Publicação: Contrastando padrões de recombinação em isolados de Potyvírus obtidos de plantas monocotiledôneas e dicotiledôneas
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CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
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Resumo
Os vírus são capazes induzir doenças em muitas espécies de plantas de importância econômica
causando grandes prejuízos na agricultura. Os potyvírus (gênero Potyvirus, família Potyviridae)
representam cerca de 90% das espécies conhecidas da família. Eles possuem RNA como material
genético e suas populações apresentam um grau elevado de variabilidade genética. Os principais
mecanismos que atuam sobre a evolução dos vírus são mutação e recombinação. Mutações podem
ocorrer de forma espontânea devido à incorporação incorreta de nucleotídeos durante a replicação
viral. A recombinação consiste na troca de fragmentos de material genético entre vírus distintos
durante infecções mistas. A alta frequência de recombinação é responsável pelo surgimento de
novas características genéticas nos vírus, como a capacidade de infectar novos hospedeiros e
suplantar a resistência genética das plantas. Com o intuito de compreender melhor os fatores
envolvidos na alta variabilidade genética dessas populações virais, eventos de recombinação
foram detectados por meio de ferramentas de bioinformática a partir de sequências genômicas
completas de isolados de potyvírus. Dois conjuntos de dados foram analisados: o primeiro
composto por sequências de isolados de potyvírus que infectam predominantemente plantas
monocotiledôneas e o segundo composto por sequências de isolados que infectam plantas
dicotiledôneas. Os genomas completos foram obtidos do GenBank por meio do Taxonomy
browser e, posteriormente, foram analisados em dois programas, MEGA (Molecular Evolutionary
Genetics Analysis) e RDP (Recombination Detection Program), e os resultados interpretados a
partir de gráficos de distribuição de sítios de recombinação. Os resultados do presente estudo
indicam que a recombinação ocorre frequentemente nos isolados virais analisados e os padrões de
distribuição de sítios de recombinação são diferentes entre espécies virais que infectam plantas
monocotiledôneas ou dicotiledôneas. Enquanto os genomas de isolados que infectam plantas
monocotiledôneas apresentam maior frequência de recombinação na porção 3’, os genomas de
isolados que infectam plantas dicotiledôneas apresentam maior propensão à recombinação na
porção 5’.
Abstract
Viruses are able to induce diseases in many economically important plant species causing severe
losses in agriculture. Potyviruses (genus Potyvirus, family Potyviridae) account for about 90% of the
species known in the family. They possess RNA as genetic material and their populations show a
high degree of genetic variability. The main mechanisms that act on the evolution of viruses are
mutation and recombination. Mutations may occur spontaneously due to misincorporation of
nucleotides during viral replication. Recombination consists in the exchange of genetic material
fragments between distinct viruses during mixed infections. The high frequency of recombination is
responsible for the emergence of new genetic characteristics in the viruses, as the ability to infect
new hosts and to overcome the host genetic resistance. In order to better understand the factors
involved in the high genetic variability of these virus populations, recombination events were
detected using bioinformatics tools based on complete genomic sequences of potyviruses. Two data
sets were analyzed: the first one composed of potyvirus isolates that infect predominantly
monocotyledonous plants and the second one composed of isolates that typically infect
dicotyledonous plants. The complete genomes were obtained from GenBank by using the Taxonomy
browser and were subsequently analyzed into two programs, MEGA (Molecular Evolutionary
Genetics Analysis) and RDP (Recombination Detection Program) and the results were interpreted
from breakpoint distribution plots. The results of this study indicate that the recombination occurs
frequently in the viral isolates analyzed and the breakpoint distribution patterns are different between
potyviruses that predominantly infect monocotyledonous or dicotyledonous plants. While the
genomes of monocot-infecting potyviruses show a higher frequency of recombination in the 3'
portion, the genomes of dicot-infecting potyviruses are more prone to recombination in the 5' portion.
Palavras-chave
Bioinformática, Evolução molecular, Fitovírus, RNA, Bioinformatics, Molecular evolution, Plant viruses
Citação
Vicentini, Amanda Vieira. Contrastando padrões de recombinação em isolados de Potyvírus obtidos de plantas monocotiledôneas e dicotiledôneas. 2017. 11 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Agronomia) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. 2017.