Μελέτη δύο νέων ιών του γένους Fabavirus που προσβάλλουν τα πυρηνόκαρπα
Creators: name: Μπέτα, Χριστίνα Πέτρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Γεωπονία
Ιοί
Πυρηνόκαρπα
Agriculture
Virus
Stone Fruits

description: Κατά τα έτη 2017-2018, χάρις στην τεχνολογία αλληλούχησης υψηλής απόδοσης (HTS), ανακοινώθηκε η παρουσία τριών νέων ιών του γένους Fabavirus σε δείγματα πυρηνοκάρπων από την Βόρεια Αμερική, την Ασία και την Ευρώπη. Πρόκειται για τον ιό που σχετίζεται με την βοθρίωση των φύλλων της ροδακινιάς (peach leaf pitting-associated virus, PLPaV), ο οποίος ανιχνεύθηκε στη ροδακινιά και τους ιούς F των πυρηνοκάρπων (prunus virus F, PrFV) και F της κερασιάς (cherry virus F, CVF) που εντοπίστηκαν στην κερασιά. Οι ιοί αυτοί αποτελούν ξεχωριστή φυλογενετική υποομάδα εντός του γένους Fabavirus και δεδομένης της γεωγραφικής τους εξάπλωσης το πιθανότερο είναι ότι αποτελούν μια ομάδα ιών που προσβάλλουν τα πυρηνόκαρπα για μεγάλο χρονικό διάστημα πριν την ανακάλυψή τους. Πρόσφατα εντοπίστηκε στη χώρα μας σε κερασιά ο CVF. Για την καλύτερη κατανόηση του ιού στην παρούσα μελέτη έγινε αλληλούχηση και μοριακός χαρακτηρισμός δυο απομονώσεων του που εντοπίστηκαν με την τεχνολογία της HTS σε δείγματα κερασιάς προερχόμενα από οπωρώνες της Β. Ελλάδας. Παράλληλα αν και στην Ελλάδα έχει εντοπιστεί μόνο ο CVF, διερευνήθηκε και η παρουσία του PrVF, καθώς υπάρχουν αναφορές σε άλλες χώρες για συχνές μικτές μολύνσεις από τους CVF και PrVF και για συμβάντα ανασυνδυασμού ανάμεσα στους δύο ιούς. Για τον λόγο αυτό αναπτύχθηκαν, για πρώτη φορά, μοριακές μέθοδοι RT-PCR για την εξειδικευμένη μοριακή ανίχνευση των CVF και PrVF. O PrVF εντοπίστηκε, για πρώτη φορά στην Ελλάδα, σε ποσοστό 18,50% των 211 δειγμάτων κερασιάς διαφόρων ποικιλιών που ελέγχθηκαν, ο CVF στο 32,70% των δειγμάτων, ενώ οι μικτές μολύνσεις φτάνουν το 11,80%. Κανένας από τους δύο ιούς δεν εντοπίστηκε κατά τον έλεγχο άλλων 235 δειγμάτων διαφόρων ειδών πυρηνοκάρπων πλην της κερασιάς και 74 δειγμάτων υποκειμένων πυρηνοκάρπων. Επίσης διερευνήθηκε το πειραματικό εύρος ξενιστών των CVF και PrVF με την πραγματοποίηση μηχανικών μολύνσεων σε φυτοδείκτες των οικογενειών Cucurbitaceae, Fabaceae και Solanaceae. Ωστόσο, κανένας από τους φυτοδείκτες δεν μολύνθηκε από τους δυο ιούς. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης έδειξαν ότι οι CVF και PrVF απαντώνται σε δέντρα κερασιάς στην χώρα μας τουλάχιστον από το 2009, ενώ σε αυτό το στάδιο των ερευνών δεν μπορούν να συνδεθούν με κάποιο σύμπτωμα. Τέλος, επιλέχθηκαν και υποβλήθηκαν σε HTS δείγματα κερασιάς στα οποία εντοπίστηκαν με RT-PCR σε μικτή μόλυνση οι CVF και PrVF. Τα αποτελέσματα έδειξαν την συνύπαρξη γενετικά διαφοροποιημένων γενοτύπων του κάθε ιού στο ίδιο φυτό-ξενιστή και το φαινόμενο ήταν πιο έντονο στην περίπτωση του CVF. Το σύνολο των διαθέσιμων αλληλουχιών των δύο ιών υποβλήθηκαν σε φυλογενετικές αναλύσεις, αναλύσεις ανασυνδυασμών και μελετήθηκε η πίεση επιλογής που ασκείται στο γονιδίωμά τους. Τα αποτελέσματα έδειξαν πιθανά συμβάντα ανασυνδυασμού ανάμεσα σε απομονώσεις των δύο ιών στο 3’ αμετάφραστο άκρο του γονιδιώματός τους. Παράλληλα και στους δύο ιούς για το σύνολο του γονιδιώματος τους η πλειοψηφία των κωδικονίων φαίνεται να είναι υπό αρνητική πίεση επιλογής, με το φαινόμενο να είναι πιο έντονο στον CVF. Η φυλογενετική ανάλυση έδειξε και για τους δύο ιούς μικρές αποστάσεις μεταξύ των κλάδων. Ταυτόχρονα δεν φαίνεται να υπάρχει κάποια ομαδοποίηση ανάλογα με την περιοχή προέλευσης των απομονώσεων ή το είδος του ξενιστή (κερασιά ή βυσσινιά). Περισσότερες μελέτες είναι αναγκαίες για την βαθύτερη κατανόηση της επιδημιολογίας και της παθογένειας των δύο ιών.
description: In 2017-2018, the use of high-throughput sequencing technology (HTS) on samples from North America, Asia and Europe resulted in the discovery of three novel fabaviruses infecting Prunus trees. Peach leaf pitting-associated virus (PLPaV) was detected in peach, prunus virus F (PrFV) and cherry virus F (CVF) were detected in cherry. These viruses form a distinct Prunus-infecting phylogenetic cluster within the Fabavirus genus and given their extensive spread they most probably represent an overlooked group of viruses that have been infecting Prunus species for a long time. CVF was recently detected in our country and in order to gain a deeper understanding of this pathogen, during this study we sequenced and analyzed the genome of two CVF isolates found in cherry orchards in Northern Greece with the use of HTS technology. Moreover, considering the frequent co-infections of cherry trees by CVF and PrVF in other countries and the interspecies recombination events we also investigated the presence of both viruses. For this reason, two specific RT-PCR assays were developed herein. Both assays represent the first specific molecular diagnostic methods used for the two viruses and were successful in detecting and distinguishing CVF and PrVF. PrVF was detected, for the first time in Greece, in 18.50% of the 211 cherry samples tested, CVF was detected in 32.70% of the samples whereas mixed infections by the two viruses reached 11.80%. None of the viruses was detected in another 235 samples from different prunus species, or the 74 prunus rootstocks tested. Furthermore, the experimental host range of CVF and PrVF was studied under lab conditions. However, neither of the two viruses was mechanically transmitted to various plant species belonging to the families Cucurbitaceae, Fabaceae and Solanaceae. Our results showed that both CVF and PrVF are present in Greece since at least 2009, while at this point no correlation can be done with a typical symptom. To further investigate the genetic diversity of the two viruses, total RNA from cherry samples containing both viruses were subjected to HTS. The results revealed the coexistence of genetically divergent genotypes of either CVF and/or PrVF within the same cherry tree. Finally, all the isolates of the two viruses, including deposited nucleotide sequences, were examined for possible recombination events, their genetic distances, their phylogenetic relationships and the evolutionary pressures acting on their genome. The analysis showed possible interspecies recombination events at the 3’ UTR. At the same time, most of the codon sites in the genomes of both CVF and PrVF seem to be under negative selection pressure. Phylogenetic analysis showed low genetic distances between the isolates of both viruses while it didn’t reveal any grouping of the virus isolates related to their origin or to their host species (sweet or sour cherry). Further research is needed to determine the epidemiology and pathogenicity of the two viruses.