Begomovirus ist eine Gattung von Viren in der Familie Geminiviridae innerhalb des Phylums Cressdnaviricota.[1] Begomoviren sind Pflanzenviren, die in ihrer Gesamtheit ein sehr breites Wirtsspektrum haben und Zweikeimblättrige Pflanzen (Dicotyledoneae) infizieren. Weltweit sind sie für einen beträchtlichen wirtschaftlichen Schaden an vielen wichtigen Nutzpflanzen wie Tomaten, Bohnen, Kürbis, Maniok und Baumwolle verantwortlich.[2] Es gibt derzeit (Stand Mitte April 2021) 424 Arten vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigte Spezies (Arten) in dieser Gattung, einschließlich der Typusspezies Bean Golden Yellow Mosaic Virus.[1]
Die Viruspartikel (Virionen) der Gattung Begomovirus sind nicht umhüllt. Das Nukleokapsid ist 38 nm (Nanometer) lang und hat einen Durchmesser von 15–22 nm. Es hat die für Mitglieder der Familie Geminiviridae (deutsch informell manchmal „Zwillingsviren“ genannt[3]) typische Morphologie: Während die Partikel eine grundsätzlich ikosaedrische Symmetrie aufweisen, bestehen sie aus zwei solchen unvollständigen Ikosaedern, denen jeweils ein Scheitelpunkt fehlt und die so miteinander wie Siamesische Zwillinge verbunden sind. Es gibt 22 (zweimal elf) Kapsomere pro Nukleokapsid.[4]
Das Genom in der Gattung Begomovirus besteht aus zirkulär geschlossener Einzelstrang-DNA (ssDNA). Gewöhnlich haben Begomoviren ein bipartites (segmentiertes) Genom: Das Genom ist dann in zwei Segmente (als DNA-A und DNA-B bezeichnet) aufgeteilt ist, die in separate Virionen (Viruspartikel) verpackt sind. In diesem Fall sind im Allgemeinen beide Segmente für eine erfolgreiche symptomatische Infektion in einer Wirtszelle erforderlich. Die DNA-B ist für ihre Replikation von der DNA-A abhängig, die bei einigen Begomoviren anscheinend bereits allein normale Infektionen verursachen kann.[4]
Die Proteine dieser Gattung können entweder auf dem Sense-Strang (positive Orientierung) oder auf dessen Komplement (negative Orientierung) kodiert sein.[4]
Die beiden Segmente DNA-A und DNA-B zeigen wenig Übereinstimmung in der Sequenz, mit Ausnahme einer ca. 200 nt (Nukleotide) langen Region, die als „gemeinsame Region“ (englisch common region) bezeichnet wird, und in der typischerweise mehr als 85 % Übereinstimmung besteht. Diese Region enthält eine (unter Geminiviren) absolut konservierte Haarnadelstruktur und wiederholte Sequenzen (Iterons genannt). Diese stellen Erkennungssequenzen für die Bindung des Replikationsproteins (Rep) dar. Innerhalb dieser Schleife befindet sich eine Nonanukleotid-Sequenz (TAATATTAC, d. h. 9 nt lang, daher „nona“), die als Ursprung (Ori) der Einzelstrang-DNA-Replikation des Virus fungiert. Die Haarnadelstruktur selbst wird daher auch als Stammschleife (en. stem loop) bezeichnet. Sie ist eine typische Eigenschaft von Vertretern des Phylums Cressdnaviricota (Circular Rep-encoding DNA viruses).
Bei dieser Gattung kann es zu einem Austausch zwischen den Segmenten kommen, der Pseudorekombination genannt wird: Diese erfolgt üblicherweise durch einen Prozess, der als „Regulon Grafting“ bezeichnet wird. Die A-Komponente spendet ihre gemeinsame Region durch Rekombination an die eingefangene B-Komponente. Dadurch entsteht eine neue abhängige Interaktion zwischen zwei Komponenten.[7]
Viren der Gattung Begomovirus werden obligat durch einen Vektor übertragen, bei dem es sich um die Tabakmottenschildlaus (Bemisia tabaci) oder um ein anderes Pflanzenlaus der Mottenschildlaus-Familie Aleyrodidae (Whitefly [en]) handeln kann. Diese Vektoren ermöglichen eine schnelle und effiziente Ausbreitung des Virus, da sie in der Wahl der von ihnen parasitierten Pflanzen sehr flexibel sind. Der Vektor überträgt das Virus persistent, zirkulierend und nicht propagierend.[8]
„The Whitefly Plan“ ist ein Dokument des Landwirtschaftsministeriums der Vereinigten Staaten (USDA), mit dem ein 5-Jahres-Plan (beginnend 1992) aufgelegt wurde, um die Mottenschildläuse zu bekämpfen (Aktualisierung 2007/2009).[9]
Mehrere Begomoviren verursachen auf der ganzen Welt schwere Pflanzenkrankheiten.
Begomovirus-Spezies, die Tomaten infizieren, wie das Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) und das (noch ICTV-unbestätigte) „Tomato Yellow Mosaic Virus“ (ToYMV), die erstmals in den späten 1980er Jahren identifiziert wurden, verursachen weltweit erhebliche wirtschaftliche Verluste.[10] In Gebieten, in denen diese Viren weit verbreitet sind, wie z. B. Trinidad, der Dominikanischen Republik, Mexiko und weiten Teilen Mittelamerikas, Israel, sowie in ganz Südostasien, einschließlich Thailand, Kambodscha, Indonesien, Indien und Sri Lanka, können diese Krankheiten bei Tomaten und anderen Nutzpflanzen (wie Paprika und Auberginen), einen geschätzten Ertragsverlust von 50–60 % verursachen. Begomoviren, die Paprika (Capsicum spp.) befallen, wie das Pepper leaf curl virus [en] und das Chilli leaf curl virus [en], verursachen ebenfalls weltweit erhebliche Verluste. Die Krankheitssymptome an der infizierten Pflanze sind typischerweise Chlorose, Blattverzerrung, Absterben (Nekrose) der Blütenknospen und Faltenbildung (en. crinkling) sowie Verkümmerung (en. stunting). In Ländern Südostasiens, in denen diese Viren in Südostasien weit verbreitet sind, darunter Thailand, Kambodscha, Indonesien, Sri Lanka und Indien, können diese Krankheiten bei Paprika und anderen Nutzpflanzen wie Tomaten, Gurken, Kürbissen, Melonen und Auberginen einen geschätzten Ertragsverlust von 40–70 % verursachen. Die Typusspezies Bean golden yellow mosaic virus (BGYMV) verursacht eine schwere Krankheit bei Bohnenarten in Mittelamerika, der Karibik und im südlichen Florida.
Die beiden Segmente des Genoms haben eine sehr unterschiedliche molekulare Evolutionsgeschichte und stehen wahrscheinlich unter einem sehr unterschiedlichen evolutionären Druck. Das DNA-B-Segment entstand offenbar als Satellit, der vom monopartiten Vorläufer aller existierenden bipartiten Begomoviren eingefangen wurde und sich in der Folge zu einer wesentlichen Genomkomponente entwickelt hat.
Von den Begomoviren mit monopartitem (unsegmentiertem) Genom sind über 133 Spezies bekannt, sie alle stammen aus der Alten Welt. In der Neuen Welt wurden dagegen bisher keine monopartiten Begomoviren identifiziert.[11]
Da das B-Segment zwischen Begomovirus-Spezies leicht ausgetauscht werden kann (was zu neuen Spezies führt), basieren phylogenetische Analysen hauptsächlich auf dem A-Segment.[11]
Die phylogenetische Analyse der Gattung offenbart eine Reihe von Kladen (Verwandtschaftsgruppen). Die Hauptunterteilung ist zwischen den Stämmen der Alten und Neuen Welt. Die Stämme der Alten Welt können in afrikanische, indische, japanische und andere asiatische Kladen unterteilt werden, wobei eine kleine Anzahl von Stämmen außerhalb dieser Kladen gruppiert ist. Die Stämme der Neuen Welt unterteilen sich in mittel- und südamerikanische Stämme.[11]
Neben diesen Hauptgruppierungen gibt es eine Reihe kleinerer Kladen. Eine Gruppe, die eine Reihe von Hülsenfrüchten aus Indien und Südostasien infiziert (informell „Legumovirus“ genannt) und eine Gruppe von Viren, die aus Prunkwinden und anderen Spezies der Pflanzenfamilie Convolvulaceae aus Amerika, Asien und Europa isoliert wurden (informell „Sweepovirus“),[12] scheinen basal zu allen anderen Arten zu sein. Zwei Arten, die aus der Gattung Corchorus aus Vietnam isoliert wurden (informell „Corchovirus“), gehören etwas unerwartet zu den Arten der Neuen Welt.
Mit Stand 23. Juni 2021 sind vom ICTV in der Gattung Begomovirus die folgenden Spezies bestätigt:[1]
Spezies von Maniokmosaikviren der Gattung Begomovirus, Spezies:
Andere Spezies der Gattung Begomovirus, inklusive der Gruppen „Sweepovirus“ und „Corchovirus“:
Vorgeschlagene Mitgliedsspezies (Auswahl) gemäß angegebener Referenz:
Anmerkung: Viele dieser Spezies findet man auch als „bigeminivrus“ bezeichnet, oft ist dann nur der letzte Namensteil ‚virus‘ durch ‚bigeminivirus‘ ersetzt. Offenbar ist „Bigeminivirus“ als ein älteres Synonym für Begomovirus zu verstehen, anders als „Legumovirus“ oder „Sweepovirus“ die ausdrücklich Teilgruppen bezeichnen. Siehe etwa Brunt et al. (1996).[26][27]
Begomovirus ist eine Gattung von Viren in der Familie Geminiviridae innerhalb des Phylums Cressdnaviricota. Begomoviren sind Pflanzenviren, die in ihrer Gesamtheit ein sehr breites Wirtsspektrum haben und Zweikeimblättrige Pflanzen (Dicotyledoneae) infizieren. Weltweit sind sie für einen beträchtlichen wirtschaftlichen Schaden an vielen wichtigen Nutzpflanzen wie Tomaten, Bohnen, Kürbis, Maniok und Baumwolle verantwortlich. Es gibt derzeit (Stand Mitte April 2021) 424 Arten vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigte Spezies (Arten) in dieser Gattung, einschließlich der Typusspezies Bean Golden Yellow Mosaic Virus.
Begomovirus is a genus of viruses, in the family Geminiviridae.[1] They are plant viruses that as a group have a very wide host range, infecting dicotyledonous plants. Worldwide they are responsible for a considerable amount of economic damage to many important crops such as tomatoes, beans, squash, cassava and cotton.[2] There are 445 species in this genus.[1]
Virus particles are non-enveloped. The nucleocapsid is 38 nanometers (nm) long and 15–22 nm in diameter. While particles have basic icosahedral symmetry, they consist of two incomplete icosahedra—missing one vertex—joined together. There are 22 capsomeres per nucleocapsid.
Single stranded closed circular DNA. Many begomoviruses have a bipartite genome: this means that the genome is segmented into two segments (referred to as DNA A and DNA B) that are packaged into separate particles. Both segments are generally required for successful symptomatic infection in a host cell but DNA B is dependent for its replication upon DNA A, which can in some begomoviruses apparently cause normal infections on its own.
The DNA A segment typically encodes five to six proteins including replication protein Rep, coat protein and transport and/or regulatory proteins. This component is homologous to the genomes of all other geminiviruses. The proteins encoded on it are required for replication (Rep), control of gene expression, overcoming host defenses, encapsidation (coat protein) and insect transmission. The DNA B segment encodes two different movement proteins. These proteins have functions in intra- and intercellular movement in host plants.
The A and B components share little sequence identity with the exception of a ~200 nucleotide sequence with typically>85% identity known as the common region. This region includes an absolutely conserved (among geminiviruses) hairpin structure and repeated sequences (known as 'iterons') that are the recognition sequences for binding of the replication protein (Rep). Within this loop there is a nonanucleotide sequence (TAATATTAC) that acts as the origin (ori) of virion strand DNA replication.
Component exchange (pseudorecombination) occurs in this genus.[3] The usual mechanism of pseudorecombination is by a process known as 'regulon grafting': the A component donates its common region by recombination to the B component being captured. This results in a new dependent interaction between two components.
The proteins in this genus may lie either on the sense strand (positive orientation) or its complement (negative orientation).
Smaller than unit length virus components—deletion mutants—are common in infections. These are known as defective interfering (di) DNAs due to their capacity to interfere with virus infection. They reduce virus DNA levels and symptom severity.
The two components of the genome have very distinct molecular evolutionary histories and likely to be under very different evolutionary pressures. The DNA B genome originated as a satellite that was captured by the monopartite progenitor of all extant bipartite begomoviruses and has subsequently evolved to become an essential genome component.
More than 133 begomovirus species having monopartite genomes are known: all originate from the Old World. No monopartite begomoviruses native to the New World have yet been identified.
Phylogenetic analysis is based on the A component. B components may be exchanged between species and may result in new species.
Analysis of the genus reveals a number of clades.[4] The main division is between the Old and New World strains. The Old World strains can be divided into African, Indian, Japanese and other Asian clades with a small number of strains grouping outside these. The New World strains divide into Central and Southern America strains.
Along with these main groupings are a number of smaller clades. One group infecting a range of legumes originating from India and Southeast Asia (informally 'Legumovirus') and a set of viruses isolated from Ipomoea species originating from America, Asia and Europe (informally 'Sweepovirus') appear to be basal to all the other species. Two species isolated from Corchorus from Vietnam (informally 'Corchovirus') somewhat unexpectedly group with the New World species.
The virus is obligately transmitted by an insect vector, which can be the whitefly Bemisia tabaci or can be other whiteflies.[5] This vector allows rapid and efficient propagation of the virus because it is an indiscriminate feeder. The vector transmits in a persistent, circulative, non-propagative manner.
This USDA document describes a 5-year plan starting in 1992 to mitigate whiteflies.[6]
Several begomoviruses cause severe diseases all over the world. Those begomovirus species infecting tomato such as Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) and Tomato yellow mosaic virus (ToYMV), first identified in the late 1980s, cause significant economic losses worldwide.[7] In countries where these viruses have become widespread such as Trinidad, the Dominican Republic, Mexico and much of Central America, Israel, as well as across Southeast Asia including Thailand, Cambodia, Indonesia, and India, these diseases in tomato and other crops including pepper, and eggplant, can cause an estimated yield loss of 50–60%. Begomoviruses infecting pepper (Capsicum spp.) such as Pepper leaf curl virus and Chilli leaf curl virus also cause significant losses worldwide. Disease is typically manifested in the infected plant as chlorosis, leaf distortion, flower bud absicion and crinkling and stunting. In countries where these viruses have become widespread across Southeast Asia including Thailand, Cambodia, Indonesia, Sri Lanka, and India, these diseases in pepper and other crops including tomato, cucumber, pumpkin, melon, and eggplant, can cause an estimated yield loss of 40–70%. Bean golden yellow mosaic virus (BGYMV) causes a serious disease in bean species within Central America, the Caribbean and southern Florida.
Begomovirus is a genus of viruses, in the family Geminiviridae. They are plant viruses that as a group have a very wide host range, infecting dicotyledonous plants. Worldwide they are responsible for a considerable amount of economic damage to many important crops such as tomatoes, beans, squash, cassava and cotton. There are 445 species in this genus.
El género Begomovirus comprende alrededor de 200 especies[1] y se incluye dentro de la familia Geminiviridae. Son virus patógenos de plantas que como grupo poseen una alta gama de hospedantes, infectando plantas dicotiledóneas. Este género de virus es conocido a nivel a mundial por las pérdidas económicas que contrae a múltiples cultivos tales como tomate, porotos, cucurbitaceas, yuca y algodón.
Los virus no poseen envoltura. La nucleocáspide posee 38 nm de largo y 15-22 nm en diámetro. Mientras que las partículas poseen una simetría icosaedral, cosistiendo en dos icosaedros incompletos sin un vértice unidos entre sí. Cada nucleocapside consiste de 22 capsómeros.
EL genoma es único, fijo, cerrado, circular, compuesto de DNA. La mayoría de los begomovirus posee un genoma bipartito; esto significa que el genoma se encuentra en dos segmentos referidos como DNA A y DNA B que son parte de dos partículas diferentes. Ambos segmentos son requeridos para que la enfermedad sea sintomática en el huésped, pero el ADN B depende del ADN A para su replicación, el cual es aparentemente capaz de infectar por cuenta propia.
El virus requiere como vector a un insecto el cual puede ser la mosca blanca Bemisia tabaci o cualquier otra mosca blanca.[2] Este vector permite la rápida y eficiente propagación del virus debido a alimentarse de numerosas plantas.
La especie tipo es el Potato yellow mosaic virus PYMV, mosaico amarillo de la patata es un Begomovirus, identificado por primera vez a finales de los 80's que causan la infección en tomates. La enfermedad es manisfestada por la planta como un mosaico amarillo o un moteado, distorsión de la hoja, formación de arrugas o enanismo. En Trinidad esta enfermedad es endémica y causa daños de rendimiento estimados en un 50–60%. El PYMV es también un problema económico en el Caribe. Las especies tipo Bean golden yellow mosaic virus BGYMV también pertenece al género Begomovirus genus, es causante de una enfermedad de alta importancia en Centro América, Caribe y el Sur de Florida. El virus African cassava mosaic virus ACMV es una enfermedad que afecta a la Cassava que posee un alto valor alimenticio en África.
Notes on Genus: Begomovirus
MicrobiologyBytes: Plant Viruses
Mansoor S, Briddon RW, Zafar Y, Stanley J (marzo de 2003). «Geminivirus disease complexes: an emerging threat». Trends Plant Sci. 8 (3): 128-34. PMID 12663223.
Briddon RW, Stanley J (enero de 2006). «Subviral agents associated with plant single-stranded DNA viruses». Virology 344 (1): 198-210. PMID 16364750. doi:10.1016/j.virol.2005.09.042.
Proposed Strategies for Begomovirus Disease Management in Tomato in Trinidad
Bean golden yellow mosaic virus
El género Begomovirus comprende alrededor de 200 especies y se incluye dentro de la familia Geminiviridae. Son virus patógenos de plantas que como grupo poseen una alta gama de hospedantes, infectando plantas dicotiledóneas. Este género de virus es conocido a nivel a mundial por las pérdidas económicas que contrae a múltiples cultivos tales como tomate, porotos, cucurbitaceas, yuca y algodón.
Begomovirus est un genre de virus de la famille des Geminiviridae, qui compte 424 espèces acceptées par l'ICTV, dont le BGMV (Bean golden mosaic virus), le virus de la mosaïque dorée du haricot, qui est l'espèce-type. C'est un genre cosmopolite qui infecte les plantes (phytovirus). Ces virus infectent une grande variété de plantes dicotylédones et sont responsables de dommages économiques importants chez plusieurs plantes cultivées comme la tomate, le haricot, les courges, le manioc et le cotonnier.
Ce sont des virus à ADN simple brin à polarité positive (ssDNA). Les virions, non enveloppés, sont constitués de deux capsides géminées à symétrie icosaédrique de 36 nm de long et 22 nm de diamètre). Le génome, bipartite, est constitué de deux segments d'ADN circulaires, ADN-A et ADN- B, de 2,6 kb chacun soit 5,2 kb au total[2]. Certains Begomovirus ont un génome monopartite.
Le nom générique, « Begomovirus » dérive du nom de l'espèce-type, Bean golden mosaic virus, le virus de la mosaïque dorée du haricot[3].
Les virus du genre Begomovirus sont transmis par des aleurodes, insectes vecteurs de l'ordre des Hémiptères appartenant à un complexe d'espèces cryptiques, Bemisia tabaci ou aleurode du tabac). Ces insectes sont très efficaces dans la propagation du virus car ils sont très polyphages, se nourrissant sur plusieurs centaines d'espèces de plantes différentes. La transmission se fait selon un mode persistant, circulant, non propagatif, toutefois certaines espèces virales comme le TYLCV-Is (Tomato yellow leaf curl virus Israel) pourraient se répliquer dans l'organisme de l'insecte[4]. Certains bégomovirus sont adaptés localement à des biotypes de Bemisia tabaci, qui assurent une transmission efficace, mais pour la plupart, cette co-évolution supposée est mal connue. Certains Begomovirus sont transmissibles expérimentalement par inoculation mécanique, bien que la plupart nécessitent soit un transfert médié par Agrobacterium (agroinoculation) à partir d'ADN génomique cloné partiellement, soit une délivrance biolistique d'ADN génomique cloné[5].
Selon NCBI (4 février 2021)[6] et ICTV[7] :
Begomovirus est un genre de virus de la famille des Geminiviridae, qui compte 424 espèces acceptées par l'ICTV, dont le BGMV (Bean golden mosaic virus), le virus de la mosaïque dorée du haricot, qui est l'espèce-type. C'est un genre cosmopolite qui infecte les plantes (phytovirus). Ces virus infectent une grande variété de plantes dicotylédones et sont responsables de dommages économiques importants chez plusieurs plantes cultivées comme la tomate, le haricot, les courges, le manioc et le cotonnier.
Ce sont des virus à ADN simple brin à polarité positive (ssDNA). Les virions, non enveloppés, sont constitués de deux capsides géminées à symétrie icosaédrique de 36 nm de long et 22 nm de diamètre). Le génome, bipartite, est constitué de deux segments d'ADN circulaires, ADN-A et ADN- B, de 2,6 kb chacun soit 5,2 kb au total. Certains Begomovirus ont un génome monopartite.
Begomovirus (dari bean golden mosaic virus) adalah salah satu marga (genus) virus partikel kembar (virus gemini atau Geminiviridae). Virus tumbuhan dengan DNA cincin berkas tunggal ini bertanggung jawab atas banyak penyakit tumbuhan yang menimbulkan kerugian ekonomi besar, seperti penyakit kuning pada kacang-kacangan (terutama Phaseolus), tomat, dan cabai. Virus ini mudah menyebar karena dibawa oleh lalat putih hama Bemisia tabaci (atau jenis lain) sebagai vektor yang memiliki tanaman inang yang banyak.
Begomovirus (dari bean golden mosaic virus) adalah salah satu marga (genus) virus partikel kembar (virus gemini atau Geminiviridae). Virus tumbuhan dengan DNA cincin berkas tunggal ini bertanggung jawab atas banyak penyakit tumbuhan yang menimbulkan kerugian ekonomi besar, seperti penyakit kuning pada kacang-kacangan (terutama Phaseolus), tomat, dan cabai. Virus ini mudah menyebar karena dibawa oleh lalat putih hama Bemisia tabaci (atau jenis lain) sebagai vektor yang memiliki tanaman inang yang banyak.