| Data: |
2026 |
| Resum: |
Les malalties virals tenen un impacte significatiu en la producció agrícola a tot el món. La batata (Ipomoea batatas) és un dels cultius alimentaris de major rendiment a nivell mundial; no obstant això, la seva producció es veu greument limitada per nombrosos patògens, particularment virus. La propagació vegetativa i la transmissió mediada per insectes afavoreixen l'acumulació de múltiples virus i l'aparició d'infeccions mixtes. Per tal d'aconseguir un control eficaç de les malalties virals, considerant la complexitat de les interaccions virus-vector-hoste, cal prestar atenció a aspectes com la caracterització de les funcions virals, les estructures dels virions i les interaccions virus-virus. En aquesta tesi s'aborda la caracterització d'aspectes biològics clau del patosistema de la batata, centrant-se en dos virus de la batata prevalents que pertanyen al gènere Potyvirus; el virus 2 de la batata (SPV2) i el virus del clapejat plomós de la batata (SPFMV), tots dos transmesos per pugons, així com el crinivirus virus del nanisme cloròtic de la batata (SPCSV), transmès per mosques blanques. A més, s'analitzen altres patosistemes vegetals que impliquen virus emergents, com el virus de l'enrotllament de la fulla del tomàquet de Nova Delhi (ToLCNDV), per explorar l'ús de partícules similars a virus (VLPs) com a plataforma experimental. En el primer capítol es van caracteritzar les mutacions en els aïllats de SPV2 i es van avaluar els seus possibles efectes sobre la transmissibilitat per purgons després de passades mecàniques successives. A més a més, es va completar la seqüència del genoma d'un aïllat de SPFMV i es va comparar amb altres aïllats de SPFMV caracteritzats prèviament. Es van analitzar els productes gènics virals ubicats a la regió 5' per determinar la seva activitat com a supressors del silenciament d'ARN (RSS), revelant una variabilitat funcional. El segon capítol es va centrar en el complex viroma de la batata, caracteritzat per la coexistència de virus de diferents famílies, predominantment Potyviridae i Geminiviridae. Es va prestar especial atenció a les infeccions mixtes responsables de la malaltia viral de la batata (SPVD), causada per la coinfecció de l'SPFMV i el crinivirus SPCSV. L'anàlisi del transcriptoma va revelar canvis significatius en l'expressió de gens de l'hoste, que afectaven processos com la fotosíntesi, el metabolisme i les interaccions planta-patogen. Els mòduls genètics associats amb la infecció viral es van identificar mitjançant l'anàlisi de xarxa de coexpressió gènica ponderada (WGCNA) Al tercer capítol es va explorar l'ús de VLPs com a eines per estudiar la dinàmica de la infecció viral en el patosistema alternatiu del begomovirus ToLCNDV, avaluant la infectivitat en plantes de carbassó i N. benthamiana. Les VLPs de ToLCNDV es van produir adaptant un sistema basat en l'expressió transitòria de la proteïna de la càpside juntament amb l'ADN de l'alfasatèl·lit autoreplicant d'AYVV. La transferència Western i la microscòpia electrònica (ME) van confirmar la sobreexpressió de la proteïna de la càpside i el seu assemblatge en partícules similars a VLPs de diferents morfologies. A més, es va generar un nou clon infecciós d'ADN-A del ToLCNDV, i la seva infectivitat i transmissibilitat per mosca blanca es van validar en presència d'ADN-B, proporcionant una plataforma per identificar els determinants de la transmissió. En general, els resultats ofereixen noves perspectives sobre els determinants moleculars implicats en les interaccions virus-planta i virus-vector, millorant la nostra comprensió de les infeccions virals mixtes per al desenvolupament d'estratègies de control de malalties eficaces i duradores. |
| Resum: |
Las enfermedades virales tienen un impacto significativo en la producción agrícola en todo el mundo. La batata (Ipomoea batatas) es una de las especies cultivadas para alimentación de mayor rendimiento a nivel mundial; sin embargo, su producción se ve gravemente limitada por numerosos patógenos, particularmente virus. La propagación vegetativa y la transmisión mediada por insectos favorecen la acumulación de múltiples virus y la ocurrencia de infecciones mixtas. Para lograr un control eficaz de las enfermedades virales, considerando la complejidad de las interacciones virus-vector-huésped, se requiere prestar atención a aspectos como la caracterización de las funciones virales, la estructura de los viriones y las interacciones virus-virus. En la presente tesis se aborda la caracterización de aspectos biológicos clave del patosistema de batata, centrándose en dos virus de batata prevalentes pertenecientes al género Potyvirus, el virus 2 de la batata (SPV2) y el virus del moteado plumoso de la batata (SPFMV), ambos transmitidos por pulgones, y en el crinivirus virus del enanismo clorótico de la batata (SPCSV), transmitido por moscas blancas. Además, se analizan otros patosistemas vegetales que involucran virus emergentes, como el virus del enrollado de la hoja del tomate de Nueva Delhi (ToLCNDV), para explorar el uso de partículas similares a virus (VLPs) como plataforma experimental. En el primer capítulo se caracterizaron las mutaciones en los aislados de SPV2 y se evaluaron sus posibles efectos sobre la transmisibilidad del pulgón después de pases mecánicos sucesivos. Además, se completó la secuencia del genoma de un aislado de SPFMV y se comparó con otros aislados de SPFMV caracterizados previamente. Se analizaron los productos génicos virales ubicados en la región 5' para determinar su actividad como supresores del silenciamiento de ARN (RSS), revelando una variabilidad funcional. En el segundo capítulo se centró en el complejo viroma de la batata, caracterizado por la coexistencia de virus de diferentes familias, predominantemente Potyviridae y Geminiviridae. Se prestó especial atención a las infecciones mixtas responsables de la enfermedad viral de la batata (SPVD), causada por la coinfección del SPFMV y el crinivirus SPCSV. El análisis del transcriptoma reveló cambios significativos en la expresión de genes del huésped, afectando procesos como la fotosíntesis, el metabolismo y las interacciones planta-patógeno. Los módulos genéticos asociados con la infección viral fueron revelados mediante el análisis de redes de coexpresión génica ponderada (WGCNA). En el tercer capítulo se exploró el uso de VLPs como herramientas para estudiar la dinámica de la infección viral en el patosistema alternativo del begomovirus ToLCNDV, evaluando la infectividad en plantas de calabacín y N. benthamiana. Las VLPs de ToLCNDV se produjeron adaptando un sistema basado en la expresión transitoria de la proteína de la cápside junto con el ADN del alfasatélite autorreplicante del AYVV. La inmunotransferencia Western junto con la microscopía electrónica (ME) confirmaron la sobreexpresión de la proteína de la cápside y su ensamblaje en partículas similares a VLPs de diferentes morfologías. Además, se generó un nuevo clon infectivo del DNA-A del ToLCNDV, y su infectividad y transmisibilidad por mosca blanca se validaron en presencia del DNA-B, proporcionando una nueva plataforma para identificar los determinantes de la transmisión. En general, los resultados ofrecen nuevas perspectivas sobre los determinantes moleculares implicados en las interacciones virus-planta y virus-vector, mejorando nuestra comprensión de las infecciones virales mixtas para el desarrollo de estrategias de control de enfermedades que sean eficaces y duraderas. |
| Resum: |
Viral diseases have a significant impact on agriculture production worldwide. Sweet potato (Ipomea batatas) is one of the highest yielding food crops globally; however, its production is severely constrained by numerous pathogens, particularly viruses. Vegetative propagation and insect-mediated transmission favour the accumulation of multiple viruses and the occurrence of mixed infections. To address an effective control of viral diseases considering the complexity of virus-vector-host interactions requires attention to aspects like the characterization of viral functions, virion structures and virus-virus interactions. The present thesis addresses the characterization of key biological aspects of the sweet potato pathosystem, focusing on two prevalent sweet potato viruses belonging to the genus Potyvirus, Sweet potato virus 2 (SPV2) and Sweet potato feathery mottle virus (SPFMV), both transmitted by aphids, and the crinivirus Sweet potato chlorotic stunt virus (SPCSV), transmitted by whiteflies. In addition, other plant pathosystem involving emerging viruses, such as Tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV), are analyzed to explore the use of virus-like particles (VLPs) as an experimental platform. In the first chapter, mutations in SPV2 isolates were characterized and evaluated their possible effects on aphid transmissibility after successive mechanical passages. Additionally, the genome sequence of an SPFMV isolate was completed to and compared with other previously characterize SPFMV isolate. Viral gene products located in the 5' region were analyzed to determine their RNA silencing suppressor (RSS) activity revealing a functional variability. The second chapter focused on the complex sweet potato virome, characterized by the coexistence of viruses from different families, predominantly Potyviridae and Geminiviridae. Particular attention was given to mixed infections responsible for the sweet potato virus disease (SPVD), caused by coinfection of SPFMV and the crinivirus SPCSV. Transcriptome analysis revealed significant changes in host gene expression, affecting processes such as photosynthesis, metabolism and plant-pathogen interactions. Gene modules associated with viral infection were revealed by Weighted gene co-expression network analysis (WGCNA). In the third chapter the use of VLPs as tools to study viral infection dynamics was explored in the alternative pathosystem of the begomovirus ToLCNDV, evaluating the infectivity in zucchini and N. benthamiana plants. ToLCNDV VLPs were produced adapting a system based on transient expression of the coat protein together with the self-replicating alphasatellite DNA of AYVV. Western blotting and electron microscopy (EM) imaging confirmed coat protein overexpression and assembly into VLPs of different morphologies. In addition, a new infectious clone of ToLCNDV DNA-A was generated, and its infectivity and whitefly transmissibility was validated in the presence of DNA-B, providing a platform to identify determinants of transmission. Overall, the results provide new insights into the molecular determinants involved in virus-plant and virus-vector interactions, improving our understanding of mixed viral infections for the development of effective and durable disease control strategies. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegetal |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Virus ;
Plantes ;
Plants ;
Plantas ;
Ciències Experimentals |
visitant ::
identificació
