Evolución de los begomovirus del rizado amarillo del tomate en presencia del alelo de tolerancia Ty-1

Abstract

Esta tesis ha tenido como objetivo profundizar en el estudio de la evolución de los begomovirus asociados a la enfermedad del rizado amarillo del tomate en algunos de sus huéspedes. La enfermedad está causada por un complejo de especies virales pertenecientes al género Begomovirus (familia Geminiviridae) y ocasiona cuantiosas pérdidas económicas en tomate en numerosos países donde se encuentra difundido el insecto vector de los begomovirus, la mosca blanca Bemisia tabaci. La resistencia genética más explotada como estrategia de control es la proporcionada por el gen de tolerancia Ty-1, proveniente de Solanum chilense. Debido al uso extensivo de esta fuente de resistencia, el trabajo de la presente tesis hace énfasis en la evolución de estos begomovirus en tomate tolerante portador de este gen. Además, es necesario tener en cuenta que el diseño experimental y el análisis de los resultados se han realizado desde el marco de la teoría de las cuasiespecies para explicar la evolución viral.

En el primer capítulo, se ha estudiado la evolución de las cuasiespecies de los begomovirus más relevantes en España (TYLCV, TYLCSV y TYLCMaV), analizando las secuencias de diverasas regiones genómicas (Rep, C4, IR, V2 y CP) en variedades cuasi-isogénicas de tomate con o sin el alelo de tolerancia Ty-1, Phaseolus vulgaris y Solanum nigrum. En el segundo capítulo, se estudió la evolución de la cuasiespecie viral en coinfecciones prolongadas de TYLCV y TYLCSV en tomate con o sin el alelo Ty-1. En el tercer capítulo, para localizar los determinantes moleculares de distintos aislados de begomovirus que dan cuenta del comportamiento biológico diferencial en tomate con el alelo Ty-1, se emplearon clones infectivos de virus quiméricos y mutantes. Finalmente, en el cuarto capítulo, para determinar si es posible romper la tolerancia a begomovirus mediada por el alelo Ty-1 en tomate, se incrementó la diversidad genética viral empleando dos estrategias: (1) tratamiento de plantas infectadas con el análogo de base mutagénico 5-fluorouracilo, y (2) producción de una mutateca a partir del clon infectivo viral mediante una técnica de mutagénesis aleatoria denominada RCA propensa a error.

Se extrajeron las siguientes conclusiones más relevantes:

1. La complejidad y heterogeneidad genéticas de los espectros de mutantes de las distintas regiones genómicas fue comparable a la encontrada usualmente para virus de RNA y fue superior en P. vulgaris y S. nigrum. 2. La adaptación a los distintos huéspedes, medida como cambios en la eficacia biológica, tuvo lugar sin variación de la secuencia consenso. 3. Las coinfecciones de TYLCSV y TYLCV originaron genomas virales recombinantes complejos y sólo en ausencia del alelo Ty-1, se han detectado genomas defectivos. 4. El determinante de acumulación viral diferencial en presencia del alelo Ty-1 se localizó en la fracción genómica que comprende Rep, C4 e IR. 5. A pesar de la alta frecuencia de mutación alcanzada en la mutateca viral, no se produjo superación de la resistencia asociada a Ty-1 por parte del begomovirus, posiblemente debido a una fuerte selección purificadora en tomate superior a la selección adaptativa.