Trabajo de grado - Maestría
Detección molecular y limpieza de virus en material de siembra de Solanum tuberosum y S. phureja
Date
2022-08-20Registration in:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
Author
García Torres, Andrea Stefania
Institutions
Abstract
En Colombia, el cultivo de papa (Solanum tuberosum y S. phureja) es uno de los renglones agrícolas más importantes para la zona Andina. Con el fin de aportar nuevos elementos al conocimiento de la situación virológica de la papa en el país, y especialmente en Antioquia, en este proyecto se utilizaron diversas técnicas moleculares (RT-PCR, qPCR, secuenciación Sanger y HTS) para el diagnóstico, identificación, y caracterización genómica de los virus presentes en el material de siembra certificado y no certificado de los cultivares Diacol Capiro y Criolla Colombia, comercializados en Antioquia y en menor proporción en la sabana Cundiboyacense. Los resultados indicaron la presencia de los virus de RNA: virus Y de la papa (Potato virus Y - PVY), virus S de la papa (Potato virus S - PVS), virus X de la papa (Potato virus X - PVX), virus del amarillamiento de las venas de la papa (Potato yellow vein virus - PYVV), virus del enrollamiento de la hoja de papa (Potato leafroll virus - PLRV), virus mop-top de la papa (Potato mop-top virus - PMTV), virus V de la papa (Potato virus V- PVV) y virus B de la papa (Potato virus B - PVB), en ambos cultivares de papa y en ambos tipos de material de siembra. En las evaluaciones directas sobre tubérculos obtenidos en la sabana Cundiboyacense, se detectaron siete (PVY, PVX, PVS, PLRV, PYVV, PMTV y PVB) de los ocho virus en material de siembra certificado de cv. Diacol Capiro, mientras que, en los tubérculos no certificados, se encontraron seis de los virus (PVY, PVX, PVS, PYVV, PLRV y PMTV). Para el caso de Antioquia, las evaluaciones se dividieron en las zonas del oriente y norte del departamento. En el oriente, se detectaron los ocho virus en ambos cultivares; en cuánto al norte, se encontraron siete de los virus (PVY, PVS, PVX, PLRV, PYVV, PMTV y PVB) en el cv. Diacol Capiro. Para el material del cv. Criolla Colombia, no fue posible obtener material certificado en la zona del norte, pero si se detectaron los ocho virus en los tubérculos no certificados. Utilizando la secuenciación masiva de alto rendimiento, se aumentó el número de secuencias disponibles de genomas de los virus PVY, PVV, PVX, PVS, PMTV y PVB, además se realizó el primer reporte de una secuencia de PVV infectando el cv. Diacol Capiro en Colombia y el primer registro del virus D de la necrosis del tabaco (Tobacco necrosis virus D - TNV-D) en el país. Adicionalmente, se realizó un ensayo piloto sobre la distribución viral en brotes de diferentes tubérculos pertenecientes a un mismo lote de semilla, encontrándose que para alcanzar una precisión del 90% en la detección viral, es necesario evaluar de manera independiente al menos tres tubérculos por lote y de dos a tres brotes por tubérculo. Por último, se evaluó el efecto de terapias in vitro para la eliminación viral en plántulas ambos cultivares, evidenciándose una reducción en la proporción de infección en vitroplantas sometidas a quimioterapia por 45 días con respeto a los tratamientos control, de los virus PVY, PVS, PVX, PLRV y PYVV en todas las dosis de ribavirina (50, 75 y 100 ppm); asimismo en las evaluaciones de termoterapia se registraron disminuciones en los virus PVY, PYVV y PMTV en las plántulas sometidas a 35°C, PVV, PVS, PYVV, PMTV y PVX en 36°C, PVS, PVX, PMTV y PYVV en 37°C, y PVS y PLRV en vitroplantas a 38°C por dos semanas. Se espera que los resultados obtenidos en esta tesis se constituyan en un aporte importante para el apoyo de los programas de manejo integrado de las enfermedades virales en papa. (Texto tomado de la fuente) In Colombia, potato (Solanum tuberosum y S. phureja) is one of the most important staple food crops in the Andean region. This work was designed to update our current knowledge of the potato virome in Colombia using a wide range of molecular tools (RT-PCR, qPCR, Sanger and HTS) for the diagnostics, identification and genomic characterization of the viruses present in certified and uncertified planting material used by potato farmers in the province of Antioquia, and some regions of Cundinamarca and Boyacá. The results presented here, reveal a high prevalence of the RNA viruses Potato virus Y (PVY), Potato virus S (PVS), Potato virus X (PVX), Potato yellow vein virus (PYVV), Potato leafroll virus (PLRV), Potato mop-top virus (PMTV), Potato virus V (PVV) and Potato virus B (PVB) in planting material from both cultivars. Direct testing on seed-tubers produced in the highlands of Boyacá and Cundinamarca revealed widespread infection with PVY, PVX, PVS, PLRV, PYVV, PMTV, and PVB in certified cv. Diacol Capiro seeds, and PVY, PVX, PVS, PYVV, PLRV, and PMTV, in uncertified ones. In eastern Antioquia, this investigation detected all eight viruses infecting both cultivars. As for northern Antioquia, seven viruses (PVY, PVS, PVX, PLRV, PYVV, PMTV y PVB) were found in cv. Diacol Capiro. All eight viruses under study were identified in uncertified Criolla Colombia seeds, unfortunately, certified seeds for this cultivar were not available in northern Antioquia at the time of study. HTS allowed either the partial or complete genome characterization of new PVY, PVV, PVX, PVS, PMTV and PVB isolates, in addition to the first PVV isolate infecting S. tuberosum in Colombia, and the first report for Tobacco necrosis virus D - TNV-D. A pilot study on the distribution of viruses across sprouts within the same tuber was performed revealing that to achieve 90% accuracy it is necessary to test a minimum of two or three sprouts from three different tubers per lot. Finally, this work also tested the effect of chemotherapy with ribavirin at 50, 75, and 100 ppm for 45 days; and thermotherapy at 35, 36, 37 and 38°C for 15 days, in reducing the proportion of vitroplants infected with PVY, PVV, PVS, PVX, PYVV, PLRV and PMTV in potato cultivars Diacol Capiro and Criolla Colombia. Chemotherapy proved to be effective in reducing the proportion of PVY, PVS, PVX, PLRV y PYVV at all ribavirin concentrations (50, 75 and 100 ppm). Additionally, thermotherapy reduced the proportion of vitroplants infected with PVY, PYVV and PMTV at 35°C, PVV, PVS, PYVV, PMTV and PVX at 36°C, PVS, PVX, PMTV and PYVV at 37°C, and PVS and PLRV at 38°C. These results are expected to be an important contribution in support of viral disease management programs of potato in Colombia.