Caracterización genómica de los virus que infectan los cultivos de gulupa (Passiflora edulis f. edulis) en Antioquia para el apoyo de los programas de certificación de semilla

Abstract

La gulupa (Passiflora edulis f. edulis) es el segundo frutal exótico más exportado en Colombia, después de la uchuva, adquiriendo un gran potencial en el sector frutícola a nivel mundial. A pesar de su importancia, los conocimientos frente a las prácticas agronómicas del cultivo son reducidos, por lo que el manejo de enfermedades, especialmente aquellas de origen viral, es muy limitado. Las enfermedades virales de las plantas causan grandes pérdidas en la producción agrícola mundial al reducir los rendimientos de los cultivos, afectar la calidad de los frutos y disminuir la longevidad de las plantas. La sintomatología que inducen los virus en las plantas puede aparecer después de largos periodos de infección causando mosaicos, moteados, deformaciones foliares, enanismos, variegaciones, y amarillamientos, entre otros; sin embargo, en algunos casos las infecciones pueden ser asintomáticas, lo que dificulta aún más la detección temprana de los agentes causales. Debido a la poca información que aún se tiene sobre el viroma de la gulupa, sus mecanismos de transmisión y la sintomatología asociada, este trabajo de investigación tuvo como objetivo detectar e identificar los virus que infectan los cultivos de gulupa en el Oriente y Suroeste de Antioquia utilizando pruebas moleculares, como RT-qPCR y secuenciación de nueva generación (NGS), para el apoyo de los programas de manejo fitosanitario y certificación de semilla de este frutal. Los resultados obtenidos indicaron que el virus de RNA con mayor prevalencia en los cultivos en producción fue el tymovirus passion fruit yellow mosaic virus (PFYMV) con un 62%, seguido por el potyvirus soybean mosaic virus (SMV) con 22% y por el cucumovirus cucumber mosaic virus (CMV) presente en el 10% de las muestras. Por otro lado, la detección viral en el material de siembra (brotes de semillas y en plántulas) utilizado en estas regiones indicó la presencia del PFYMV (82%), SMV (44%) y CMV (12%). Adicionalmente, se detectó un virus de DNA del género Badnavirus (gulupa bacilliform virus A -GBVA) en el 60% del total de las muestras evaluadas, así como un nuevo tymoviridae en el suroeste de Antioquia, cuyo nombre tentativo es: purple passionfruit leaf deformation virus (PpLDV). Finalmente, se estableció un protocolo para el cultivo in vitro de explantes de gulupa y enraizamiento ex vitro y se evaluaron las técnicas de limpieza viral de termoterapia y quimioterapia sobre plántulas de 2-3 meses, obteniendo un porcentaje de eliminación viral en el tratamiento térmico del 71,4% para PFYMV. Por otra parte, el tratamiento de quimioterapia permitió eliminar el PFYMV en un 66,7% de las muestras. Este estudio confirma la importancia de la implementación de técnicas moleculares y métodos de secuenciación masiva como herramientas eficientes para el diagnóstico temprano de infecciones virales en cultivos de importancia económica. Se espera que estos resultados contribuyan al diseño de programas de manejo integrado de enfermedades en gulupa, a la generación de material de siembra certificado por su sanidad vegetal y al establecimiento de sistemas de vigilancia cuarentenaria que eviten la dispersión de los virus aquí reportados en los cultivos de este frutal en Antioquia y otras regiones del país. (Texto tomado de la fuente)

Due to the little information available on the viruses affecting purple passion fruit, their associated symptoms and transmission mechanisms, this work aimed at characterizing this virome in eastern and southwestern Antioquia. Viruses were detected using PCR-based methods such as RT-qPCR and high-throughput sequencing (HTS). The information presented here will provide significant insights into the design of disease management strategies and seed certification programs for this crop. This study reveals that the most prevalent RNA viruses in purple passion fruit fields are the tymovirus passion fruit yellow mosaic virus (PFYMV) at 62%, the potyvirus soybean mosaic virus (SMV) at 22%, and the cucumovirus cucumber mosaic virus (CMV) at 10%. On the other hand, analysis of viruses infecting the plantlets and seed-sprouts used by farmers in these regions revealed the presence of PFYMV at 82%, SMV at 44%, and CMV at 12%. In addition to these viruses, a new DNA virus, gulupa bacilliform virus A (GBVA, Badnavirus), was detected in 60% of samples. Additionally, a new member of the family Tymoviridae, tentatively named purple passion fruit leaf deformation virus (PpLDV), was discovered in field samples from the southwest. Protocols to produce in vitro explants and ex vitro rooting were also developed in this work to investigate the effect of chemotherapy and thermotherapy on virus eradication. Thermotherapy resulted in 71,4% elimination of PFYMV, in contrast to 66,7% with chemotherapy. This work confirms the importance of implementing molecular and high-throughput sequencing methods as routine diagnostic tools for the early detection of viruses in economically important crops. Hopefully, the results presented here will contribute to the implementation of an integrated disease management program for purple passion fruit, the production of planting material free of viruses, and the establishment of quarantine monitoring and surveillance protocols of incoming planting stocks in Antioquia and elsewhere in Colombia.