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virus del moteado plumoso de la batata

El virus del moteado plumoso de la batata ( SPFMV ) pertenece al género Potyvirus de la familia Potyviridae . Es ampliamente reconocido como uno de los agentes causales más frec...

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El virus del moteado plumoso de la batata ( SPFMV ) pertenece al género Potyvirus de la familia Potyviridae . Es ampliamente reconocido como uno de los agentes causales más frecuentes de la enfermedad viral de la batata (SPVD) y actualmente se observa en todos los continentes excepto en la Antártida. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] El número de lugares donde se encuentra sigue aumentando; generalmente, se asume que el virus está presente dondequiera que se encuentre su huésped. [ 4 ] El virus tiene cuatro cepas que se encuentran en diferentes partes del mundo. [ 3 ]

Historia

El SPFMV se descubrió inicialmente en Estados Unidos hace 70 años y, actualmente, es el virus de la batata más extendido en el mundo. [ 3 ] La presencia de este virus suele indicarse por la presencia de la enfermedad viral de la batata, ya que rara vez se observa de forma aislada. El SPFMV se descubrió más recientemente en Italia como el principal causante de la SPVD italiana. [ 4 ]

Estructura

Todos los potyvirus son virus sin envoltura con genomas de ARN monocatenario de sentido positivo. [ 5 ] El genoma del SPFMV tiene aproximadamente 10.820 bases de longitud, variando ligeramente según la cepa específica. [ 6 ] La mayor parte del genoma del SPFMV es un marco de lectura abierto , seguido de una región 3' UTR y una cola de poli(A). La región 3' UTR presenta una estructura secundaria que puede estar implicada en el reconocimiento de la replicasa viral. Todos los potyvirus tienen secuencias de poli(A) en el extremo 3', aunque carecen de la secuencia señal celular para la adición de la cola de poli(A). Los genes codificados son P1, HC-Pro (proteinasa del componente auxiliar), P3, 6K1, CI, 6K2, NIa, NIb y el cistrón de la proteína de la cápside, que se encuentra en una variedad de otros virus. Durante la replicación, todo el genoma se traduce como una poliproteína y se escinde. El gen del cistrón se encuentra cerca del extremo terminal 3'. [ 7 ]

TABLA 1: Proteínas y funciones virales del SPFMV. [ 8 ]

En general, el genoma es entre un 10 % y un 15 % más largo que la longitud promedio del genoma de los potyvirus; como era de esperar, el cistrón también es excepcionalmente grande en este virus. El virión es una unidad larga, flexible y con forma de varilla, y su longitud oscila entre 810 y 865 nanómetros. [ 9 ]

Ciclo vital

Los detalles del ciclo de replicación del SPFMV no se conocen completamente. Después de la entrada, la proteinasa del componente auxiliar (HcPro) se une a eIF4E, un factor de iniciación de la traducción eucariota que se une a la caperuza y que desempeña un papel crucial en la replicación del potyvirus. VPg y NIa también interactúan con los factores de iniciación de la traducción para iniciar el proceso de traducción. [ 10 ] El genoma se traduce entonces en una poliproteína, que luego es escindida en secuencias de escisión específicas por tres proteasas, HC-Pro, P1 y NIa-Pro, que también están codificadas en el genoma viral. [ 11 ] HcPro también suprime el silenciamiento génico a través de siRNA y miRNA en el huésped, lo que contribuye a los efectos citopáticos en la planta. Si el huésped posee eIF4E, HcPro interactuará con este factor para alterar la transcripción de la célula huésped. [ 10 ] Una vez que las proteínas virales se traducen, el genoma se replica (mediante 6K2, P3 y CI) y se empaqueta en el virión. [ 8 ]

Transmisión e infección

Debido a la presencia de una pared celular, la entrada del virus en las células vegetales se limita a la transmisión mecánica o a la transmisión por un vector que puede perforar o dañar una planta y crear un sitio de entrada para el virus. El SPFMV se transmite de forma no persistente en las puntas de los estiletes de los pulgones cuando pican la planta de batata. [ 12 ] [ 13 ] Las especies de batata afectadas por el SPFMV son diversas e incluyen muchas especies de Ipomoea (I. alba, I. aquatica, I. heredifolia, I. nil, I. lacunose, I. purpurea, I. cordatotriloba, I. tricolor), tres especies de Nicotiana (N. benthamiana, N. rustica, N. tabacum), Chenopodium quinoa y Datura stramonium. [ 14 ] Se ha demostrado que el virus infecta principalmente el tejido vegetativo y no el tejido reproductivo, por lo que no se transmite de las plantas progenitoras a través de sus semillas. [ 15 ]

Síntomas, diagnóstico y tratamientos

Los efectos del SPFMV dependen de la especie de batata y de la cepa del virus, y pueden variar entre ubicaciones geográficas. Muchas infecciones son localizadas, leves y a menudo asintomáticas, y pueden no ser tratadas sin causar daños significativos a la planta. [ 16 ] El síntoma más común del SPFMV es un patrón púrpura plumoso en las hojas. [ 17 ] Sin embargo, se sabe que cepas más virulentas, como la cepa de agrietamiento russet (RC), causan necrosis de la raíz y clorosis de las hojas, y se ha demostrado que algunas cepas causan decoloración de la raíz. [ 6 ] [ 13 ] Sin embargo, debido a la importante contribución del SPFMV a las enfermedades virales de la batata, muchos estudios se dirigen a crear inmunidad al SPFMV en plantas susceptibles. Un método de este tipo es la creación de plantas transgénicas utilizando proteínas como los inhibidores de la cisteína proteinasa, que inhibirían la escisión de la poliproteína viral. [ 1 ]

Variabilidad genética

El predominio generalizado de la enfermedad propicia altos niveles de varianza entre los aislados, ya que muchos están separados por una distancia geográfica significativa y desarrollan mutaciones únicas. [ 18 ] La varianza entre cepas se debe a la diferenciación de secuencia en el gen de la proteína de la cápside, lo que ocasionalmente conduce a una respuesta inmune diferente. [ 6 ] Por lo tanto, la detección de diferentes cepas se realiza mediante secuenciación del genoma o serología, lo cual es posible inoculando conejos con el virus. [ 13 ] Actualmente se conocen cuatro cepas: EA, que se encuentra solo en África Oriental; RC, que se encuentra en Australia, África, América del Norte y Asia; O, de África, Asia y América del Sur; y C, de Australia, África, Asia, América del Norte y América del Sur. [ 3 ]

enfermedad viral de la batata

Coinfección/Sinergia

Aunque el SPFMV puede actuar solo para causar enfermedades en las plantas de batata, su reputación está más estrechamente ligada a la enfermedad viral de la batata (SPVD), causada por la infección simultánea del SPFMV con el virus del enanismo clorótico de la batata (SPCSV), transmitido por moscas blancas. [ 19 ] Se especula que la actividad de HC-Pro, involucrada en el movimiento a larga distancia del SPFMV, es uno de los mecanismos principales por los cuales todos estos virus se propagan por la planta. Dado que el SPFMV no es tan letal como otros, su capacidad para viajar largas distancias es más dañina cuando se presenta con genomas virales más virulentos. [ 8 ] [ 11 ] Las infecciones sinérgicas implican que un virus y un virus coinfectante infectan un organismo simultáneamente, y un virus ayuda al otro aumentando su capacidad de propagación o sus habilidades replicativas. [ 19 ] Cabe señalar que no toda infección simultánea puede conducir a una coinfección, sino solo cuando se alcanzan concentraciones específicas de cada virus. [ 16 ]

Dado que la mayoría de los virus vegetales presentan efectos leves y localizados, y generalmente pasan desapercibidos o no se tratan, los síntomas asociados a coinfecciones como la SPVD representan una amenaza singular. [ 19 ] El SPFMV es uno de esos virus de impacto leve que se ve potenciado por el sinergismo. Los títulos de SPFMV pueden ser hasta 600 veces mayores que los de una infección normal, mientras que los títulos de SPCSV se mantienen relativamente similares. Varios otros potyvirus influyen en enfermedades sinérgicas, pero muy pocos muestran cambios tan drásticos. Un ejemplo de ello es el virus del moteado leve de la batata (SPMMV), que también coinfecta con SPCSV, pero con resultados menos significativos. [ 20 ]

Síntomas e impacto agrícola

El SPVD se propaga rápidamente y tiene una variedad de síntomas, pero generalmente se manifiesta en un crecimiento atrofiado de la planta y hojas que exhiben coloración pálida, patrones de mosaico, tamaño anormalmente pequeño o estrecho, distorsión o arrugamiento. [ 21 ] El rendimiento de estas plantas se reduce significativamente; se observa desde la mitad de su rendimiento original hasta casi ningún rendimiento. [ 16 ] [ 20 ] Debido a que no todos los virus asociados con el SPVD están presentes en ciertas partes del mundo, los efectos de la coinfección en las batatas varían. En Oceanía, por ejemplo, se ha observado que las coinfecciones que involucran SPFMV son menos virulentas, mientras que las del sur de África muestran más daño y una pérdida significativa de rendimiento en los cultivos. [ 22 ] En Barbados, la coinfección con SPFMV puede deberse a su interacción con virus de ADN que también conducen a graves pérdidas de rendimiento. [ 23 ]

En muchas de las zonas donde el SPVD es una preocupación grave, la batata es un alimento básico y económico de la dieta indígena. [ 3 ] El virus afecta especialmente a las familias empobrecidas y a las que viven lejos de las ciudades, grupos demográficos que dependen en mayor medida de la batata para su alimentación. La propagación del virus se ve exacerbada por prácticas agrícolas como el “corte y propagación”, que consiste en cortar las enredaderas de plantas ya existentes y utilizarlas para establecer más; si la planta original ya tiene la enfermedad, cada corte posterior también la tendrá. Las herramientas mal desinfectadas también aumentan la transmisión del virus. Si una planta infectada se cortó recientemente, el virus puede permanecer en el instrumento y utilizar el daño causado a la pared celular al cortar la planta para infectarla. [ 2 ]

Tratamiento y manejo de la SPVD

La detección y prevención tempranas constituyen la estrategia más eficaz para el manejo de esta enfermedad. La presencia de los virus causantes puede detectarse y confirmarse mediante el ensayo inmunoenzimático (ELISA). Una vez confirmada, las plantas enfermas deben eliminarse de las áreas donde crecen otras. [ 21 ] Debido a que los virus que contribuyen a la SPVD varían según la ubicación geográfica de la infección, no existe un tratamiento universal para la enfermedad. Sin embargo, dado que el SPFMV es el causante más extendido, es un objetivo bien estudiado para la inmunidad vegetal. La modificación genética es uno de los métodos predominantes para proteger las plantas de batata contra la infección por SPVD. Se ha observado que las células vegetales transfectadas con plásmidos que contienen genes antivirales desarrollan con éxito plantas transgénicas. [ 1 ] [ 2 ]

Referencias

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  2. 1 2 3 Sivparsad, BJ; Gubba, A. (abril de 2014). "Desarrollo de batata transgénica con resistencia a múltiples virus en Sudáfrica (SA)". Transgenic Research . 23 (2): 377– 88. doi : 10.1007/s11248-013-9759-7 . PMID 24158330 . S2CID 17821797 .  
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  • ICTVdB - La base de datos universal de virus: Virus del moteado plumoso de la batata. Archivado el 9 de septiembre de 2006 en Wayback Machine.
  • Grupos familiares - El método de Baltimore. Archivado el 15 de enero de 2000 en Wayback Machine.