RESUMO
Um protocolo de PCR multiplex foi estabelecido para a detecção do Banana streak virus (BSV) e do Cucumber mosaic virus
(CMV) em bananeiras micropropagadas. Estes vírus são responsáveis
por perdas na produção de bananas em todo o mundo. Alguns trabalhos
descrevem a integração do BSV no genoma B da bananeira. Contudo, a
existência de bananeiras híbridas livres do BSV tem sido demonstrada.
Ademais, determinadas estirpes do CMV não são transmitidas
mecanicamente sob condições de laboratório, nem tampouco detectadas
por testes sorológicos. Como conseqüência, a indexação de matrizes
para cultura de tecido algumas vezes se mostra ineficiente. A
metodologia apresentada neste trabalho sobrepõe esta dificuldade,
pois se baseia na detecção do ácido nucléico viral presente em
amostras foliares de bananeira. Na reação, foram usados os
oligonucleotídeos BADNA 1A e BADNA 4, para a detecção do BSV, e "CMV
senso" e "CMV antisenso" para a detecção do CMV. Após a eletroforese
foi verificada a presença de dois fragmentos de DNA amplificados
simultaneamente, um dos quais com 597 pb correspondente ao BSV e o
outro, com 488 pb, correspondente ao CMV. Este resultado indica que o
PCR multiplex pode ser utilizado como uma ferramenta
adicional na indexação do BSV e do CMV em bananeiras propagadas por
cultura de tecido.
Palavras-chave adicionais: Musa spp., PCR multiplex, BSV e CMV.
A bananeira (Musa
spp.) é uma das fruteiras mais cultivada nos países de clima
tropical e subtropical (18). Seus frutos representam a quarta
mercadoria mais importante comercializada no mundo e em muitas áreas
são considerados o principal produto alimentício (2). Em 2004, a
produção brasileira atingiu 6,6 milhões de toneladas, enquadrando
nosso país como um dos maiores produtores mundiais (www.faostat.fao.org).
Na evolução das bananeiras comestíveis participaram, principalmente, as espécies diplóides selvagens M. acuminata Colla e M. balbisiana
Colla, de modo que cada cultivar pode conter combinações variadas de
genoma completo dessas espécies (1). Esses genomas são denominados pelas
letras A (M. acuminata) e B (M. balbisiana), cujas
combinações resultam grupos diplóides (AA, BB e AB), triplóides (AAA,
AAB e ABB) e tetraplóides (AAAA, AAAB, AABB, ABBB) (1).
As
bananeiras comerciais são estéreis e, portanto, propagadas
vegetativamente. Tradicionalmente, isto é feito por meio de mudas, mas a
partir da última década, a cultura de tecidos tem sido adotada e assim,
germoplasma de bananeira é distribuído internacionalmente (20).
Entretanto,
como em outras culturas, problemas fitossanitários acompanham a
bananicultura. As doenças ocasionadas por vírus merecem atenção
especial. Os vírus podem ser transmitidos por insetos vetores e através
da propagação vegetativa, o que pode ocasionar uma ameaça à produção,
tanto nas áreas onde os vírus são endêmicos, quanto naquelas livres de
vírus, mas que recebem novas mudas (20). Até o momento, somente o Banana streak virus (BSV) e o Cucumber mosaic virus (CMV) foram registrados em bananeiras cultivadas no Brasil (8, 17).
As
bananeiras podem ser infectadas por mais de um vírus ao mesmo tempo
(6). Estudos demonstraram que bananeiras infectadas com o BSV apresentam
sintomas que podem ser muitas vezes confundidos com aqueles causados
pelo CMV, sendo deste modo indistinguíveis os sintomas causados pela
dupla infecção destes vírus (22).
O BSV pertence ao gênero Badnavirus,
as partículas virais são baciliformes, sem envelope, medindo de 120 a
150 nm de comprimento por 23 a 30 nm de diâmetro, contendo um dsDNA
circular de aproximadamente 7,4 kpb (23). Possui uma faixa restrita de
hospedeiras distribuídas entre diferentes cultivares de bananeira, de
plátano e, experimentalmente, de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.)
(6, 16). Apresenta várias estirpes que podem ser identificadas através
de diferenças na patogenicidade e na sintomatologia em cultivares de
bananeira e cana-de-açúcar e, através de testes sorológicos e
moleculares (16). O vírus pode ser disseminado na natureza pelas
cochonilhas Planococcus citri Russo e Saccharicoccus sacchari
Ckll (Homoptera: Pseudococcidae) ou transmitido pelo rizoma da planta
(6). Os vegetais infectados podem apresentar sintomas de estrias
foliares, lesões foliares cloróticas, mosaico, má formação dos frutos e
diminuição do cacho. Os sintomas de estria e de mosaico ocorrem
esporadicamente durante o ano, dificultando sua identificação visual
(16). Ademais, o BSV apresenta um alto grau de heterogeneidade genômica e
sorológica, entre seus isolados (9, 16). Tal heterogeneidade impõe uma
séria restrição quanto à utilização de técnicas sorológicas e
moleculares para a sua detecção em germoplasma de Musa.
Já o CMV pertence ao gênero Cucumovirus,
apresenta distribuição cosmopolita e diferentes graus de virulência. As
partículas virais são isométricas, com 28 a 30 nm de diâmetro, contendo
ssRNA tripartido (23). Pode ser transmitido na natureza por várias
espécies de afídios, apresentando com estes uma relação do tipo não
persistente (4). As plantas de bananeiras enfermas podem apresentar
sintomas de necrose vascular, espessamento intermitente da nervura,
separação da bainha foliar externa do pseudocaule, clorose, mosaico,
nanismo, má formação dos frutos e, às vezes, morte do vegetal. O sintoma
de mosaico é melhor visualizado na estação fria (4).
Em
vista dos problemas fitossanitários causados por estes vírus, um
crescente comércio de plântulas de bananeira micropropagadas tem se
estabelecido visando a limpeza clonal das cultivares de maior interesse
econômico (21). Entretanto, relatos revelam a possibilidade de
seqüências do BSV integrarem-se no genoma de Musa sp., e que a
cultura de tecido possa ser um gatilho de infecção epissomal do vírus,
visto que altos títulos do BSV em progênies micropropagadas de matrizes
assintomáticas puderam ser obtidos (11, 12, 13, 19). Ademais, o teste
mais utilizado em escala comercial na diagnose viral em bananeira
(micropropagada ou não) é o ELISA, e o mesmo se restringe ao CMV (7).
Isso possibilita um escape na detecção de mudas infectadas com outros
vírus ou com estirpes virais do CMV que não são detectadas em testes
sorológicos (4, 24).
O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de um protocolo de PCR multiplex para a detecção simultânea do BSV e do CMV, em bananeiras micropropagadas e cultivadas no Brasil.
MATERIAL E MÉTODOS
Material Vegetal
Amostras
foliares de plântulas de bananeiras provenientes de cultura de tecido
foram utilizadas neste trabalho. Dentre estas foram testadas seis
amostras da cultivar Pacovan (AAB) e uma da cultivar Prata Graúda
(AAAB). Para controle positivo do teste foi utilizada a cultivar Prata
Anã (AAB) apresentando infecção mista.
Extração dos ácidos nucléicos totais de bananeira
Na
purificação do DNA total das amostras foliares foi utilizado o produto
DNAzol (Invitrogen), e a metodologia do processo foi realizada conforme a
recomendação do fabricante. A extração do RNA total foi realizada
segundo a metodologia descrita por Hu et al. (15).
Reação de transcrição reversa
A
reação de transcrição reversa foi preparada segundo Brioso (5), no
qual em um volume final de 20 µl foram adicionados 12 ml de água
tratada com DEPC, 4 µl de 5 X tampão da enzima transcriptase reversa,
2 µl de mistura 2,5 mM de dNTPs, 50 pmoles do oligonucleotídeo "CMV
antisenso" (3), 1 µl de RNA total e 100 U da enzima transcriptase
reversa ("Superscript II" – Invitrogen). A mistura foi incubada a
37°C por uma hora, 94°C por cinco minutos e resfriada no gelo.
PCR multiplex
Foram adicionados em um tubo de polipropileno de 0,2 ml, 5µl de tampão 10X PCR da enzima Taq
DNA polimerase, 3 µl da mistura 2,5 mM de dNTP, 50 pmoles dos
oligonucleotídeos "BADNA 1A" e "BADNA 4" (14), e 12,5 pmoles dos
oligonucleotídeos "CMV senso" e "CMV antisenso" (3), 2 µl de MgCl2 50
mM, 1.25 U DNA polimerase (Taq DNA polimerase, Invitrogen), 2 µl
do produto de reação da transcrição reversa (cDNA), 2 µl de DNA
total de bananeira e água deionizada estéril para 50 µl de volume
final. O tubo foi submetido a PCR (reação em cadeia da polimerase) no
termociclador programável PTC-200 (MJ Research), nas seguintes
condições: um ciclo inicial de desnaturação de 94°C / 2 min., seguido
de 30 ciclos de 94°C / 15 seg., 52°C / 30 seg., 72°C / 1 min. e
extensão final de 72°C / 5 min.
Os
produtos amplificados foram submetidos à eletroforese em gel de
agarose a 1,0 % (p/v), contendo brometo de etídio (0,25 µg / ml) e
visualizados sob luz ultravioleta (UV). Como padrão de massa
molecular foi adotado o 1 kb DNA "Ladder" (Invitrogen).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com
a metodologia empregada foi possível diagnosticar a presença do BSV e
do CMV nas amostras analisadas. Após a eletroforese verificou-se a
presença de dois fragmentos de DNA amplificados simultaneamente: um
com 597 pb correspondente ao BSV e outro com 488 pb, correspondente
ao CMV .
Dentre as amostras de cultura de tecidos analisadas, as seis
amostras 'Pacovan' (AAB) e o controle positivo, Prata Anã (AAB),
apresentaram infecção mista do BSV com o CMV. Entretanto, a cultivar
Prata Graúda (AAAB) se mostrou livre do BSV. Este resultado reforça
os dados encontrados por Figueiredo et al. (10), que demonstram a
existência de bananeiras híbridas livres de BSV, e indica que o PCR multiplex pode ser utilizado na indexação do BSV e do CMV em bananeiras propagadas por cultura de tecido.
Atualmente,
a cultura de tecidos tem sido adotada em programas de melhoramento para
a propagação da bananeira em escala comercial. A erradicação de vírus
de bananeira por meio da cultura de meristema associada à termoterapia,
quimioterapia e crioterapia tem sido relatada (21). Entretanto, nas
amostras provenientes de cultura de tecidos analisadas, foram
constatados tanto o BSV quanto o CMV, o que revela que a cultura de
tecidos quando empregada visando a limpeza clonal de bananeira se mostra
em alguns casos ineficiente. Desta forma, a metodologia de diagnóstico
apresentada neste trabalho poderia ser aliada a limpeza viral, visando
não somente indexar matrizes, mas também verificar a presença dos vírus
nas plantas propagadas.
Recentes
relatos sugerem que todas as bananeiras híbridas estariam
potencialmente infectadas com o BSV, pois um complexo BSV integrante
denominado EPRV ("endogenous pararetrovirus sequence") presente no
genoma B da bananeira seria capaz de originar infecção epissomal, quando
a planta é submetida à cultura de tecidos (11, 12, 13, 19). Contudo,
recentes resultados obtidos pelo nosso grupo de pesquisa demostraram a
existência de bananeiras híbridas livres de BSV, sugerindo que há
possibilidade de que matrizes livres de BSV ainda sejam encontradas
(10).
O
CMV está amplamente distribuído no território nacional (17). No país, o
teste mais utilizado em escala comercial na diagnose deste vírus em
bananeira, micropropagada ou não, é o ELISA (7, 8). Porém, determinadas
estirpes do CMV não são transmitidas mecanicamente para plantas
indicadoras, nem tampouco detectadas por ELISA (4, 24). A metodologia
apresentada neste trabalho sobrepõe esta dificuldade, pois se baseia na
detecção do ácido nucléico viral presente em amostras foliares de
bananeira.
O
panorama atual da cultura da banana no Brasil e no mundo revela a
necessidade de medidas preventivas de controle. O desenvolvimento de uma
metodologia de indexação eficiente, sensível e rápida, permitiria a
pronta identificação de cultivares infectadas com estirpes virais já
existentes no território nacional, impedindo o escape e o trânsito de
mudas infectadas provenientes ou não de cultura de tecido.
Conseqüentemente, tal medida diminuiria a possibilidade de perdas na
produtividade da cultura da bananeira em função de infecção viral
simples ou mista.
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