podem ser observados dois grupos principais (Grupos 1 e 2). O Grupo 1 foi constituído
por todos os isolados obtidos de amostra da PB, enquanto o Grupo 2 de isolados provenientes
do estado de Alagoas, sugerindo estruturação populacional entre os isolados de SiMoAlV.
Esta hipótese foi confirmada pelo alto valor observado para o teste de diferenciação Fst
segundo região geográfica e data de coleta (Fstgeografia/data = 0,75). Nenhuma evidência
filogenética de recombinação foi observada.

4.3 Diversidade genética
O índice de diversidade nucleotídica (π) para os isolados de ToMoLCV foi maior para
o gene Rep, tanto na população total quanto na subpopulação proveniente da PB, quando
comparados com os índices para o DNA-A e CP (Tabela 3). Em todos os conjuntos de dados
(DNA-A, CP e Rep), o valor de π foi maior para a população total em relação à subpopulação
da PB. Para os isolados de SiMoAlV, os valores observados de π foram similares para todos
os conjuntos de dados dentro das subpopulações, porém a variabilidade foi maior para a
população total em relação à subpopulação da PB (Tabela 3). Quando comparados os índices
de diversidade nucleotídica entre as duas espécies de begomovírus, pode ser obrsevado que o
conjunto de dados Rep da população total do ToMoLCV continua sendo o mais variável,
provavelmente devido eventos de recombinação ocorrendo nessa região. Entretanto, para o
gene CP, a variabilidade foi maior para os isolados de SiMoAlV em ambas as subpopulações
total e da PB (Tabela 3).

4.4 Recombinação

A análise reticulada para os conjuntos de dados DNA-A, CP e Rep revelou forte
evidência de eventos de recombinação contribuindo para o processo evolutivo de isolados de
ToMoLCV, porém não para os isolados de SiMoAlV (Figuras 9-14), como já observado nas
árvores filegenéticas. A formação de rede foi mais evidente para o DNA-A e o gene Rep do
ToMoLCV (Figuras 9 e 11), onde possíveis eventos de recombinação podem estar associados
a isolados relatados no presente trabalho (isolados 46PB, 108PB e 117PB) e isolados

provenientes de MG (KC706616 e KC706615), BA (JF803250) e PE (JF803251). Para
adicionalmente investigar possíveis eventos de recombinação, conjuntos de dados para o
DNA-A de ToMoLCV e SiMoAlV foram analisados utilizando o pacote RDP4. Como
evidencido pela análise reticulada, apenas eventos de recombinação ocorrendo em isolados de
ToMoLCV foram detectados (Tabela 4). Pelo menos dois eventos independentes de
recombinação foram detectados, com pontos (breakpoints) de recombinação ocorrendo na
Região Comum (CR) e Rep (Tabela 4). Juntos, estes resultados reforçam a importância da
recombinação no processo evolutivo de espécies pertencentes ao gênero Begomovirus.

4.5 Análise de seleção

A análise dos conjuntos de dados para as regiões genômicas codificando os genes CP e
Rep das subpopulações de ToMoLCV e SiMoAlV provenientes da PB mostrou que a pressão
de seleção negativa ou purificadora é a principal força seletiva agindo sobre essas
subpopulações. A razão das taxas de substituições não-sinônimas por substituições sinônimas
(dN/dS), estimadas pelo método SLAC, foi bem menor que um para todos os conjuntos de
dados (Tabela 5). PARRIS não identificou nenhum sítio sob pressão de seleção positiva nos
conjuntos de dados analisados, reforçando que seleção negativa é a mais importante força
seletiva atuando sobre as subpopulações de ToMoLCV e SiMoAlV (Tabela 5).

5 DISCUSSÃO

O primeiro relato de begomovírus infectando tomateiro no Brasil foi realizado na
década de 1970 (COSTA, 1975). Entretanto, somente a partir da década de 1990, prejuízos
causados por este grupo de vírus à cultura do tomateiro tornaram-se evidentes, sendo
atualmente reconhecidas diversas espécies de begomovírus infectando este hospedeiro
(MORALES, 2006; NAVAS-CASTILLO et al., 2011; ROCHA et al., 2013). Acredita-se que
a emergência dos begomovírus infectando tomateiro no Brasil seja resultado da transferência
de vírus nativos, a partir de plantas silvestres, pela mosca-branca Middle East-Asia Minor 1
(MEAM1; conhecida como biótipo B) no início de 1990 (BEDFORD et al., 1994).
Recentemente, um amplo trabalho com begomovírus infectando tomateiros e plantas nãocultivadas na região Sudeste do Brasil demonstrou que populações brasileiras de begomovírus
em tomateiro estão estruturadas biogeograficamente, e que tais populações apresentam alta
variabilidade genética, porém com subpopulações infectando plantas não-cultivadas
apresentando-se mais variáveis que subpopulações infectando o tomateiro (ROCHA et al.,
2013). Resultados semelhantes foram observados para begomovírus em outras culturas, onde
begomovírus infectando hospedeiras leguminosas cultivadas e não-cultivadas apresentaram
estruturação segundo localização geográfica e alta variabilidade genética (RAMOSSOBRINHO et al., 2014). Similarmente, neste trabalho foi observado que populações de
begomovírus infectando tomateiro e espécies de Sida no Nordeste do Brasil apresentam
estruturação biogeográfica e alta variabilidade genética.
ToMoLCV foi o único begomovírus encontrado infectando tomateiro no estado da PB,
Brasil, em 2014. Estudos anteriores demonstraram que para cada região de cultivo de tomate,
espécies distintas de begomovírus podem ser predominantes (FERNANDES et al., 2008;
ROCHA et al. 2013). Entre 2003 e 2004, foi observado que ToSRV e TGVV eram as espécies
prevalentes na região Centro-Oeste do Brasil, e ToMoLCV na região Nordeste
(FERNANDES et al., 2008). Foi demonstrado ainda que entre 2005 e 2010, ToCmMV,
ToCMoV, ToSRV e ToYVSV eram as espécies prevalente na região Sudeste (ROCHA et al.,
2013). Interessantemente, mesmo após mais de dez anos, ToMoLCV parece ser o
begomovírus prevalente em campos de cultivo de tomate do Nordeste. Entretanto, como o
presente estudo foi limitado a apenas um estado desta região, mais sequências completas de
begomovírus infectando tomateiro em diferentes áreas produtoras são necessárias para
confirmar essa hipótese.

Hospedeiros malváceos ornamentais e silvestres, principalmente membros dos gêneros
Abutilon e Sida, são conhecidos por sustentar uma grande diversidade de espécies de
begomovírus (JOVEL et al., 2004; CASTILLO-URQUIZA, et al., 2008; ARANHA et al.,
2011; TAVARES et al., 2012), com algumas espécies cultivadas também sendo infectadas
por este grupo de vírus (BRIDDON, 2003; ARANHA et al., 2011; ALBUQUERQUE et al.,
2013). No Brasil, Sida spp. têm sido frequentemente descritas como hospedeiras de várias
espécies de begomovírus, podendo desempenhar um importante papel epidemiológico como
fonte de begomovírus para espécies cultivadas, especialmente tomateiro (CASTILLOURQUIZA et al., 2008; TAVARES et al., 2012). No presente trabalho, somente SiMoAlV foi
encontrado infectando as diferentes espécies de Sida. Estes resultados sugerem que os
hospedeiros silvestres avaliados podem não estar contribuindo para epidemias de
begomovírus na cultutra do tomateiro, já que não foram encontradas evidências de ToMoLCV
em amostras de Sida, nem SiMoAlV em tomate. Entretanto, é possível que esses begomovírus
possam estar presentes em baixas concentrações em seu hospedeiro não usual (por exemplo,
ToMoLCV infectando Sida spp., e SiMoAlV infectando tomate), e por isso, não foram
detectados pelo método de clonagem utilizado aqui.
Mecanismos evolutivos como mutação e recombinação, e a interrelação entre espécie
viral/hospedeiro/biótipo de mosca-branca são fatores importantes na determinação da
estrutura populacional dos begomovírus (NAVAS-CASTILLO et al., 2011; LIMA et al.,
2013; ROCHA et al., 2013; RAMOS-SOBRINHO et al., 2014). Estudos recentes
demonstraram que populações brasileiras de begomovírus em tomateiro e espécies
leguminosas estão estruturadas biogeograficamente (ROCHA et al., 2013; RAMOSSOBRINHO et al., 2014). Resultados similares foram observados para ToMoLCV e
SiMoAlV infectando tomateiro e espécies não-cultivadas da família Malvaceae.
Isolados de ToMoLCV agruparam em dois clados principais de acordo com área de
amostragem, fornecendo evidência de estruturação biogeográfica. Evidência filogenética foi
confirmada pelo alto valor observado do índice de fixação (Fstgeografia = 0,51). Resultados
semelhantes foram encontrados para outras populações de begomovírus em tomateiro, onde
valores de Fst > 0,25 foram relacionados com diferentes populações de begomovírus,
mostrando assim altos níveis de diferenciação genética segundo região geográfica (ROCHA et
al., 2013). Alto valor de diferenciação genética (Fstgeografia = 0,75) foi também observado para
os isolados de SiMoAlV, confirmando assim os resultados filogenéticos para subdivisão de
população. É interessante notar que, apesar de a distância entre isolados do SiMoAlV ser bem
menor [195 km entre Boqueirão (PB) e Maragogi (AL)] quando comparada com a distância

entre isolados do ToMoLCV [700 km entre Juazeiro (BA) e Jaíba (MG)], nenhuma evidência
de migração foi encontrada. Contudo, como pequeno número de isolados de SiMoAlV foi
obtido, mais sequências precisam ser obtidas para confirmar estes resultados.
Os principais mecanismos evolutivos determinando a distribuição de variabilidade
genética em populações virais são mutação e recombinação (GARCIA-ARENAL; FRAILE;
MALPICA, 2003). Estudos mostram que os altos índices de variabilidade genética
observados em algumas populações de begomovírus estão diretamente relacionados à
ocorrência de eventos frequentes de recombinação (LIMA et al., 2013; ROCHA et al., 2013;
RAMOS-SOBRINHO et al., 2014). No presente estudo, altos índices de variabilidade
genética foram observados nas subpopulações de ToMoLCV e SiMoAlV, principalmente para
o conjunto de dados Rep da população total do ToMoLCV (πtotal = 0.0661), sendo muito
superiores a índices já publicados para outras populações de begomovirus em tomate, onde o
maior valor observado foi para uma população do ToCmMV (π = 0.0143) (GONZÁLESAGUILERA et al., 2012; ROCHA et al., 2013). Esta alta variabilidade no gene Rep do
ToMoLCV pode ser explicada principalmente pelos eventos de recombinação ocorrendo
nessa região. Quando comparada a variabilidade para o gene CP, onde nenhuma evidência de
recombinação foi encontrada, pode-se observar que esta variação em ToMoLCV é bem menor
(πtotal = 0,0234 e πPB = 0,0041), reforçando a ideia de que recombinação é o principal fator
envolvido com os altos índices de variabilidade em Rep. Quando comparadas as
variabilidades para todas as subpopulações (total e PB), nota-se que os índices são bem
maiores para as populações totais em ambos ToMoLCV e SiMoAlV. Estes resultados podem
estar relacionados ao fato de as populações desses vírus estarem estruturadas, e com isso, os
valores de variabilidade observados para as populações totais na verdade refletem a variação
interpopulacional.
Recombinação é um dos principais mecanismos evolutivos atuando sobre populações
de begomovírus (SILVA et al., 2012; ROCHA et al., 2013; LIMA et al., 2013; RAMOSSOBRINHO et al., 2014). Estudos têm demonstrado que sítios recombinantes não são
aleatoriamente distribuídos ao longo do genoma dos begomovírus, com breakpoints de
recombinação sendo mais frequentemente detectados no gene Rep e Região Comum, e menos
frequentemente localizados nas demais regiões genômicas (STANLEY, 1995; FAUQUET et
al., 2005; GARCIA-ANDRES et al., 2007; LEFEUVRE et al., 2007; SILVA et al., 2012;
ROCHA et al., 2013; LIMA et al., 2013; RAMOS-SOBRINHO et al., 2014). Recombinação,
além de mutação, foi detectada como sendo um importante mecanismo atuando na evolução
dos isolados de ToMoLCV, estando diretamente relacionada com os altos índices de

variabilidade observados para o gene Rep. Entretanto, recombinação parece não ser
importante para evolução dos isolados de SiMoAlV, com mutação sendo o principal
mecanismo evolutivo envolvido na diversificação desse begomovírus. Estudos anteriores
demonstraram a natureza recombinante de isolados do ToMoLCV, revelando que isolados de
ToMoLCV do Centro-Oeste surgiram a partir de recombinação entre o ToMoLCV de PE e o
Tomato chlorotic mottle virus (ALBUQUERQUE et al., 2012).
Seleção negativa ou purificadora têm sido relatada como a principal força seletiva
atuando sobre populações de begomovírus infectando espécies cultivadas e não-cultivadas
(SILVA et al., 2011; LIMA et al. 2013; ROCHA et al., 2013; RAMOS-SOBRINHO et al.,
2014). Similarmente, seleção purificadora foi a principal força seletiva atuando sobre os genes
CP e Rep dos begomovírus ToMoLCV e SiMoAlV. O fato da Rep de isolados de
begomovírus (incluindo ToMoLCV) apresentar diferentes eventos de recombinação que
geram alto grau de variabilidade, e que seleção purificadora atua fortemente nessa região,
indica que essa força seletiva deve atuar para preservar a sequência de aminoácidos codificada
pelo gene Rep. Este gene em geminivírus inclui regiões ou motivos conservados de grande
importância para o processo de replicação viral (ILYINA; KOONIN, 1992; NASH et al.,
2011). Portanto, manutenção da integridade dessas regiões é crucial para o sucesso da
replicação, e consequentemente, infecção viral.

6 CONCLUSÕES


ToMoLCV é o begomovírus predominante em tomateiro no Nordeste do Brasil.



Espécies de Sida parecem não contribuir para epidemias de ToMoLCV em tomateiro.



As populações de ToMoLCV e SiMoAlV apresentam-se estruturada segundo origem
geográfica.



Mutação, recombinação e seleção negativa ou purificadora são os principais
mecanismos evolutivos atuando sobre as populações de ToMoLCV e SiMoAlV.

Tabela 1. Amostras de begomovírus provenientes do estado da Paraíba coletadas neste trabalho.
Código

Coordenadas Geográficas

Especie/Acrônino

Isolado

Hospedeiro

Local

Data

44PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq44:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

45PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq45:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

46PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq46:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

80PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq80:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

83PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq83:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

84PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq84:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

85PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq85:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

103PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq103:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

105PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq105:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

106PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq106:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

108PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq108:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

109PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq109:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

116PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq116:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

117PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq117:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

137PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq137:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

141PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq141:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

142PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Tomato mottle leaf curl virus/ToMoLCV

BR:Boq142:14A

Solanum lycopersicum

Boqueirão – PB

Maio, 2014

Tabela 1. Amostras de begomovírus provenientes do estado da Paraíba coletadas para esse trabalho. (conclusão)
5PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq5:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

7PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq7:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

8PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq8:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

9PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq9:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

11PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq11:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

14PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq14:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

26PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq26:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

28PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq28:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

29PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq5:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

32PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq32:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

33PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq33:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

38PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq38:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

39PB

-7º29’8’’ S

-36º9’45’’ W

Sida mottle Alagoas virus/SiMoAV

BR:Boq39:14A

Sida spp.

Boqueirão – PB

Maio, 2014

Tabela 2. Sequências de begomovírus acessadas no banco de dados não-redundante Genbank.
Espécie/Acrônimo/Isolado

Nº de acesso no Genbank

Hospedeiro

Local

Data

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / BR:Jai56:08

KC706616

Solanum lycopersicum

Jaíba – MG

2008

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / BR:Jai13:08

KC706615

Solanum lycopersicum

Jaíba – MG

2008

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / PE[BR:Juaz2586:04]

JF803250

Solanum lycopersicum

Juazeiro – BA

2004

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / PE[BR:Bez2665:04]

JF803251

Solanum lycopersicum

Bezerros - PE

2004

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / DF[BR:Turv2904:04]

JF803249

Solanum lycopersicum

Turvânia – DF

2004

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / DF[BR:Turv2911:04]

JF803248

Solanum lycopersicum

Turvânia – DF

2004

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / DF[BR:PA2143:04]

JF803247

Solanum lycopersicum

Ponte Alta – DF

2004

Tomato chlorotic mottle virus ToClMoV/ BR:Flo210:08

KC706560

Solanum lycopersicum

Florestal -MG

2008

Tomato chlorotic mottle virus ToClMoV/ [Brazil] isolate BA-Se1

AF490004

Solanum lycopersicum

Seabra - BA

1996

Tomato mottle leaf curl virus ToMoLCV / DF[BR:PADFM:04]

JF803246

Solanum lycopersicum

Ponte Alta – DF

2004

Sida mottle Alagoas virus SiMoAV / BR:Mar1:10

JX871386

Sida sp.

Maragogi - AL

2010

Sida mottle Alagoas virus SiMoAV / BR:Mar2:10

JX871387

Sida sp.

Maragogi - AL

2010

Sida mottle Alagoas virus SiMoAV / BR:Mar3:10

JX871388

Sida sp.

Maragogi - AL

2010

Sida mottle Alagoas virus SiMoAV / BR:Vsa1:10

JX871384

Sida urens

Viçosa - AL

2010

Sida mottle Alagoas virus SiMoAV / BR:Vsa2:10

JX871385

Sida urens

Viçosa - AL

2010

Sida yellow blotch virus SiYBlV/ BR:Chp1:10

JX871382

Sida urens

Chã-preta - AL

2010

Sida yellow net virus SiYNV/ BR:Vic2:10

JX871376

Sida micrantha

Viçosa - MG

2010

Tabela 3. Variabilidade genética dos begomovírus ToMoLCV e SiMoAlV infectando
hospedeiros cultivados e não-cultivados.
No. de sequências

DNA-A π* (SD)†

CP π (SD)

Rep π (SD)

ToMoLCV (total)

0.0482 (±0.0056)

0.0234 (±0.0039)

0.0661 (±0.0062)

ToMoLCV (Paraíba)

0.0219 (±0.0054)

0.0041 (±0.0005)

0.0385 (±0.0101)

SiMoAlV (total)

0.0519 (±0.0055)

0.0471 (±0.0059)

0.0479 (±0.0037)

SiMoAlV (Paraíba)

0.0288 (±0.0031)

0.0221 (±0.0024)

0.0334 (±0.0038)

População

* Par-a-par, diversidade nucleotídica por sítio.
† Desvio padrão.

Tabela 4. Eventos de recombinação detectados entre os ToMoLCV coletados para esse trabalho e os ToMoLCV acessados do Genbank.
Breakpoints
Eventos

Começo

Fim

1726

Recombinantes

Parentais
Menor

108PBA1

Programasa

P-Value

Maior

137PBA1

JF803251_ToMoLCV

RGBMCS3

4.97E-32

JF803251_ToMoLCV

Unknown

RGBMCS3

9.77E-21

117PBA1
46PBA2

2036

2600

KC706615_ToMoLCV
KC706616_ToMoLCV
JF803250_ToMoLCV

(a)= R, RDP; G, GENECONV; B, Bootscan; M, Maxchi; C, Chimaera; S, SiSscan; 3s, 3Seq.

Tabela 5. Sítios selecionados positiva e negativamente nas ORFs CP e Rep das
subpopulações específicas de ToMoLCV e SiMoAlV.
Métodos
População

No de haplótipos
dN/dS†

PARRIS

ToMoLCV CP§

0,2746

NS*

ToMoLCV Rep§

0,2872

SiMoAlV CP

0,1271

SiMoAlV ReP

0,1939

§ Subpopulação sem sequências detectadas como recombinantes.
† Valor calculado usando o método SLAC.
* NS= não significativo (P > 0.1).

Figura 2. Matriz bidimensional representando porcentagem de identidade de comparações
pareadas de sequências nucleotídicas do DNA-A coletadas nos estados da PB com amostras
de begomovírus disponíveis no GenBank.

Figura 3. Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada no DNA-A do ToMoLCV,
mostrando a formação de dois grupos distintos. Grupo 1 = isolados obtidos em MG, PE, BA e
PB; Grupo 2 = isolados obtidos no DF e PE.

Figura 4. Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF CP do ToMoLCV,
mostrando a formação de dois grupos distintos. Grupo 1 = isolados obtidos em MG, BA e PB;
Grupo 2 = isolados obtidos no DF e PE.

Figura 5. Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF Rep do ToMoLCV,
mostrando a formação de dois grupos distintos. Grupo 1 = isolados obtidos na PB; Grupo 2 =
isolados obtidos na PB, MG, DF, PE e BA.

Figura 6. Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada no DNA-A do SiMoAlV,
mostrando a formação de dois grupos distintos de acordo com a origem geográfica. Grupo 1 =
isolados obtidos na PB; Grupo 2 = isolados obtidos em AL.

Figura 7. Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF CP do SiMoAlV,
mostrando a formação de dois grupos distintos de acordo com a origem geográfica. Grupo 1 =
isolados obtidos na PB; Grupo 2 = isolados obtidos em AL.

Figura 8. Análise filogenética de inferência Bayesiana baseada na ORF Rep do SiMoAlV,
mostrando a formação de dois grupos distintos de acordo com a origem geográfica. Grupo 1 =
isolados obtidos na PB; Grupo 2 = isolados obtidos em AL.

Figura 9 – Análise reticulada baseada no DNA-A do ToMoLCV. Isolados obtidos no estado
da PB (em vermelho) e MG, PE e DF (em preto).

Figura 10 – Análise reticulada baseada na ORF CP do ToMoLCV. Isolados obtidos no estado
da PB (em vermelho) e MG, PE e DF (em preto).

Figura 11 – Análise reticulada baseada na ORF Rep do ToMoLCV. Isolados obtidos no
estado da PB (em vermelho) e MG, PE e DF (em preto).

Figura 12 – Análise reticulada baseada no DNA-A do SiMoAlV. Isolados obtidos nos
estados da PB (em vermelho) e AL (em preto).

Figura 13 – Análise reticulada baseada na ORF CP do SiMoAlV. Isolados obtidos nos
estados da PB (em vermelho) e AL (em preto).

Figura 14 – Análise reticulada baseada na ORF Rep do SiMoAlV. Isolados obtidos nos
estados da PB (em vermelho) e AL (em preto).

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Proteção de Plantas

Campus de Engenharias e Ciências Agrárias

Universidade Federal de Alagoas