Genetička struktura populacije virusa bronzavosti paradajza (Tomato spotted wilt tospovirus) poreklom iz različitih domaćina u Srbiji
Population genetic structure of tomato spotted wilt tospovirus originating from different hosts in Serbia
Докторанд
Petrović, BrankaМентор
Stanković, IvanaЧланови комисије
Krstić, BrankaZečević, Katarina
Ristić, Danijela
Milošević, Dragana
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Analiza genetičke strukture populacije virusa bronzavosti paradajza (Tomato spotted wilt
tospovirus, TSWV) u Srbiji, obuhvatila je molekularnu karakterizaciju 41 izolata poreklom iz
različitih biljaka domaćina sakupljenih sa različitih lokaliteta u različitom vremenskom periodu.
Filogenetske analize i mreža haplotipova na osnovu delimičnih sekvenci pet gena (N, NSs, NSm, Gn-
Gc i RdRp), kao i na osnovu sekvenci dela S i M segmenta dobijenih spajanjem odgovarajućih
sekvenci, ukazale su na postojanje genetičkog diverziteta u populaciji TSWV u Srbiji. Filogenetske
analize su pokazale da je većina srpskih izolata TSWV evropskog porekla, međutim neki izolati su
pokazali veću bliskost sa izolatima iz severnoameričkog klastera, ukazujući da su srpski izolati
TSWV uneti kroz više nezavisnih introdukcija. Osim toga, filogenetsko stablo na osnovu sekvenci M
i L segmenta ukazalo je i na postojanje rekombinantnih, odnosno pseudorekombinantnih izolata.
Analiza sekvenci M segmenta primenom RDP softv...era potvrdila je da je izolat 224-16 poreklom iz
Cinia sp. prirodni rekombinant dva srpska izolata. Analiza prirodne selekcije pokazala je da na sve
testirane genske regione i parove sekvenci TSWV deluje negativna selekcija, dok je pozitivna
selekcija ustanovljena samo između nekoliko parova sekvenci NSm, odnosno Gn-Gc gena. Osim
toga, poređenje aminokiselinske sekvence NSm proteina ukazalo je na mutacije koje su izazvale dve
supstitucije, ili C118Y ili T120N, kod srpskih RB (resistance-breaking) izolata poreklom iz otpornog
hibrida paradajza ‘Wrestler F1’, gajenih na dva lokaliteta, ukazujući na njihov RB fenotip i nezavisnu
evoluciju. Biološka karakterizacija je potvrdila da su srpski RB izolati sposobni da prevaziđu
otpornost paradajza sa Sw-5b, ali ne i paprike sa Tsw genom. Rezultati ovih istraživanja ukazuju da
je populacija TSWV u Srbiji heterogena usled više nezavisnih introdukcija virusa, ali i pojave
genetičke i fenotipske varijabilnosti izazvane mutacijama, rekombinacijama i
pseudorekombinacijama što je doprinelo raznolikosti virusa u našoj zemlji.
The study aimed at defining population structure of Serbian Tomato spotted wilt tospovirus
(TSWV) isolates is based on molecular characterization of 41 selected isolates from different host
plants collected from different locations over different period of time. Phylogenetic analyses and the
median-joining haplotype network of the partial sequences of each of five genes (N, NSs, NSm, Gn-
Gc and RdRp), as well as concatenated sequences of segments S and M obtained by merging the
corresponding sequences, have shown genetic diversity of TSWV in Serbia. The phylogenetic
analyses showed that most Serbian TSWV isolates originated from Europe, but several isolates were
more closely related to isolates from North America clade, indicating that Serbian TSWV isolates
were introduced through several independent introductions. In addition, the phylogenetic tree based
on segments M and L revealed the presence of recombination and reassortment, respectively. A
sequence analysis of segment M using RD...P software confirmed that isolate 224-16 originating from
Cinia sp. represents a natural recombinant between two Serbian isolates. Purifying selection was
determined as the major natural force influencing all five genes and pairs of sequences, while positive
selection was found only between a few pairs of sequences of NSm and Gn-Gc genes. Moreover, the
NSm amino acid sequence comparison revealed the presence of two amino acid substitutions (C118Y
or T120N) in Serbian RB (resistance-breaking) isolates originating from the resistant tomato cultivar
‘Wrestler F1’ grown at two locations, indicating their RB phenotype and independent evolutionary
events. A bioassay confirmed that Serbian RB isolates had the ability to break the Sw-5b-mediated
resistance in the tomato, but were unable to overcome the Tsw resistance gene in the pepper. The
results of this research indicate that the population of TSWV in Serbia is heterogeneous due to several
independent introductions of the virus, but also due to the occurrence of mutations, recombination
and reassortment, which have all contributed to the molecular diversity of the virus in our country.