Se encontró el Virus de Necrosis del Tabaco A en el cannabis
La investigación revela que el TNVA infecta el Cannabis sativa, afectando la agricultura.
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Tabla de contenidos
- ¿Qué es TNVA?
- Cómo se Propaga TNVA
- Síntomas de la Infección por TNVA
- Investigación sobre TNVA en Cannabis sativa
- Análisis del ARN de Plantas Infectadas
- Hallazgos y Estructura Genómica de TNVA
- Análisis Filogenético
- Abundancia de TNVA en Plantas Infectadas
- Implicaciones para la Agricultura
- Conclusión
- Fuente original
El virus de la necrosis del tabaco A (TNVA) es un virus pequeño que afecta principalmente a las plantas. Se le conoce por causar varios síntomas en las hojas, como decoloración y necrosis (muerte del tejido). Este virus forma parte de un grupo más grande de virus que pueden infectar una amplia gama de especies vegetales, incluyendo cultivos importantes. Recientemente, se descubrió TNVA en Cannabis sativa, una planta que ha ganado atención significativa tanto para usos industriales como recreativos.
¿Qué es TNVA?
TNVA es un tipo de virus con forma esférica y una estructura sencilla. Contiene una sola hebra de ARN, que es el material genético del virus. El tamaño de TNVA es pequeño, midiendo alrededor de 28 a 35 nanómetros de diámetro. Es importante destacar que el virus puede infectar diferentes plantas, lo que provoca síntomas variados dependiendo del huésped.
Estructura de TNVA
La capa externa de TNVA se llama cápside, formada por unidades de proteínas que se agrupan de tres en tres. Esta estructura ayuda a proteger el material genético del virus y asiste en la entrada a nuevas células huésped. El genoma de TNVA, o el conjunto completo de sus instrucciones genéticas, contiene alrededor de 3.6 kilobases y tiene cinco regiones que codifican sus proteínas. Estas proteínas son esenciales para la supervivencia del virus y su capacidad para infectar nuevas plantas.
Taxonomía de TNVA
TNVA pertenece a una familia específica de virus conocida como Tombusviridae, que incluye otros virus relacionados. Está clasificado bajo el género Alphanecrovirus. A lo largo de los años, la clasificación de varios virus ha cambiado a medida que se hacen nuevos descubrimientos, lo que lleva a una mejor comprensión de sus relaciones entre sí.
Cómo se Propaga TNVA
TNVA se propaga principalmente a través del suelo y a menudo es asistido por un tipo específico de hongo llamado Olpidium brassicae. Este hongo puede transportar el virus a través de sus esporas, que pueden infectar plantas al entrar en contacto con el suelo. Métodos mecánicos, como tocar hojas infectadas o usar herramientas, también pueden llevar a que el virus se propague a plantas sanas.
Plantas Huésped
El virus TNVA puede infectar muchos tipos diferentes de plantas, incluyendo especies con flores y sin flores. Se ha notado que afecta plantas de varias familias como Amaranthaceae, Brassicaceae, Solanaceae, entre otras. El amplio rango de huéspedes de TNVA suscita preocupaciones sobre su posible impacto en la productividad agrícola.
Síntomas de la Infección por TNVA
Cuando TNVA infecta una planta, puede causar varios síntomas visibles. Los signos comunes incluyen:
- Clorosis: Esto se refiere al amarillamiento de las hojas, lo que indica que la planta no está produciendo suficiente clorofila, el pigmento verde esencial para la fotosíntesis.
- Lesiones necróticas: Estas son manchas marrones oscuras en las hojas que significan muerte del tejido como resultado del efecto del virus.
- Crecimiento deformado: Las plantas infectadas pueden mostrar un crecimiento distorsionado o atrofiado, llevando a formas y desarrollos anormales de las hojas.
Investigación sobre TNVA en Cannabis sativa
En estudios recientes, los investigadores se centraron en plantas de Cannabis sativa que mostraban signos de enfermedad. Su objetivo era identificar si TNVA era responsable de los síntomas observados. Se recolectaron cuidadosamente muestras de plantas cultivadas en condiciones controladas para prevenir la contaminación.
Proceso de Muestreo
El muestreo se llevó a cabo en instalaciones licenciadas dedicadas al cultivo de Cannabis sativa. Las plantas se cultivaron en invernaderos con estrictas medidas de control para mantener condiciones de crecimiento saludables. Los investigadores seleccionaron plantas que mostraban signos de enfermedad para un estudio más detallado. Se utilizó una técnica llamada trizol para estabilizar el material genético extraído de las plantas infectadas.
Análisis del ARN de Plantas Infectadas
Los investigadores extrajeron ARN de las hojas de Cannabis infectadas para su análisis. Utilizaron un método llamado secuenciación de ARN para identificar la presencia del virus TNVA. Este proceso permite un examen detallado del material genético del virus dentro de la planta.
Proceso de Secuenciación de ARN
Las muestras de ARN se molieron hasta convertirlas en polvo y se trataron con un reactivo especializado. Este proceso limpia el ARN y lo prepara para la secuenciación. Después de la secuenciación, se analizaron los datos para verificar la presencia de TNVA, y se encontró que un contig, o secuencia de interés, coincidía estrechamente con cepas conocidas del virus.
Hallazgos y Estructura Genómica de TNVA
El análisis reveló una secuencia de 3,656 bases que coincidía en un 96.7% con el genoma de TNVA, sugiriendo que el virus estaba efectivamente presente en las plantas de Cannabis sativa colombianas. Los investigadores confirmaron la presencia de las cinco secuencias codificantes necesarias para que el virus funcione correctamente. Esta fue la primera vez que se reportó TNVA en Cannabis, destacando su posible impacto en este cultivo importante.
Genoma Viral y Proteínas
El genoma de TNVA consta de una sola hebra de ARN que codifica proteínas específicas necesarias para el ciclo de vida del virus. Estas proteínas incluyen:
- RNA polimerasa dependiente de ARN (RdRp): Esencial para replicar el ARN del virus.
- Proteínas de movimiento: Ayudan a que el virus se propague de célula a célula dentro de la planta.
- Proteína de la cápside: Protege el ARN viral y asiste en la infección.
Análisis Filogenético
Para entender la relación entre diferentes cepas de TNVA, los investigadores realizaron un análisis filogenético. Este proceso implicó comparar las secuencias genéticas de varios aislados de TNVA para ver cuán estrechamente relacionados están. El análisis ayudó a confirmar que el aislado colombiano era efectivamente un miembro del grupo TNVA.
Abundancia de TNVA en Plantas Infectadas
Investigar cuánto del virus TNVA estaba presente en las hojas de Cannabis infectadas fue una parte esencial del estudio. Los investigadores encontraron que TNVA era altamente abundante en el transcriptoma, lo que significa que el virus se estaba replicando activamente dentro de los tejidos de la planta. La presencia del virus en altos niveles indicó una fuerte interacción entre TNVA y la planta, lo que podría contribuir a los síntomas observados.
Comparación con Otras Plantas Infectadas
El estudio también examinó la presencia de TNVA en otras plantas de Cannabis de diferentes regiones. Se hizo una comparación notable con una planta de Cannabis de China, donde se encontró un genoma viral similar pero menos abundante. Esto sugiere que TNVA podría interactuar de manera diferente con sus huéspedes dependiendo de varios factores ambientales.
Implicaciones para la Agricultura
El descubrimiento de TNVA en Cannabis sativa tiene implicaciones significativas para la agricultura. La capacidad del virus para infectar cultivos importantes plantea preocupaciones para los agricultores y productores. Resalta la necesidad de estrategias efectivas de monitoreo y manejo para proteger los cultivos contra infecciones virales.
Recomendaciones para Agricultores
Los agricultores deben estar conscientes de los riesgos asociados con TNVA y tomar las precauciones necesarias, tales como:
- Implementar medidas de control de plagas para reducir las poblaciones de insectos que pueden propagar el virus.
- Introducir variedades de plantas resistentes cuando estén disponibles.
- Monitorear regularmente las plantas en busca de signos de infecciones virales.
Conclusión
La identificación del virus de la necrosis del tabaco A en Cannabis sativa colombiana representa un hallazgo crítico en nuestra comprensión de los virus de las plantas y su impacto en la agricultura. La relación entre TNVA y sus plantas huésped es compleja y necesita más investigación para determinar la extensión total de sus efectos en la salud de las plantas y la productividad de los cultivos.
A medida que el paisaje agrícola global continúa cambiando, el monitoreo de virus de plantas como TNVA se vuelve cada vez más importante. La investigación continua y la concienciación pueden ayudar a gestionar los riesgos planteados por estas infecciones virales, asegurando que los cultivos permanezcan sanos y productivos.
Título: Novel Potential Cannabis Pathogen: Discovery of Tobacco necrosis virus A in a Diseased Colombian Cannabis sativa Plant.
Resumen: ABSTRACTPlant viral infections pose a significant threat to global crop productivity. Despite their profound impact on agriculture, plant viruses have been relatively understudied, primarily due to technological limitations associated with classical molecular methods. However, the advent of NGS RNA-seq analysis has revolutionized virus characterization in environmental settings, overcoming previous limitations and providing a powerful tool for studying plant viruses. In an RNA-seq experiment conducted on a diseased Colombian Cannabis sativa hemp plant, we identified a linear single-stranded RNA (ssRNA) genome belonging to Tobacco Necrosis Virus A (TNVA), a common cause of necrotic lesions in plants such as tobacco and tulipa. The affected Cannabis sativa hemp plant exhibited severe symptoms, including alterations in pigmentation, leaf morphology such as chlorosis, necrotic tissue formation, and surface wear on the leaves. The complete genome sequence of the Cannabis sativa TNVA was 3,656 nucleotides long, containing five putative ORFs, and was classified in the family Tombusviridae, genus Alphanecrovirus, and belonging to the Necro-like clade based on RdRp protein phylogenetic analysis. Our analysis revealed a well-conserved RdRp protein among the Alphanecroviruses, with 89% of the amino acid residues in the peptide being entirely conserved. In contrast, the coat protein exhibited significantly higher variability, with only 49.3% of the residues being 100% conserved. Regarding the viral genome expression of Cannabis sativa TNVA, we observed that the virus was highly abundant in the leaves of the diseased plant, ranking among the topmost abundant transcripts, occupying the percentile position of 3.06%. Overall, our study generated the first reference genome of TNVA virus in the tropical region and reported the first case of this virus infecting a Cannabis sativa plant.
Autores: Juan F. Alzate, J. Lopez-Jimenez, H. D. Palacio-Torres
Última actualización: 2024-05-05 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.592441
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.592441.full.pdf
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