2 - taxonomia e sintomatologia

Taxonomia, Sintomatologia e

TransmissãoFitopatologia I

Érico de Campos Dianese

Leva-se em consideração as características da partícula, os sintomas causados, a hospedeira

Taxonomia e Nomenclatura

Taxonomia:

◦ Ciência que se ocupa da classificação dos seres vivos, utilizando um sistema uniforme que expressa, da forma mais fiel, o grau de semelhança entre eles

Taxonomia e Nomenclatura

TAXONOMIA PROPRIEDADES VIRAIS

Morfologia Tamanho, Forma, Envelope

Físico-químicas Massa molecular,Densidade

Genoma Tipo de ácido nucléicoSegmentação,Sequência

Macromoléculas Proteínas,Lipídeos

TAXONOMIAGENOMA E REPLICAÇÃO

Organização do Genoma

Estratégias de Replicação

Estratégias de Expressão

Sítios de acumulação de proteínas virais

Citopatologia, formação de corpos de inclusão

TAXONOMIAPROPRIEDADES ANTIGÊNICAS

Relacionamento sorológico

TAXONOMIAPROPRIEDADES BIOLÓGICAS

Gama de hospedeiras

Transmissão

Classificação dos vírus (ICTV):

◦ Ordem: ......virales◦ Família: ......viridae◦ Subfamília:......virinae◦ Gênero:......virus◦ Espécie:......virus

Categorias Taxonômicas

De acordo com o último relatório do ICTV (2010):

◦ 6 Ordens◦ 87 Famílias◦ 19 Subfamílias◦ 348 Gêneros◦ 2285 Espécies

◦ E milhares de isolados de vírus de bactérias, plantas e animais

Categorias Taxonômicas

Para outros organismos:

◦ Latim◦ Nomenclatura Binomial – nomenclatura de Lineu

Xanthomonas campestris Xylela fastidiosa Meloidogyne incognita Xiphinema index Alternaria solani

Regras de Nomenclatura

Para vírus:

◦ Atualmente:

HOSPEDEIRO SINTOMAS + VÍRUS

Tomato yellow leaf curl virus Cucumber mosaic virus Lettuce mosaic virus

Bean golden mosaic virus

Citrus tristeza virus

Para vírus:

◦ Acrônimos

Cucumber mosaic virus CMV Tomato chlorotic mottle virus ToCMoV Potato virus Y PVY Tomato spotted wilt virus TSWV Human papilloma virus HPV Human immunodeficiency virus HIV

Família: Bunyaviridae

Gênero: Tospovirus

Espécie: Tomato spotted wilt virus

Acrônimo: TSWV

International Committee for Taxonomy of Viruses

◦ Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus

◦ Reuniões que definem a taxonomia e a nomenclatura de todas as espécies de vírus existentes

Sintomatologia?

Sintomas

Sintomas X Sinais

Sintomas de vírus em plantas

Alterações:

◦ No crescimento

◦ No desenvolvimento

◦ No metabolismo

Importânica para a fitovirologia

◦ Identificação inicial baseada em sintomas◦ Conjunto de sintomas

Sintomas

Sintomatologia

Valor Diagnóstico

Nomenclatura

Hospedeiras Diferenciais

Avaliações de Campo

- Sorologia- Microscopia eletrônica - Molecular

Sintoma principal + Hospedeira(Cucumber mosaic virus)

Plantas indicadoras

LevantamentosPrejuízosResistência

Resultado da infecção viral

Como ocorrem os sintomas?

2 Decapsidação

3 Replicação

4 Acumulação

5 Translocação

1 Entrada do vírus

Curta distância

Longa distância

Fisiológicas Histológicas Morfológicas

Hospedeira

Localização do plantio

Condições climáticas

Co-infecção com outro(s) patógeno(s)

Composição química do solo

Fatores que influenciam a expressão de sintomas

Infecção já presente na semente

Isolado do patógeno

Época do ano

Quantidade inicial de inóculo

Etc...

Isolados virais

◦ Dois isolados podem apresentar diferentes níveis de patogenicidade

Isolado capaz de gerar sintomas característicos: Isolado “forte”

Isolado que causa pouco ou nenhum sintoma: Isolado “fraco”

Cultivares

◦ Cultivares diferentes podem apresentar reações diferentes quando infectados por um mesmo vírus

Suscetível: pode ser infectada e apresenta sintomas

Tolerante: pode ser infectada, mas não apresenta sintomas apesar da presença do vírus

Resistente: não pode ser infectada ou não permite a distribuição do patógeno

Idade da planta

◦ Fator importante

◦ Em geral – plantas jovens são muito mais suscetíveis

◦ Resistência de planta madura

Geralmente se expressam onde o vírus se replica

Transporte pelo floema – rota dos fotoassimilados

◦ Acúmulo em tecidos jovens – alto nível de replicação nestes

Sintomas ao redor do sítio de infecção: sintomas locais

Localização dos sintomas

Sintomas locais

◦ No sítio de infecção ou próximos

Clorótica Necrótica Anéis cloróticos

BYMV–Chenopodium quinoa

TMV–Nicotiana tabacum

ToRSV–Nicotiana tabacum

Quando o vírus se espalha do sítio de inoculação para outras partes – sintomas sistêmicos

Em relação às estruturas ou processos afetados:

◦ Fisiológicos

◦ Histológicos

◦ Morfológicos

Classificação dos Sintomas

Em relação às estruturas ou processos afetados:

◦ Fisiológicos: afetam fotossíntese, transpiração, respiração, etc.

Uso de nutrientes pelo patógeno: produção da planta inversamente proporcional a do patógeno

Aumento da respiração: resposta usual às infecções Transpiração: idem

Histológicos

◦ Alterações nas estruturas das células e tecidos

Necróticos: destruição de componentes ou da própria célula

Plásticos: alterações quantitativas ou qualitativas dos componentes ou da célula

Hipo ou hiperplasia Hipertrofia

Morfológicos:

◦ Necróticos: degeneração e morte de tecidos

◦ Hipoplásticos: supressão do desenvolvimento (albinismo, clorose, mosaico, enfezamento)

◦ Hiperplásticos: superdesenvolvimento de partes da planta ou acúmulo de componentes celulares (bronzeamento, arroxeamento, galha, enrolamento)

Difíceis de serem distinguidos

◦ Problemas causados por outros organismos◦ Deficiências nutricionais◦ Toxemias◦ Etc...

Ocorrem em toda a planta ou nas folhas, ramos, frutos

Sintomas típicos de vírus

Redução no crescimento

◦ Nanismo

Pontos cloróticos ou necróticos

◦ Lesões locais

Mosaicos e manchas cloróticas

◦ Folhas, ramos, frutos

Clareamento de nervuras

Deformações foliares e de ramos

Distorção de frutos, murchas, tumores, caneluras

Órgão ou Células

Local de observação

SINTOMAS

MORFOLÓGICOS

HISTOLÓGICOS

DESVIOS DE COR

DEFORMAÇÕES

NECROSES

CLOROPLASTOS ANORMAIS

INCLUSÕES:PROTEÍNAS OU PARTÍCULAS VIRAIS

Desvios de cor

◦ Amarelecimento

Diminuição da clorofila

Aumento de pigmentos

Xantofilas Carotenóides

Sintomas Morfológicos

Desvios de cor

◦ Amarelecimento de nervuras

BegomovirusCucumber vein yellowing virus – CVYV

Desvios de cor

◦ Mosaico

Matizes de verde, clorótico e/ou amarelo

Distribuídas irregularmente na folha

Bordos nítidos em cada área

Desvios de cor

◦ Mosaico

LMV em alfaceBegomovirus em planta daninha

Desvios de cor

◦ Mosaico

Desvios de cor

◦ Mosaico

Pepper yellow mosaic virus em pimenta e tomate

Desvios de cor

◦ Mosaico

Bean golden mosaic virus

Desvios de cor

◦ Clorose Onion yellow dwarf virus (OYDV) em cebola

Clorose internerval

Desvios de cor

◦ Bronzeamento Tomato spotted wilt virus (TSWV) em tomateiro

Desvios de cor

◦ Variegação Tulip breaking virus

Desvios de cor

◦ Mancha anelar Papaya ringspot virus

Desvios de cor

◦ Mosqueado

Potato mop-top virus em batata Cherry rusty mottle virus

Desvios de cor

◦ Manchas cloróticas

Apple chlorotic leafspot virus

Desvios de cor

◦ Anéis cloróticos

Deformações

◦ Nanismo

Begomovirus em tomate

Deformações

◦ Bolhosidades Watermelon mosaic virus (WMV) em abobrinha e

Cucumber mosaic virus (CMV) em pepino

Deformações

◦ Rugosidade Tomato severe rugose virus (ToSRV) em tomate

Deformações

◦ Caneluras Citrus tristeza virus (CTV) em citrus e Grapevine

virus A (GVA) em videira

Deformações

◦ Enações Saliência ou supercrescimento das nervuras Pea enation mosaic virus (PEMV) em ervilha

Deformações

◦ Enrolamento foliar

Deformações

◦ Cordão de sapato CMV e TMV em tomateiro

Deformações

◦ Lesões locais

Replicação viral – alterações morfológicas

Inclusões citoplasmáticas ou nucleares

Aplicações:

◦ Estudo da biologia do vírus e mecanismos de replicação

◦ Observação de efeitos citopáticos◦ Diagnose

Sintomas histológicos

Mudanças na forma e distribuição de organelas

◦ Cloroplastos

◦ Núcleo

Inclusões citoplasmáticas

◦ Cristalinas

Simples Agregação ordenada de partículas virais Alta capacidade de replicação na hospedeira (por ex.

TMV) Inclusões cristalinas em forma de cristais ou

paracristais

Inclusões citoplasmática

◦ Cristalinas

◦ Protéicas

Produzidas principalmente por Potyvirus Constituição: unidades protéicas interligadas

formando tubos cilíndricos e placas Forma de “catavento”

◦ Amorfas

Corpúsculos membranosos, com vacúolos, partículas de vírus, ribossomos, fragmentos de organelas celulares

Sem forma definida Outros tipos de inclusões citoplasmáticas –

“viroplasmas” - Caulimovirus

Queda na fotossíntese

◦ Através da diminuição da quantidade e da eficiência da clorofila Diminuição da área foliar

Diminuição na quantidade de substâncias reguladoras do crescimento (hormônios)

◦ Indução do aumento da ocorrência de substâncias inibidoras

Sintomas fisiológicos

Diminuição de nitrogênio solúvel

◦ Durante a síntese viral

Diminuição crônica dos níveis de carboidratos nos tecidos

◦ Em doenças que causam mosaico

Aumento na respiração

◦ Imediatamente após a infecção viral

◦ Após o aumento inicial, pode ocorrer a redução para níveis abaixo do normal ou voltar ao normal (depende do vírus e da planta)

Deficiências nutricionais

◦ Clareamento de nervuras, clorose ou mosaico

Toxinas produzidas por insetos

Distúrbios de origem genética

◦ Mosaico

Outros fatores

Toxemias causadas por inseticidas/herbicidas

◦ Clorose, deformação foliar

Alta temperatura

◦ Mosaico

Outros fatores

Vírus de plantas

◦ Não conseguem, sozinhos, penetrar a cutícula e a parede celular que protegem as células vegetais

◦ “Driblar” essa limitação

◦ Processo evolutivo dos vírus encontrou os modos de transmissão planta a planta

Transmissão de Fitovírus

Transmissão pela semente ou órgãos vegetativos infectados

Penetração direta no tecido vegetal via ferimentos

Penetração no tecido vegetal com o auxílio de vetores

Transmissão de Fitovírus

VÍRUS ANIMAIS Adesão

Penetração

VÍRUS VEGETAIS Ferimentos (mecânica)

Vetores: Insetos, Fungos, Nematóides, Ácaros

ENTRADA DO VÍRUS NA CÉLULA

PROCESSO DE INFECÇÃO VIRAL

RECONHECIMENTOx

Experimental ◦ Saber se um agente é realmente o causador da

doença

Econômico◦ Se eles se espalham rapidamente de planta para

planta durante o período normal de crescimento da cultura

Controle◦ Disseminação e sobrevivência

Importância do conhecimento do modo de transmissão

Natural◦ Semente, Cuscuta, contato entre plantas, pólen e

vetores

Homem◦ Colheita, manuseio, propagação vegetativa

Experimental◦ Mecânica, enxertia, semente, vetores, Cuscuta

Tipos de transmissão

1/5 dos vírus conhecidos

Menor taxa de transmissão

Introdução de vírus

Disseminação a longa distância

Perpetua o vírus sob condições adversas

Transmissão natural - sementes

Como ocorre a transmissão pela semente

◦ Um dos gametas é infectado antes da formação do tecido do saco embrionário Saco embrionário: barreira à passagem do vírus dos

tecidos vegetais para a semente

◦ Infecção da semente como um todo

◦ Vírus pode ser transmitido para a progênie

Exemplos:

◦ TMV em tomate – vírus retido no tegumento

◦ AMV – embrião

◦ Potyvirus - embrião

Cipó-chumbinho

Convolvulaceae de hábito parasitário

Importante em trabalhos experimentais

◦ Ex.: C. campestris, C. americana, C. californica, C. subinclusa

Transmissão natural - Cuscuta

Transmite o vírus através da introdução de haustórios no tecido da planta

Valor basicamente experimental, sem relevância em condições de campo

Utilizada quando:

◦ Vírus não pode ser transmitido mecanicamente

◦ Vetor ainda não é conhecido ou é ausente

◦ Espécies de plantas envolvidas no estudo não são relacionadas botanicamente

Vetores através do solo:

◦ Fungos zoospóricos◦ Nematóides migratórios

Vírus transmitidos pelo contato entre raízes

◦ PVX, Cucumber mosaic virus

Vírus transmitidos através de enxertia de raiz

◦ Apple mosaic virus

Transmissão natural – pelo solo

Propagação vegetativa

Colheita – desbrota e arranquio - Potato virus X (PVX); Tobacco mosaic virus (TMV)

Material propagativo (batata, morango, alho)

Transmissão pelo homem

Enxertia

◦ Tristeza dos citros – Citrus tristeza virus (CTV)

Transmitido por material propagativo e pulgões

◦ Experimentalmente utilizada quando o vírus não pode ser transmitido mecanicamente

Enxertia

◦ Tristeza dos citros – Citrus tristeza virus (CTV)

Caneluras

Deficiência de Zn

Frutos pequenos

Enxertia

Em condições naturais tem pouca importância

É importante em plantas que exigem tratos culturais◦ Desbrota, poda, etc..

Grande importância no campo experimental

Transmissão mecânica

Inoculação Mecânica

Plantas a serem utilizadas:

◦ Elevada suscetibilidade a diferentes vírus

Suscetibilidade depende:

Genomas (vírus, hospedeira) Condições de cultivo Idade da planta

◦ De fácil e rápido cultivo

Gama de hospedeiras

◦ Brassica

◦ Chenopodium

◦ Cucumis

◦ Nicotiana

◦ Phaseolus

◦ Solanum

◦ Vicia

Gama de hospedeiras

Não é um processo passivo

Processo dinâmico e específico

◦ Apenas determinados vetores transmitem determinados vírus

Depende de genes específicos do vírus e do vetor

Transmissão via vetores

Conceito de vetor:

◦ Qualquer organismo que estabelece relação não casual com o vírus, promove sua disseminação e inoculação, mas não participa da patogênese

Inter-relações vírus/vetores:

◦ Não circulativa (picada de prova)

◦ Circulativa (dependente de alimentação) Circulativa não-propagativa

Begomovirus

Circulativa propagativa Tospovirus

◦ Não-circulativa

O vírus não circula no inseto Retido nas estruturas alimentares (estilete, canal

alimentar, intestino) Não há latência Perda da capacidade de transmissão após ecdise Vírus não é encontrado na hemolinfa ou glândula

salivar

◦ Circulativa

Vírus adquirido pelo canal alimentar Translocado para outras partes do corpo do inseto Período de latência (inseto não transmite) Vírus injetado à partir da glândula salivar

◦ Circulativa

Propagativa

Vírus multiplica-se no vetor Pode infectar os ovos (transmissão transovariana) Pode acarretar aumento na mortalidade do vetor

Ex.: Fitorhabdovirus, Tospovirus, Fitoreovirus

◦ Circulativa

Não-propagativa

O vírus não se multiplica no vetor

Ex.: Luteovirus, Begomovirus

◦ Importância:

Interesse acadêmico

Propriedade biológica importante É um dos critérios de discriminação de espécies em

cerca de 35% dos gêneros de vírus

Base para o delineamento de programas de controle

Parte aérea

InsetosÁcaros

Parte subterrâneaFungos

Nematóides

Principalmente dos gêneros Olpidium, Polymyxa e Spongospora

Transmitem por ex.: Tobacco necrosis virus, Soil-borne wheat mosaic virus, Potato mop-top virus e cerca de 25 outras espécies

FUNGOS VETORES DE VÍRUS DE PLANTAS

Paralongidorus, Longidorus e Xiphinema (Nepovirus)

Trichodorus e Paratrichodorus (Tobravirus)

Características de relação não-circulativa

Transmitem cerca de 50 espécies de vírus

NEMATÓIDES VETORES DE VÍRUS(ORDEM DORYLAIMIDA)NEMATÓIDES VETORES DE VÍRUS(ORDEM DORYLAIMIDA)

A = Longidorus elongatus

B = Xiphinema diversicaudatum

Fêmeas

NEMATÓIDES VETORES DE VÍRUS(ORDEM DORYLAIMIDA)NEMATÓIDES VETORES DE VÍRUS(ORDEM DORYLAIMIDA) Exemplos:

Paratrichodorus pachidermus Tobacco rattle virus

Xiphinema americanum Tomato ringspot virus

Xiphinema index Grapevine fanleaf virus

Trichodorus primitivus Pea early-browning virus

Ácaros vetores de vírus

Wheat streak mosaic virus / Potyviridae: Tritimovirus

Grupos de virus de plantas e vetores (Baseado em Fauquet et al., 2005; www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTdb/ICTVdB/; 2008)

A.nucleico Família Gênero Espécie Tipo M P Inter Grupo Vetor

ssRNA(+) Flexiviridae Allexvirus Shallot virus X 8 3 Eriophyidae

Trichovirus Apple chorotic leaf spot virus

4 0 Eriophyidae

Nepovirus Tobacco ringspot virus

32 0 Eriophyidae;Longidoridae

Potyviridaee Rymovirus Ryegrass mosaic virus

3 0 Eriophyidae

ssRNA(-) Rhabdoviridae ND 0 59 AphidoideaCicadellidaePiesmatidaeTenuipalpidae

http://www.eppo.org/QUARANTINE/virus/Citrus_leprosis_virus/CILV00_images.htm

SINTOMAS DA LEPROSE

VETORES GÊNEROS ESPÉCIES

NÚMERO % NÚMERO %

ÁCAROS 4 4,8 18 2,1

FUNGOS (NV) 9 10,8 33 3,9

INSETOS + importantes 47 56,6 602 71,0

NEMATÓIDES 2 2,5 43 5,1

NENHUM VETOR 21 25,3 152 17,9

TOTAL 83 100,0 848 100,0

(Costa, 1998)

Transmissão via vetoresOrdens:

Hemiptera Thysanoptera Coleoptera• Afídeos;

• Mosca-branca;• Cigarrinhas;• Cochonilhas

•Tripes •Besouros

Afídeos◦ Potyvirus, Caulimovirus, Luteovirus

Cigarrinhas◦ Geminivirus, Fitoreovirus, Fitorhabdovirus

Mosca-branca: Geminivirus

Tripes: Tospovirus

Besouros: Comovirus

Especificidade da transmissão (molecular):

◦ Proteínas HC de Potyvirus

◦ Glicoproteínas de Tospovirus

◦ Capa proteica de Geminivirus, Cucumovirus, Potyvirus e Fitoreovirus

Com vetores:

◦ Planta doente – Vetor livre de vírus – Planta sadia – injeção no floema

Mecânica

◦ Extração do inóculo – Tampão – Anti-oxidantes – Abrasivo – inoculação em massa

Transmissão experimental

Enxertia

◦ Garfagem – Borbulha – Encostia

Cuscuta

Inoculação com Vetor

Transmissão mediada por Agrobacterium tumefaciens

◦ Cópias do DNA do genoma viral são inseridas no plasmídeo TI de A. tumefaciens

Ex.: Infecção de plantas de tabaco com A. tumefaciens carreando genoma de PVX produz infecção sistêmica do vírus

Viróides

◦ De RNA fita simples circular – não produzem proteínas

◦ Cerca de 10 vezes menores que os vírus

Virusóides

◦ Só completam o ciclo infeccioso na presença de um vírus auxiliar

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2 - taxonomia e sintomatologia

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