Virus del estroboscópico de patata

El virus del mop-top de la papa ( PMTV ) es un virus fitopatógeno transmitido por el vector Spongospora subterranea que afecta a las papas. El PMTV pertenece a la familia Virgaviridae , ^{[ 1 ]} y al género Pomovirus ( virus del mop -top de la papa). [ 2 ^{] El virus} fue identificado por primera vez en 1966 por Calvert y Harrison en Gran Bretaña, ^{[ 3 ]} y ahora se reporta en muchas otras regiones de cultivo de papa del mundo, incluyendo Canadá, China, Pakistán, Japón, Tasmania, Estados Unidos, algunos países de América del Sur y muchas partes de Europa. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Se ha encontrado que muchos sistemas de manejo de enfermedades son ineficaces contra el virus, aunque una combinación de saneamiento y control de vectores parece funcionar bien.

Como su nombre lo indica, el huésped principal es la papa; sin embargo, este virus también afecta a algunas plantas hortícolas comunes y malezas. Algunas de ellas incluyen el tomate, la hierba mora, el cenizo y la cereza de tierra. ^{[ 6 ]} Los huéspedes principales del virus del mop top de la papa son plantas de las familias Solanaceae y Chenopodiaceae . ^{[ 7 ]} Las papas infectadas por PMTV generalmente muestran manchas necróticas huecas en el interior. ^{[ 8 ]} Este virus muestra síntomas diferentes en Europa; por ejemplo, las plantas infectadas generalmente muestran arcos necróticos de color marrón oscuro que decoloran la pulpa del tubérculo (estos síntomas son muy similares a los causados ​​por el virus del mosaico de la alfalfa ). ^{[ 6 ]} Las plantas que no muestran síntomas de PMTV tienden a producir mayores cantidades de tubérculos infectados si provienen de plantas que mostraron síntomas foliares el año anterior. ^{[ 9 ]}

Las esporas que transmiten el PMTV pueden vivir en el suelo hasta 18 años, lo que le otorga al virus un largo período de supervivencia. El período crítico para la infección de S. subterranea y, por consiguiente, del PMTV, se produce al principio del ciclo de crecimiento de la papa, durante la formación de estolones y el cuajado de tubérculos , que dura de 3 a 4 semanas. ^{[ 10 ]} El ciclo de la enfermedad del PMTV comienza con la entrada del virus en la célula de la planta huésped y el desensamblaje de su cápside para liberar el ARN viral en la célula. ^{[ 11 ]} Como pomovirus , el PMTV utiliza la maquinaria de la planta huésped para la replicación y la traducción, las cuales siguen modelos de ARN de cadena positiva. Después de que se realizan réplicas del ARN viral y de las proteínas de la cápside en el citosol , el virus se reensambla y sale de la célula para infectar otras células. Debido a que es transmitido por un protista , generalmente aparece en épocas más frías y húmedas del año.

Se ha descubierto que el virus de origen natural tiene efectos sistémicos en Nicotiana benthamiana. Sin embargo, cuando se silenció el gen de TRIPLE GENE BLOCK1 (TGB1), que es una proteína factor de movimiento, se obstaculizó el movimiento sistémico del virus. ^{[ 12 ]} El virus se mueve a través del xilema para infectar las plantas sistémicamente, pero también puede propagarse localmente mediante el movimiento de célula a célula. En las plantas hospedantes, los tejidos infectados incluyen tanto las hojas como el citoplasma. ^{[ 13 ]} Se ha demostrado que las semillas infectadas con PMTV, al ser plantadas, solo infectan parcialmente a las siguientes generaciones de plantas, lo que demuestra que su vector, S. subterranea, es muy importante para la transmisión. ^{[ 10 ]}

El vector del PMTV, S. subterranea , es un moho mucilaginoso conocido por causar la enfermedad de la sarna polvorienta que se desarrolla en condiciones húmedas, específicamente en suelos con drenaje deficiente. ^{[ 14 ]} De hecho, esta enfermedad no se presenta con frecuencia en áreas con menos de 76 cm de lluvia al año. La probabilidad de aparición de la enfermedad aumenta en áreas que reciben más de 114 cm de lluvia al año. Estos ambientes húmedos facilitan el movimiento de las zoosporas del vector hacia los sitios de infección (raíces y tubérculos ). Se cree que el desarrollo de la enfermedad de la sarna polvorienta aumenta cuando la alta humedad del suelo disminuye gradualmente, ya que esto incrementa la germinación de las zoosporas. S. subterranea tiende a preferir suelos más ácidos, con pH que oscilan entre 4,7 y 7,6. S. subterranea prospera en condiciones templadas, entre 11 y 24 grados Celsius, siendo la temperatura óptima para la infección por el vector de 16 grados Celsius. ^{[ 15 ]}

El desarrollo de enfermedades también puede verse favorecido por ciertas prácticas agrícolas. Por ejemplo, el mayor uso de fertilizantes que contienen nitrato o nitrógeno amoniacal aumenta la incidencia y la gravedad de la sarna polvorienta, causada por el vector PMTV S. subterranea . ^{[ 16 ]} Esto puede deberse a que la fertilización mejora el crecimiento de las raíces, lo que proporciona una mayor cantidad de tejido susceptible de infectarse.

Actualmente no se dispone de tratamientos químicos para su aplicación en campo contra los virus. Esto es especialmente cierto en el caso de la papa, ya que una vez infectada por un virus, permanecerá infectada durante el resto de su ciclo de vida. Por lo tanto, los métodos preventivos son opciones más viables. Estos incluyen métodos como el mejoramiento genético para la resistencia , el control de vectores y el saneamiento de cultivos. ^{[ 17 ]}

El mejoramiento genético para la resistencia, o la generación de plantas genéticamente resistentes a las infecciones por patógenos, es otra opción que se está explorando. Se ha demostrado que la generación de plantas resistentes a vectores ha sido en gran medida infructuosa para el PMTV. Esto se debe a que las plantas necesitan tener inmunidad contra S. subterranea en sus tubérculos , raíces y estolones para resistir completamente la infección por el vector y el virus . Sin embargo, hasta la fecha, se han producido papas con tubérculos resistentes pero raíces susceptibles. Aunque el mejoramiento genético para la resistencia aún no ha proporcionado beneficios para las variedades de PMTV disponibles comercialmente, se han obtenido algunos resultados prometedores en la investigación en curso. Existen algunas variedades de cultivos comerciales parcialmente resistentes disponibles actualmente. ^{[ 16 ]} Un ejemplo es NY99, una línea de mejoramiento que ha mostrado una baja incidencia de tubérculos infectados con PMTV. El mejoramiento genético para la resistencia, de tener éxito, evitaría que el virus iniciara su patogénesis . ^{[ 17 ]}

El control de vectores concentra sus esfuerzos en reducir el nivel de S. subterranea en el suelo como una forma de combatir el virus. Se ha demostrado que los tratamientos del suelo, como los fungicidas que contienen fluazinam , son parcialmente efectivos para reducir la cantidad de esporas viables de S. subterranea disponibles para germinar en zoosporas . ^{[ 6 ]} Otra forma de control de vectores es la rotación de cultivos con brasicáceas y datura (una maleza). Se ha demostrado que la rotación con estas plantas produce bajos niveles de S. subterranea en el suelo. ^{[ 15 ]}

La correcta higiene de los cultivos se logra mediante la siembra de patatas de siembra certificadas. Es fundamental que estas patatas provengan de zonas de producción que no hayan tenido contacto previo ni con el vector ni con el virus. Se puede reducir aún más el riesgo desinfectando adecuadamente toda la maquinaria que haya estado en contacto con el suelo y los restos vegetales. ^{[ 6 ]}

El PMTV es un descubrimiento relativamente reciente, ya que se informó por primera vez en Gran Bretaña en 1966 y luego en los EE. UU. en 2002. ^{[ 15 ]} Sin embargo , el vector S. subterranea existe desde hace más de 150 años, ya que se descubrió por primera vez en Alemania en 1841. Se descubrió por primera vez en los EE. UU. en 1913.

El PMTV puede provocar una pérdida muy significativa en el rendimiento de las patatas. Por ejemplo, un estudio realizado en patatas de siembra escocesas mostró una reducción del rendimiento de hasta el 67 %. ^{[ 14 ]} El virus también causa espigazón y necrosis en la pulpa de los tubérculos . Estos síntomas son principalmente defectos morfológicos que dan lugar a patatas poco estéticas que se ven obligadas a ser rechazadas comercialmente por procesadores y envasadores. Si se detecta que las patatas exportadas a otros países están infectadas, esto puede afectar negativamente al comercio agrícola. Por ejemplo, Maine fue puesto en cuarentena debido a sus brotes relativamente recientes. ^{[ 14 ]} Además de las pérdidas económicas, la presencia del PMTV también puede afectar negativamente a la reputación de un país (o región, estado o explotación agrícola) para otras exportaciones.

El PMTV es un virus de ARN monocatenario positivo (+) con un genoma tripartito. El segmento más largo del PMTV, RNA-rep, codifica las subunidades de la ARN polimerasa y la replicasa dependientes de ARN. ^{[ 18 ]} El segundo segmento, RNA-CP, codifica la proteína de la cápside viral (CP) y la CP-RT o CP menor, que se produce por la lectura traslacional del codón de parada de la CP. ^{[ 19 ]} El tercer segmento, RNA-TGB, codifica el bloque triple de genes de proteínas de movimiento , TGB1, TGB2, TGB3, ^{[ 20 ]} y la proteína 8K, que es un supresor viral del silenciamiento de ARN . ^{[ 21 ]}

El vector del PMTV es un protista , S. subterranea . ^{[ 22 ]} Cuando S. subterranea infecta las raíces de las papas, el virus obtiene acceso a las células de la raíz y comienza a habitar la planta. Al tomar el control de la maquinaria celular de la célula, el virus puede replicarse. Luego, el virus se traslada a más células de papa y se propaga sistémicamente por la planta. El movimiento sistémico del PMTV se facilita en gran medida por una proteína llamada TRIPLE GENE BLOCK1 (TGB1), que tiene un dominio interno que impulsa el transporte del virus a las células vecinas y un dominio N-terminal utilizado para el viaje a larga distancia (sistémico). Este dominio N-terminal de TGB1 ha mostrado cierto potencial como objetivo para limitar la infección sistémica del patógeno en N. benthamiana , ya que la infección sistémica requiere una interacción entre una molécula llamada importina-a dentro de la planta huésped y el dominio N-terminal. ^{[ 12 ]} De las tres moléculas de ARN de sentido positivo utilizadas por PMTV, se cree que una codifica una proteína de factor de virulencia . Las otras dos moléculas codifican una polimerasa y una proteína de la cápside, ambas necesarias para la supervivencia del virus. El ARN-TGB es un gen con 4 marcos de lectura abiertos (ORF); los tres primeros ORF superpuestos forman un área denominada bloque de triple gen. Este bloque de 3 marcos codifica proteínas de factor de movimiento esenciales que facilitan el movimiento de célula a célula. El cuarto ORF codifica otra proteína rica en cisteína que aumenta la virulencia y tiene cierta actividad supresora del silenciamiento de ARN . ^{[ 23 ]}

• Enfermedades virales de la papa

• ICTVdB - La base de datos universal de virus: Virus del estroboscopia de la patata
• Grupos familiares - El método de Baltimore. Archivado el 15 de enero de 2000 en Wayback Machine.