Estimación de niveles de resistencia al virus de la hoja amarilla (SCYLV) mediante la técnica de PCR en tiempo real (RT-qPCR) en variedades de caña de azúcar

Abstract

La enfermedad de la hoja amarilla en caña de azúcar (SCYLV), es causada por el Sugarcane Yellow Leaf Virus (SCYLV) el cual pertenece al género Polerovirus de la familia Luteoviridae y es una enfermedad limitante en países productores de este cultivo debido a la disminución de parámetros de desarrollo y por ende en la productividad (biomasa y sacarosa). La detección de esta enfermedad a edad temprana en semilleros, es necesaria para la toma decisiones al momento del establecimiento de los cultivos comerciales; sin embargo, al contar con variedades asintomáticas al virus, se necesita el uso de herramientas de diagnóstico rápidas, confiables, de alta sensibilidad y cuantitativas. Este trabajo, a través de la técnica molecular RT PCR en tiempo real vía cuantificación absoluta, desarrolló un modelo para la cuantificación del número de copias de la carga viral a partir de un fragmento del virus. Con este modelo, se logró establecer las curvas de progreso de la enfermedad a través del tiempo de cultivo en cuatro variedades comerciales de alta importancia en Colombia: CC 01-1940, CC 84-75, CC 85- 92 y V 71-51 y se determinó su relación con variables de desarrollo y productividad. Adicional a esto, se compararon las metodologías actualmente empleadas en el país para el diagnóstico del SCYLV, demostrando el gran potencial de tiempo real. Finalmente, utilizando metodologías de secuenciación masiva, se determinaron los genomas del SCYLV presentes en estas variedades y se realizó el ensamblaje y comparación filogenética con la diversidad existente en otras regiones del mundo.

//Abstract: Sugarcane Yellow Leaf Disease is caused by a virus with the same name (Sugarcane Yellow Leaf Virus, SCYLV), which belongs to the Polerovirus genus and Luteoviridae family. It is considered a limiting disease in many cane producing countries due to its negative impacts on crop development and diminishing yield and productivity (biomass and sugars). Detection of this disease at early stages, especially at nurseries, it is critical for decisions making about commercial cane crops establishment. However, because common occurrence of asymptomatic virus-diseased varieties, faster, reliable, highly sensitive, and as much as possible quantitative diagnostic techniques are required. In this study, by using the molecular technique Reverse Transcription - quantitative PCR (RT-qPCR) or real time PCR for absolute quantitation, a mathematical model was developed to quantify the number of copies for virus titer or viral load from a virus genome fragment. With this model, disease progress curves were established along the crop’s time course and development in four commercial cane varieties with high past and current importance for this agroindustry in Colombia: CC 01-1940, CC 84-75, CC 85- 92 y V 71-51. In addition, the relationship of viral titer with plant development and productivity variables was also established. On the other hand, SCYLV diagnostic methods currently used in Colombia were compared, demonstrating the significant advantage, high sensitivity capability and potential for RT-qPCR usage. Finally, by using next generation sequencing technology, de novo genomes for SCYLV isolates obtained from these four varieties were obtained and assembled, and alignments and phylogenetic analysis indicated that they were different from SCYLV isolates from other countries.