Aliens Invasion in greenhouse crops

Leticia Ruiz & Dirk Janssen:

Aliens en hortícolas: un virus invasor se apropia de dos genes de otro virus autóctono que le permite instalarse y desplazarlo.

Es la primera vez en el mundo que se describe un nuevo virus formado por la recombinanción de dos virus ARN transmitidos por mosca blanca y, que implica la adquisición de dos genes que además afecta a huéspedes no descritos.

Mediante el uso de técnicas de secuenciación masiva, que permiten determinar todas las secuencias de microorganismos que se encuentran en una muestra, hemos determinado que el virus del amarilleo de la lechuga que afecta a judía en el sur de España (ya que se ha localizado en Almería, Málaga y Granada), se trata en realidad de una nueva raza de LCV, denominada LCV-SP, aludiendo a su localización geográfica (SP como iniciales de Spain). El nuevo virus está producido por la recombinación de LCV y BnYDV, o lo que es lo mismo, la mezcla de los dos virus. De momento, LCV-SP presenta un rango de huéspedes hortícolas restringido a leguminosas.

La mosca blanca es una plaga que se alimenta de la savia de muchas especies vegetales, entre ellas las plantas hortícolas. El clima benigno de la zona del sudeste español ha propiciado la presencia constante de esta plaga desde los años 90. Pero la importancia de la mosca blanca no radica tanto en el daño que produce al alimentarse, sino en los más de 200 virus que es capaz de transmitir a las plantas.

Uno de estos virus es Lettuce chlorosis virus (LCV), el virus de la clorosis de la lechuga, descrito desde los años 90 en la zona de California (Estados Unidos), y que produce síntomas de amarilleo en plantas de lechuga y remolacha. LCV pertenece al grupo de los crinivirus, virus formados por genomas de ARN, al igual que el virus de la clorosis del tomate o del amarilleo del pepino; sobradamente conocidos en los cultivos hortícolas de España. Estudios publicados sobre el virus LCV indicaban que no se había extendido a áreas fuera del sudoeste de los EEUU.

LCV se describió en Almería, “escapando” de su región geográfica original pero afectando a cultivos de judía en invernadero y no a lechuga, su huésped habitual. Los síntomas que producía en plantas de judía eran similares a los de otro virus ya descrito en la zona: el virus del amarilleo de la judía o Bean yellow disorder virus (BnYDV), que se caracteriza por inducir clorosis en las hojas y malformaciones en los frutos. No obstante, los asesores de campo indicaban que el amarilleo de la judía parecía “rabioso” (con síntomas más fuertes) y no se conocía el por qué.

En realidad, como se ha constatado en este estudio, no se trataba de BnYDV ni del LCV original, sino de otro virus, una nueva raza de LCV denominada LCV-SP, producida por la recombinación de ambos. Recientemente LCV también ha sido descrito en China afectando a cultivos de tomate, aunque no existe ninguna evidencia que la nueva cepa española afecte a esta importante especie hortícola.

Esta investigación forma parte de un trabajo recientemente publicado en la revista PLOS ONE, y financiado por el proyecto AVA201601.7 de IFAPA cofinanciado al 80% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo FEDER de Andalucía 2014-2020.

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Aliens in horticulture: an invading virus outcompetes native viruses after acquisition of genes through genomic recombination

It is the first time ever that a new virus is described, formed by the recombination of two RNA viruses transmitted by whitefly, and so acquires two genes that affect new hosts.

Using massive sequencing techniques, we have identified a yellowing virus of lettuce that affects beans in southern Spain, it is actually a new race of LCV, called LCV-SP, alluding to its geographical location (SP as initials of Spain). The new virus is produced by the recombination of LCV and BnYDV. At the moment, LCV-SP infects a range of horticultural hosts restricted to legumes.

The whitefly is a pest that feeds on the sap of many plant species, including horticultural plants. The mild climate of the south-eastern Spanish region has led to the constant presence of this plague since the 90s. But the importance of the whitefly lies not so much in the damage it causes when feeding, but in the more than 200 viruses it transmits to the plants worldwide.

One of these viruses is Lettuce chlorosis virus (LCV), described since the 1990s in the area of California (United States), and which produces symptoms of yellowing in lettuce and beet plants. LCV belongs to the group of the crinivirus, viruses formed by RNA genomes, as well as the Tomato chlorosis virus or Cucurbit yellow stunting disorder virus, the yellowing virus of cucumber, well known in the horticultural crops of Spain. Studies published on the LCV virus indicated that it had not spread to areas outside the southwestern US.

LCV was described in Almería, "escaping" from its original geographical region but affecting bean crops in the greenhouse and not lettuce, its habitual guest. The symptoms that it produced in bean plants were similar to those of another virus already described in the area: the yellow bean virus or Bean yellow disorder virus (BnYDV), which is characterized by inducing chlorosis in the leaves and malformations in plants and fruits However, the field assessors indicated that the yellowing of the bean was more severe.

In fact, as has been noted in this study, it was not BnYDV or the original LCV, but another virus, a new race of LCV called LCV-SP, produced by the recombination of both. Recently LCV has also been described in China affecting tomato crops, although there is no evidence that the new Spanish strain affects this important horticultural species.

This research is part of a recently published work in the magazine PLOS ONE, and funded by the project AVA201601.7 of IFAPA co-financed at 80% by the European Regional Development Fund, within the Operational Program ERDF of Andalusia 2014-2020.

Ref:

Ruiz L, Simón A, García C, Velasco L, Janssen D (2018) First natural crossover recombination between two distinct species of the family Closteroviridae leads to the emergence of a new disease. PlosOne. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198228
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198228
https://journals.plos.org/plosone/article/comments?id=10.1371/journal.pone.0198228