Caracterización de aislamientos argentinos de <i>Tomato spotted wilt virus</i> que quiebran la resistencia mediada por el gen Tsw en <i>Capsicum annuum</i> L.

Abstract

Tomato spotted wilt virus (TSWV) (Tospovirus, Bunyaviridae), agente etiológico de la enfermedad ‘peste negra’, se encuentra entre los diez virus más devastadores, ocasionando considerables pérdidas económicas en cultivos hortícolas del mundo. Su genoma está compuesto por tres segmentos de RNA de cadena simple: ¨Small¨ (S), ¨Medium¨ (M) y ¨Large¨ (L). El RNA S es ambisense y codifica dos proteínas: la NSs, proteína no estructural y supresora del silenciamiento génico, y la nucleocápside (N). El RNA M también es ambisense y codifica las proteínas NSm, proteína de movimiento célula a célula del virus y el precursor de las glicoproteínas Gn y Gc de la envoltura. El RNA L es de polaridad negativa y contiene un único ORF que codifica la polimerasa (RdRp). El control de la ‘peste negra’ es muy complejo principalmente debido al amplio rango de hospedantes tanto del TSWV como del vector, diferentes especies de trips (Thysanoptera, Thripidae), y a la inefectividad de los insecticidas para el control del mismo. La utilización de cultivos resistentes, es la estrategia de manejo más adecuada y más sustentable, la cual se ha aplicado tanto para pimiento como para tomate. En pimiento la resistencia a TSWV ha sido adquirida mediante el gen Tsw de Capsicum chinensis, el cual se introgresó a pimientos comerciales (pimientos Tsw+). En tomate, la fuente de resistencia está dada por el gen Sw-5b, proveniente de la especie silvestre Solanum peruvianum L. Este gen también ha sido incorporado por mejoramiento clásico, obteniéndose los cultivares de tomate Sw-5b+. En el Cinturón hortícola platense (CHP) se incorporaron variedades de pimiento Tsw+ y de tomate Sw-5b+, controlando la enfermedad durante varios años, pero en 2008 comenzaron a observarse plantas de pimiento Tsw+ con sintomatología de ‘peste negra’. Esto sugería la emergencia de una nueva población viral, capaz de quebrar la resistencia. En este trabajo de tesis, se realizó una caracterización genotípica y biológica de 6 aislamientos provenientes de pimientos Tsw+, y 5 aislamientos de tomates Sw-5b-. Así, se determinó que la única especie de tospovirus presente en el CHP es TSWV, se estudió el rango de hospedantes de los aislamientos y su comportamiento en distintos cultivares de pimientos Tsw+ y Tsw-, y de tomate Sw-5b+ y Sw-5b-. Estos estudios confirmaron la capacidad de los aislamientos de quebrar la resistencia conferida por el gen Tsw en pimiento, caracterizándose como aislamientos RB (resistance-breaking). Estos aislamientos RB, además, tienen la capacidad de infectar pimientos Tsw- y tomates Sw-5b-, no infectando tomates Sw-5b+. Esto indica que no se observa un quiebre de resistencia en tomate, en ensayos de invernáculo. Con los aislamientos encontrados tanto en pimiento como en tomate, se realizaron análisis filogenéticos en base a la secuencia del gen N, encontrándose que los mismos provienen de una misma población ancestral y se hallan filogenéticamente relacionados a aislamientos del clado asiático (China y Corea del Sur). Mediante el análisis de mutaciones en la secuencia de la proteína NSs de los RB de pimiento, asociadas al quiebre de la resistencia, de nuestros aislamientos y otros aislamientos RB, no se observó un patrón de sustituciones aminoacídicas que se conserve entre todos los RB anotados en el GenBank. Por tanto, no se puede inferir el tipo de aislamiento de TSWV mediante la secuencia del gen NSs. La adaptación de los aislamientos RB a pimientos Tsw+ podría significar un costo en el fitness en hospedantes Tsw-. Por lo tanto, se realizaron ensayos que permitieron determinar el fitness de un aislamiento representativo, en pimientos Tsw+ y Tsw-, donde se cuantificó el título viral (mediante la optimización de un protocolo de RT-qPCR específico). Los resultados mostraron que existe una mayor diferencia en el fitness entre los cultivares Tsw+ que la observada con el cultivar Tsw-. Esto sugiere que la presencia del gen Tsw no sería el único factor que interviene en el fitness de los aislamientos y que la adaptación de los RB a pimientos Tsw+, no significó un costo en el fitness en cultivares Tsw-. En cuanto a los 5 aislamientos de tomate, se determinó la secuencia del gen NSm, con el fin de conocer la presencia de sustituciones aminoacídicas características de aislamientos RB de tomate. Los análisis mostraron que estos aislamientos son WT (wild-type) para tomate, lo cual concuerda con los resultados de los ensayos biológicos, que muestran que estos 5 aislamientos no son capaces de infectar tomates portadores del gen Sw-5b.