Geminivirus, virus emergentes y cambio climático

Geminivirus, virus
emergentes y cambio
climático
Dr. Oscar Alberto Moreno Valenzuela
Centro de Investigación Científica de
Yucatán
Participantes
Geminivirus
Los geminivirus han sido reportados como patógenos muy
importantes en plantas. En muchos de los casos provocan
pérdidas de hasta 100% en cultivos de importancia económica.
Se caracterizan por poseer dos partículas geminadas isométricas
con un tamaño aproximado de 20 x 3Onm.
Foto tomada de GeminiDetective
http://gemini.biosci.arizona.edu/index.htm
Géneros de los geminivirus
Los siete géneros reconocidos dentro de la familia Geminiviridae son:
Becurtovirus, Begomovirus,Curtovirus, Eragrovirus, Mastrevirus, Topocuvirus y
Turncurtovirus (ICTV 2012).
Especies identificadas y reportadas en cada
género (ICTV 2012)
•
•
•
•
•
•
•
Becurtovirus: 2
Begomovirus: 192
Curtovirus: 3
Eragrovirus: 1
Mastrevirus: 29
Topocuvirus: 1
Turncurtovirus: 1
Begomovirus reportados a lo largo de diez años
(ICTV Geminiviridae Study Group )
Enfermedades emergentes
La Organización Mundial de la Salud define una
enfermedad humana como emergente “a aquella
que aparece en una población por primera vez, o
que existía previamente pero tiene un rápido
incremento en su incidencia o en su distribución
geográfica”.
Virus emergentes en plantas
•
Esta definición puede ser utilizada también
para
describir
una
enfermedad
viral
emergente en plantas. Muchas de las
enfermedades virales emergentes en plantas
son
causadas
por
virus
pre-existentes,
identificados o no, que se han distribuído
recientemente a nuevas áreas geográficas o
que adquirieron la habilidad de infectar a
nuevos
hospederos.
La
aparición
de
enfermedades virales emergentes causadas
por nuevos virus es inusual.
Factores que contribuyen a la
emergencia de enfermedades
virales en plantas
•
•
Cambios genéticos en el genoma viral
Tráfico a larga distancia de material
vegetal o de insectos vectores
•
•
Cambios en la población del vector
Cambio climático
Efectos del cambio climático sobre los insectos
vectores
Los modelos de cambio climático predicen un aumento en la
temperatura global que puede afectar tanto a las plantas hospederas de
virus como a las poblaciones de insectos vectores. En particular, en los
insectos puede provocar:
•
•
•
•
cambios en la biología reproductiva
cambios en su distribución geográfica
Cambios en el patrón y en la densidad de migración
Cambios en su fenología
Cambio climático y virus emergentes
La distribución de B. tabaci y otras
especies
dependen
de
de
mosquita
las
blanca
condiciones
climáticas; las altas temperaturas, la
poca lluvia y la baja humedad
favorecen su reproducción.
Tomado de: http://gemini.biosci.arizona.edu/
•
Se ha predicho que estas condiciones pueden darse en áreas tropicales y subtropicales
si el calentamiento global continua. Por lo tanto, es de esperarse que la emergencia de
virus transmitidos por la mosquita blanca en nuevas regiones geográficas pueda
continuar su expansión.
dapa.ciat.cgiar.org
Efectos del cambio climático sobre los virus
En los virus puede afectar:
•
•
•
•
•
La sobrevivencia viral
El movimiento viral
La distribución viral
Las epidemias virales
La emergencia de nuevas
enfermedades virales en nuevas zonas
geográficas o en nuevos cultivos
Atlas de escenarios de Cambio Climático en la
Península de Yucatán
Roger Orellana, Celene Espadas, Cecilia Conde,
Carlo Gay
Trabajo de nuestro
grupo de investigación
El vector, la mosquita blanca
A
CA
Especies de mosquita blanca en Yucatán
1
2
SD
5
SSMP 5
6
Trialeurodes vaporarium
Bemisia tabaci
3
4
B. tabaci, (biotipo A) sobre hoja de
Physalis sp.
2
SSMA
4
3
A) Vista dorsal del 4º instar tardío, individuo biotipo A, con setas dorsales (SD) muy pequeñas. El tamaño corporal
es de 870 μm de largo X 610 μm ancho, B) presencia de setas submarginales anteriores (SSMA) 2, 3 y 4, C) tamaño
mediano del ancho de las ceras anteriores de 61.7µm y de los pliegues del margen.
B. tabaci (biotipo B) en hoja de Capsicum
chinense Jacq.
A
B
SSMA 3
SSMA 2
CA
SSMA 1
A. Micrografía electrónica de barrido (MEB), vista dorsal del 4º instar tardío ( biotipo B, B. argentifolii). Ancho de las
ceras anteriores (CA) 71 μm, setas dorsales no muy alargadas, tamaño corporal de 745 μm de largo X 485 μm ancho,
B) acercamiento del recuadro A, setas submarginales anteriores (SSMA) 1, 2 y 3 y SSMA 4 ausente.
B. tabaci, (biotipo no- B) colectado en
Melonthria pendula
1
2
SD
5
3
4
SSMP 5
6
MEB, vista dorsal de 4º instar tardio de un individuo con biotipo no- B, con pares de setas dorsales (SD) largas (16), seta submarginal posterior 5 (SSMP5) muy pequeña, tamaño corporal 625 μm de largo X 397 μm ancho,
presencia de setas submarginales anteriores (SSMA) 1, 2, 3 y 4. Material colectado en Unidad Timucuy, (Mpo.
Timucuy) Yuc.
Filogenia molecular de mosquita blanca
utilizando genes mitocondriales
---> TVA550183 Trialeurodes vaporariorum mi
AF344254 Bemisia tabaci isolate CAMW13
AJ867555 Bemisia tabaci B
AJ748369 B. tabaci host Parthenium hys
AJ748361 B. tabaci from India, Karnatak
AJ748364 B. tabaci host Euphorbia genic
AB248262 B tabaci BtKKJT
AF164673 Bemisia tabaci biotype Thailan
AF342768 Bemisia tabaci from Bolivia
AF340212 Bemisia tabaci isolate ARG 1
AF340213 Bemisia tabaci isolate ARG 2
AF340214 Bemisia tabaci isolate ARG 3
DQ130053 Bemisia tabaci isolate 1 from
DQ130060 Bemisia tabaci isolate 7 from
AY057125 Bemisia tabaci clone CUL Mex
AY057122 Bemisia tabaci clone AZA
AY057124 Bemisia tabaci clone CAL A
AY057132 Bemisia tabaci clone chile GT
AF342770 Bemisia tabaci from Honduras
AF342771 Bemisia tabaci from Guatemala
AY057130 Bemisia tabaci clone waterm GT
AY057127 Bemisia tabaci clone El Sal Sw
AY057133 Bemisia tabaci clone Hond mel
B2-1-1mit
DQ130059 Bemisia tabaci from Mexico
AF342772 Bemisia tabaci from Mexico
DQ130058 Bemisia tabaci isolate 4 from
AF321927 Bemisia tabaci biotype B
MB5-1-MIT septiembre Sp6[1]
MB5-1-MIT Sp6[1]
B1-1-3mit Sp6
MB3-4-MIT Sp6[1]
MB14-2Mt Sp6
MB4-1-MIT septiembre Sp6[1]
MB4-1-MIT Sp6[1]
B1-1-2mit Sp6
MB14-3Mt Sp6 sobran
MB3-4-MIT septiembre Sp6[1]
MB4-3-MIT septiembre Sp6[1]
MB17-2Mt Sp6
MB17-3Mt Sp6
MB3-3-MIT Sp6[1]
MB5-2-MITseptiembre Sp6[1]
MB5-2-MIT Sp6[1]
B2-1-3mit Sp6
B2-1-5mit
B1-1-5mit Sp6
MB4-3-MIT Sp6[1]
MB3-3-MIT septiembre Sp6[1]
B1-1-4mit Sp6
MB4-2-MIT Sp6[1]
MB3-2-MIT Sp6[1]
MB4-2-MITseptiembre Sp6[1]
Número de Mosquitas blancas
Fluctuaciones de la Población de Mosquita
blanca en tres localidades del estado de Yucatán
100000
Dzetabay
Kampepen
Timucuy
10000
1000
100
Mes de Muestreo
En la Península de Yucatán se han
identificado a 25 especies de begomovirus,
16 de ellos no reportados previamente.
Carica papaya
Euphorbia heterophylla
Malvastrum
coromandelianum
Cucurbita moschata
Sida acuta
Anoda cristata
Boerhavia coccinea
Desmodium glabrum
Rhynchosia minima
Hibiscus sabdariffa
Abutilon permolle
Corchorus siliquosus
Begomovirus
previamente
reportados y detectados en la
Península de Yucatán
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Bean golden yellow mosaic virus
Mellon chlorotic leaf curl virus
Okra yellow mosaic Mexico virus
Pepper golden mosaic virus Pepper huasteco yellow vein virus
Sida golden mosaic virus-Florida
Tomato yellow leaf curl virus
Tomato motle virus
Tomato severe curl virus
Begomovirus aislados en la Península de
Yucatán, no reportados previamente
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Abutilon mosaic Yucatan virus
Anoda mosaic Yucatan virus
Boerhavia yellow spot virus (2 “strains”)
Capraria mosaic Yucatan virus
Corchorus yellow spot virus
Corchorus yellow vein Yucatan virus
Desmodium mosaic Yucatan virus
Desmodium leaf distortion virus
Euphorbia mosaic virus-Yucatan Peninsula
Hibiscus variegation virus
Hibiscus variegation virus papaya isolate
Jacquemontia mosaic Yucatan virus
Rhynchosia mosaic Yucatan virus
Sida yellow mosaic Yucatan virus
Vigna mosaic Yucatan virus
Rhynchosia minima
¿Qué falta por hacer?
• Con las nuevas metodologías de secuenciación masiva, se puede realizar una
búsqueda más extensa de Geminivirus presentes en la Península de Yucatán
para determinar la diversidad existente.
• Realizar la identificación definitiva del biotipo de mosquita blanca presente
en la PY.
• Continuar monitoreando las fluctuaciones poblacionales de la mosquita
blanca en función con el cambio climático. Esto nos permitirá establecer
predicciones sobre áreas de posible surgimiento de virus emergentes.
• Determinar si los geminivirus presentes en maleza pueden convertirse en
plagas emergentes en cultivos de importancia comercial.
• Analizar la posibilidad de que se generen nuevas especies de geminivirus por
recombinación, principalmente en hospederos donde se encuentren mezclas
de virus.
Gracias