Abstract Ralstonia solanacearum is the causal agent of Moko disease in bananas, which in the state of Sergipe in northeastern Brazil causes “Sergipe facies”. This disease induces atypical symptoms similar to those of Bugtok disease in the Philippines. This study was conducted to sequence, assemble, and annotate the genomes of the Sergipe facies-causing isolates SFC and IBSBF2570 (sequevar IIA-53) and compare their genomes with two representative isolates causing Bugtok disease. The genomes were sequenced and assembled, resulting in lengths of 5.58 Mb (SFC) and 5.46 Mb (IBSBF2570) in 185 and 174 contigs, respectively. The isolates of Sergipe facies and Bugtok disease showed similarities in their gene contents. We identified 5,668 information clusters, 3,752 of which were shared by all genomes (core genes). Moreover, 3,585 single-copy genes were identified. Isolates causing Bugtok disease exclusively shared 266 more information clusters than the isolates causing Sergipe facies. These results suggest that Sergipe facies and Bugtok disease isolates show high genomic similarity. However, the similarity is even greater between the Bugtok disease isolates. This may be because of their longer period of interaction compared to Sergipe facies isolates.

RESUMOO cultivo ininterrupto e intensivo de tomateiro tem favorecido o estabelecimento de diversas doenças que afetam a produção e a qualidade dos frutos. A resistência genética é o melhor método para o controle da doença chamada 'viracabeça' (causada por distintas espécies do gênero Tospovirus), sendo o Sw-5 o primeiro gene de resistência efetivamente identificado para o seu controle no tomateiro. Objetivou-se avaliar novas potenciais fontes de resistência às tospoviroses, em germoplasma de espécies selvagens de Solanum (Lycopersicon), bem como conduzir análises filogenéticas relacionadas à característica evolutiva do gene Sw-5b, em acessos de espécies selvagens de tomateiro. Essas análises evidenciaram que as diferentes espécies de tomateiros pertencem a distintos grupos evolutivos. A maioria dos acessos com resistência ampla contra espécies de Tospovirus correspondem a variantes alélicas muito próximas da cópia original do gene Sw-5b. No entanto, acessos resistentes de S. chilense e S. habrochaites localizamse em grupos filogeneticamente distintos, indicando que eles podem representar fontes promissoras de novos genes/alelos, condicionando resistência ampla aos tospovírus.

ABSTRACTThe intensive and uninterrupted tomato cultivation has favored the establishment of several diseases that affect fruit yield and quality. Genetic resistance is the best method to control the disease called 'vira-cabeça' (caused by distinct species of the genus Tospovirus), being Sw-5 the first resistance gene effectively identified to control it in tomato plants. This study aimed at identifying new potential sources of tospovirus resistance in wild Solanum(Lycopersicon) species, as well as performing phylogenetic analysis related to the evolutionary characteristics of the Sw -5b gene, in accessions of wild tomato species. These analyses showed that the different tomato species belong to distinct evolutionary groups. Most of the accessions with wide-spectrum resistance to Tospovirus species correspond to allelic variants closely related to the original Sw-5b gene copy. However, resistant accessions of S. chilense and S. habrochaites are located in distinct phylogenetic groups, meaning that they may represent promising sources of new genes/alleles, providing wide resistance to tospovirus.

O cultivo comercial do maracujá é afetado por diversos problemas fitossanitários, os quais contribuem para quebras de produção e significativa redução da vida útil dos plantios. Em algumas situações, a incidência de doenças pode inviabilizar o cultivo do maracujá. Fontes de resistência a distintas doenças têm sido identificadas em acessos de espécies de Passiflora. Neste trabalho, buscou-se avaliar a diversidade genética de acessos de oito espécies silvestres (P. setacea, P. nitida, P. serratodigitata, P. caerulea, P. gibertii, P. odontophyla, P. edulis e P. coccinea) e de um híbrido interespecífico (P. setacea x P. coccinea), utilizando marcadores moleculares análogos a genes de resistência (RGAs). Verificou-se uma grande diversidade no perfil eletroforético de RGAs nos acessos de Passiflora, permitindo a anotação de 96 amplicons polimórficos entre, pelo menos, um par de acessos. Os níveis de dissimilaridade genética (calculados exclusivamente com os marcadores RGAs) variaram entre 0,40 e 0,89 nos acessos das espécies de Passiflora avaliadas. A análise de sequência de um subgrupo destes amplicons obtidos com primers RGAs indicou que estas bandas correspondem a regiões genômicas que contêm segmentos (motivos) com identidade aos encontrados em genes de resistência previamente caracterizados em outras espécies vegetais. Desta forma, os dados indicam a existência de um repertório variado de marcadores do tipo RGA em Passiflora que podem ser potencialmente úteis em sistemas de caracterização molecular de germoplasma e em programas de melhoramento genético visando à resistência a doenças nesta cultura.

The commercial cultivation of passion fruit can be affected by many diseases, which might induce sever fruit yield losses and significant life cycle reduction of the crop. In some situations disease incidence can make the passion fruit production not economically viable. Sources of resistance against several pathogens have been identified in accessions of Passiflora germplasm. In the present research we evaluate by using RGAs ("resistance gene analogs") markers the genetic diversity of accessions belonging to eight wild species (P. setacea, P. nitida, P. serratodigitata, P. caerulea, P. gibertii, P. odontophyla, P. eduli, and P. coccinea) as well as one interspecific hybrid (P. setacea. x P. coccinea). A remarkable diversity was observed among the RGA eletrophoretic profiles of the accessions, allowing the annotation of 96 polymorphic amplicons able to discriminate at least one pair of accessions. The levels of genetic dissimilarity in this group of Passiflora accessions (using exclusively this collection of RGA markers) ranged from 0.40 to 0.89. The sequence analysis of a subgroup of RGA amplicons indicated that they correspond to genomic regions that encompass typical disease resistance gene motifs described in other plant species. Our results indicate a quite variable structural repertoire of RGA segments in Passiflora species with many of them being potentially useful as molecular markers for germplasm fingerprinting systems and also for assisted selection strategies in disease resistance breeding programs in this crop.

O número de espécies de Begomovirus infectando tomateiro no Brasil aumentou significativamente após a introdução do vetor (Bemisia tabaci biótipo B). O locus Ty-1, derivado de Lycopersicon chilense, controla tolerância para isolados de Begomovirus de genoma monopartido pertencentes ao complexo do Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) que ocorre na Europa e Oriente Médio. No entanto, existe escassa informação a respeito da eficiência do locus Ty-1 contra as diferentes espécies do complexo de Begomovirus de genoma bipartido reportadas no Brasil. Híbridos heterozigotos (Ty-1/ty-1) e homozigotos (ty-1/ty-1) foram avaliados em campo aberto em duas regiões produtoras do Brasil Central. As condições experimentais foram de inóculo natural sob elevada densidade populacional de moscas-brancas virulíferas. A avaliação foi conduzida empregando um índice de severidade de sintomas (ISS) para descrever variando de 1= sem sintomas a 4= sintomas severos. A freqüência de infecção sistêmica foi avaliada via polymerase chain reaction (PCR) usando "primers universais" para detecção de espécies de Begomovirus. No ensaio 1, os híbridos heterozigotos (Ty-1/ty-1) e homozigotos (ty-1/ty-1) apresentaram 35% e 95% de plantas exibindo sintomas e 75% e 100% de plantas com PCR positivo para infecção sistêmica, respectivamente. No ensaio 2, observou-se apenas 20% da plantas do híbrido Ty-1/ty-1 sem sintomas virais, com ambos os híbridos apresentando 100% da plantas com PCR positivo. A resposta do híbrido contendo o locus Ty-1 foi similar à reportada para os begomovirus do grupo do TYLCV no Continente Europeu e Oriente Médio, tendo sido observada a presença de plantas sintomáticas e com multiplicação sistêmica do vírus. No entanto, em ambos os ensaios, a expressão de sintomas no híbrido heterozigoto foi mais suave que aquela apresentada pelos híbridos suscetíveis (ISS = 1,35 vs. 2,70 no ensaio 1 e ISS = 2,05 vs. 3,95, no ensaio 1). Análise da seqüência do DNA viral indicou a presença de isolados geneticamente relacionados à espécie Tomato rugose mosaic virus (ToRMV) no ensaio 2 e uma infecção mista de ToRMV e Tomato yellow vein streak virus (ToYVSV) no ensaio 2. Estes dados indicam que o locus Ty-1 confere uma reação do tipo "tolerância" contra distintas espécies de Begomovirus. Estreita ligação de genes de resistência e/ou tolerância a doenças é uma característica do genoma do tomateiro, especialmente no cromossomo 6 onde o locus Ty-1 está posicionado. Desta forma, estudos adicionais são necessários para demonstrar que a tolerância a distintos Begomovirus bipartidos é de fato conferida exclusivamente pelo locus Ty-1 ou pela presença de outros genes ligados.

The number of tomato-infecting begomoviruses has increased in Brazil after the introduction of the polyphagous vector Bemisia tabaci biotype B. The Ty-1 locus, introgressed from Lycopersicon chilense, controls tolerance to species of the monopartite Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) complex in Europe and the Middle East. However, little information is available about the Ty-1 effectiveness against species of the bipartite Begomovirus complex occurring in Brazil. Heterozygous (Ty-1/ty-1) and homozygous (ty-1/ty-1) hybrids were evaluated for reaction to Begomovirus isolates under open field conditions in two growing areas in Central Brazil. Test plants were evaluated under natural inoculation with high vector pressure. Evaluation was done using a disease assessment scale (DAS) varying from 1= no symptoms to 4= severe symptoms. Systemic infection was evaluated via polymerase chain reaction (PCR) using 'universal' Begomovirus primers. In the trial #1, the hybrids (Ty-1/ty-1) and (ty-1/ty-1) had 35% and 95% of plants with symptoms and 75% and 100% of plants with positive PCR, respectively. In the trial #2, only 20% of the Ty-1/ty-1 hybrid plants were symptom-free with both hybrids displaying 100% of plants with positive PCR. This reaction of the Ty-1 hybrid to bipartite Begomovirus species was similar to that reported in Europe and the Middle East to the TYLCV complex with a large number of plants being neither virus-free nor symptom-free. On the other hand, symptom expression of the Ty-1 hybrid was significantly milder than ty-1/ty-1 hybrids in both trials (DAS = 1.35 vs. 2.70 for the trial #1 and DAS = 2.05 vs. 3.95 for the trial #2). Nucleotide sequencing indicated the presence of isolates genetically related to Tomato rugose mosaic virus (ToRMV) in the trial #1 and a mixed infection of ToRMV and Tomato yellow vein streak virus in the trial #2. Therefore, the Ty-1 locus seems to control a "tolerance" response to distinct Begomovirus species. Resistance gene clusters is a common feature in the tomato genome, particularly at the chromosome 6 where Ty-1 is located. Therefore, additional studies are necessary to confirm if this tolerance to a range of begomoviruses is controlled by Ty-1 alone or a by the action of distinct, closely linked genes.