Ecogenomic characterization of Begomovirus in natural and agricultural ecosystems to understand the origin of new diseases

Abstract

La agricultura es una de las actividades socioeconómicas mas importantes en todo el mundo. La producción de cultivos se ve reducida en parte por el efecto de factores bióticos. Los virus son de especial consideración. Dentro de los virus que afectan a las plantas, el género Begomovirus (Familia Geminiviridae), posee mas de 320 especies reconocidasd por el (ICTV) y representan una amenaza constante para la producción de alimentos debido a que causan enfermedades afectado el rendimiento y calidad de los cultivos. Para mejorar y asegurar la producción alimentaria es necesario conocer la diversidad y distribución de virus con especial cuidado al género Begomovirus, debido a esto, en este trabajo se determino la presencia de begomovirus en plantas cultivadas y no cultivadas de los estados del norte del Pacifico Mexicano, para lo cual se collectaron 260 plantas de cultivos de tres familias principalmente y 422 plantas no cultivadas de las cuales se identificaron 132 especies y 34 familias. Para todas las plantas colectadas se les extrajo DNA y se determino la presencia de geminivirus mediante PCR. De las plantas cultivadas se obtuvieron 22 genomas de diferentes virus mediante el uso de RCA. De las plantas no cultivadas se juntaron las muestras de DNA pertenecientes a la misma especie y se amplifico mediante el uso de amplificación por circulo rodante (RCA) para su posterior procesamiento por secuenciación masiva (HTS) y analisis bioinformático. En plantas cultivadas se observo la presencia de al menos cinco virus associados a enfermedades de los cultivos de tomate y chile, que estan afectando las agroregiones: Comarca Lagunera en Coahuila, valle Poanas, Durango y Huatabampo, Sonora. Los analisis de HTS indican la presencia de al menos 52 virus relacionados a cultivos y 35 relacionados a begomovirus que infectan plantas no cultivadas, sugiriendo que las plantas no cultivadas son hospederos de una diversidad de begomovirus y que se encuentran presentes en diferentes regiones agro climaticas. Por ultimo se analizo el riesgo potencial de un begomovirus presente en plantas no cultivadas, se determinó que tienen la capacidad de infectar tomate, el cual es una planta de interes economico también se determino que no representan una amenaza para el cultivo del tomate por si mismo, sin embargo la posibilidad de estar presente en infecciones mixtas abre una puerta hacia fenomenos de recombinación, ruptura de tolerancia y sugieren que pueden ser origen de nuevas enfermedades.