Published May 25, 2023 | Version v1
Publication Open

Cassava begomovirus species diversity changes during plant vegetative cycles

Creators

  • 1. North Carolina State University
  • 2. Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology
  • 3. Rutgers, The State University of New Jersey
  • 4. International Livestock Research Institute
  • 5. North Carolina Agricultural and Technical State University
  • 6. Auburn University

Description

Cassava is a root crop important for global food security and the third biggest source of calories on the African continent. Cassava production is threatened by Cassava mosaic disease (CMD), which is caused by a complex of single-stranded DNA viruses (family: Geminiviridae , genus: Begomovirus ) that are transmitted by the sweet potato whitefly ( Bemisia tabaci ). Understanding the dynamics of different cassava mosaic begomovirus (CMB) species through time is important for contextualizing disease trends. Cassava plants with CMD symptoms were sampled in Lake Victoria and coastal regions of Kenya before transfer to a greenhouse setting and regular propagation. The field-collected and greenhouse samples were sequenced using Illumina short-read sequencing and analyzed on the Galaxy platform. In the field-collected samples, African cassava mosaic virus (ACMV), East African cassava mosaic virus (EACMV), East African cassava mosaic Kenya virus (EACMKV), and East African cassava mosaic virus-Uganda variant (EACMV-Ug) were detected in samples from the Lake Victoria region, while EACMV and East African mosaic Zanzibar virus (EACMZV) were found in the coastal region. Many of the field-collected samples had mixed infections of EACMV and another begomovirus. After 3 years of regrowth in the greenhouse, only EACMV-like viruses were detected in all samples. The results suggest that in these samples, EACMV becomes the dominant virus through vegetative propagation in a greenhouse. This differed from whitefly transmission results. Cassava plants were inoculated with ACMV and another EACMV-like virus, East African cassava mosaic Cameroon virus (EACMCV). Only ACMV was transmitted by whiteflies from these plants to recipient plants, as indicated by sequencing reads and copy number data. These results suggest that whitefly transmission and vegetative transmission lead to different outcomes for ACMV and EACMV-like viruses.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الكسافا هو محصول جذري مهم للأمن الغذائي العالمي وثالث أكبر مصدر للسعرات الحرارية في القارة الأفريقية. يهدد مرض فسيفساء الكسافا (CMD) إنتاج الكسافا، والذي ينتج عن مجموعة معقدة من فيروسات الحمض النووي أحادية السلسلة (العائلة: Geminiviridae ، الجنس: Begomovirus ) التي تنتقل عن طريق الذبابة البيضاء للبطاطا الحلوة ( Bemisia tabaci ). يعد فهم ديناميكيات الأنواع المختلفة من فيروسات المنيهوت (CMB) الفسيفسائية عبر الزمن أمرًا مهمًا لوضع اتجاهات المرض في سياقها. تم أخذ عينات من نباتات الكسافا المصابة بأعراض CMD في بحيرة فيكتوريا والمناطق الساحلية في كينيا قبل نقلها إلى بيئة دفيئة والتكاثر المنتظم. تم تسلسل العينات التي تم جمعها ميدانيًا وعينات الدفيئة باستخدام تسلسل Illumina قصير القراءة وتحليلها على منصة Galaxy. في العينات التي تم جمعها ميدانيًا، تم اكتشاف فيروس فسيفساء الكسافا الأفريقي (ACMV)، وفيروس فسيفساء الكسافا في شرق إفريقيا (EACMV)، وفيروس فسيفساء الكسافا في شرق إفريقيا في كينيا (EACMKV)، وفيروس فسيفساء الكسافا في شرق إفريقيا - متغير أوغندا (EACMV - Ug) في عينات من منطقة بحيرة فيكتوريا، بينما تم العثور على فيروس فسيفساء الكسافا في شرق إفريقيا وفيروس زنجبار (EACMZV) في المنطقة الساحلية. كان لدى العديد من العينات التي تم جمعها ميدانيًا عدوى مختلطة بفيروس EACMV وفيروس بيغوموف آخر. بعد 3 سنوات من إعادة النمو في الدفيئة، تم اكتشاف فيروسات شبيهة بـ EACMV فقط في جميع العينات. تشير النتائج إلى أنه في هذه العينات، يصبح EACMV الفيروس السائد من خلال التكاثر الخضري في الدفيئة. اختلف هذا عن نتائج انتقال الذبابة البيضاء. تم تلقيح نباتات الكسافا بفيروس ACMV وفيروس آخر يشبه EACMV، وهو فيروس فسيفساء الكسافا في شرق إفريقيا في الكاميرون (EACMCV). تم نقل ACMV فقط عن طريق الذباب الأبيض من هذه النباتات إلى النباتات المتلقية، كما هو موضح من خلال تسلسل القراءات ونسخ بيانات الأرقام. تشير هذه النتائج إلى أن انتقال الذبابة البيضاء والانتقال الخضري يؤديان إلى نتائج مختلفة للفيروسات الشبيهة بـ ACMV و EACMV.

Translated Description (French)

Le manioc est une culture racine importante pour la sécurité alimentaire mondiale et la troisième plus grande source de calories sur le continent africain. La production de manioc est menacée par la maladie de la mosaïque du manioc (CMD), qui est causée par un complexe de virus à ADN simple brin (famille : Geminiviridae , genre : Begomovirus ) qui sont transmis par la mouche blanche de la patate douce ( Bemisia tabaci ). Il est important de comprendre la dynamique des différentes espèces de génomovirus de la mosaïque du manioc (BMC) au fil du temps pour contextualiser les tendances de la maladie. Des plants de manioc présentant des symptômes de CMD ont été échantillonnés dans le lac Victoria et les régions côtières du Kenya avant d'être transférés en serre et de se propager régulièrement. Les échantillons prélevés sur le terrain et en serre ont été séquencés à l'aide du séquençage à lecture courte Illumina et analysés sur la plateforme Galaxy. Dans les échantillons collectés sur le terrain, le virus de la mosaïque du manioc africain (ACMV), le virus de la mosaïque du manioc d'Afrique de l'Est (EACMV), le virus de la mosaïque du manioc d'Afrique de l'Est au Kenya (EACMKV) et la variante ougandaise du virus de la mosaïque du manioc d'Afrique de l'Est (EACMV-Ug) ont été détectés dans des échantillons de la région du lac Victoria, tandis que le virus EACMV et le virus Zanzibar de la mosaïque d'Afrique de l'Est (EACMZV) ont été trouvés dans la région côtière. Un grand nombre des échantillons prélevés sur le terrain présentaient des infections mixtes du virus EACMV et d'un autre bégomovirus. Après 3 ans de repousse en serre, seuls les virus de type EACMV ont été détectés dans tous les échantillons. Les résultats suggèrent que dans ces échantillons, l'EACMV devient le virus dominant par propagation végétative en serre. Cela différait des résultats de transmission des aleurodes. Les plants de manioc ont été inoculés avec l'ACMV et un autre virus semblable à l'EACMV, le virus de la mosaïque du manioc de l'Afrique de l'Est au Cameroun (EACMCV). Seul l'ACMV a été transmis par les aleurodes de ces plantes aux plantes réceptrices, comme indiqué par les lectures de séquençage et les données de numéro de copie. Ces résultats suggèrent que la transmission des aleurodes et la transmission végétative conduisent à des résultats différents pour les virus de type ACMV et EACMV.

Translated Description (Spanish)

La yuca es un cultivo de raíces importante para la seguridad alimentaria mundial y la tercera mayor fuente de calorías en el continente africano. La producción de yuca está amenazada por la enfermedad del mosaico de la yuca (CMD), causada por un complejo de virus de ADN monocatenario (familia: Geminiviridae , género: Begomovirus ) que se transmiten por la mosca blanca de la batata ( Bemisia tabaci ). Comprender la dinámica de las diferentes especies de begomovirus del mosaico de la yuca (CMB) a través del tiempo es importante para contextualizar las tendencias de la enfermedad. Se tomaron muestras de plantas de yuca con síntomas de CMD en el lago Victoria y las regiones costeras de Kenia antes de transferirlas a un entorno de invernadero y propagación regular. Las muestras recolectadas en campo y en invernadero se secuenciaron utilizando la secuenciación de lectura corta de Illumina y se analizaron en la plataforma Galaxy. En las muestras recolectadas en el campo, se detectaron el virus del mosaico de la yuca africana (ACMV), el virus del mosaico de la yuca de África oriental (EACMV), el virus del mosaico de la yuca de África oriental de Kenia (EACMKV) y la variante del mosaico de la yuca de África oriental de Uganda (EACMV-Ug) en muestras de la región del lago Victoria, mientras que EACMV y el virus del mosaico de África oriental de Zanzíbar (EACMZV) se encontraron en la región costera. Muchas de las muestras recolectadas en el campo tenían infecciones mixtas de EACMV y otro begomovirus. Después de 3 años de rebrote en el invernadero, solo se detectaron virus similares a EACMV en todas las muestras. Los resultados sugieren que en estas muestras, EACMV se convierte en el virus dominante a través de la propagación vegetativa en un invernadero. Esto difiere de los resultados de transmisión de la mosca blanca. Las plantas de yuca se inocularon con ACMV y otro virus similar a EACMV, el virus de Camerún del mosaico de yuca de África Oriental (EACMCV). Solo las moscas blancas transmitieron ACMV de estas plantas a las plantas receptoras, como lo indican las lecturas de secuenciación y los datos del número de copias. Estos resultados sugieren que la transmisión de la mosca blanca y la transmisión vegetativa conducen a diferentes resultados para los virus ACMV y EACMV.

Files

pdf.pdf

Files (3.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0efa9e27f9e02e2d1e1b5fff5259691
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يتغير تنوع أنواع فيروسات الكسافا البيجومية خلال الدورات النباتية النباتية
Translated title (French)
Variations de la diversité des espèces de bégomovirus du manioc au cours des cycles végétatifs des plantes
Translated title (Spanish)
Cambios en la diversidad de especies de begomovirus de yuca durante los ciclos vegetativos de las plantas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4378232040
DOI
10.3389/fmicb.2023.1163566

Is supplement to
https://openalex.org/W3131134819 (Other)
https://openalex.org/W2550298731 (Other)
https://openalex.org/W2482568249 (Other)
https://openalex.org/W2481498202 (Other)
https://openalex.org/W2192665064 (Other)
https://openalex.org/W2162544781 (Other)
https://openalex.org/W2133334446 (Other)
https://openalex.org/W2113820370 (Other)
https://openalex.org/W168294506 (Other)
https://openalex.org/W16753754 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W1530131942
  • https://openalex.org/W1544441102
  • https://openalex.org/W18443080
  • https://openalex.org/W1964958239
  • https://openalex.org/W1969043353
  • https://openalex.org/W1977481039
  • https://openalex.org/W1997767376
  • https://openalex.org/W1998519964
  • https://openalex.org/W2002469309
  • https://openalex.org/W2006064510
  • https://openalex.org/W2007710834
  • https://openalex.org/W2013200399
  • https://openalex.org/W2018500670
  • https://openalex.org/W2021341670
  • https://openalex.org/W2036623555
  • https://openalex.org/W2036897871
  • https://openalex.org/W2037578863
  • https://openalex.org/W2037808870
  • https://openalex.org/W2041811582
  • https://openalex.org/W2043105460
  • https://openalex.org/W2048093830
  • https://openalex.org/W2048479228
  • https://openalex.org/W2050306569
  • https://openalex.org/W2059383645
  • https://openalex.org/W2062495000
  • https://openalex.org/W2068697952
  • https://openalex.org/W2068730569
  • https://openalex.org/W2082720258
  • https://openalex.org/W2083755358
  • https://openalex.org/W2086076452
  • https://openalex.org/W2087029123
  • https://openalex.org/W2090722696
  • https://openalex.org/W2094074766
  • https://openalex.org/W2096525273
  • https://openalex.org/W2101309002
  • https://openalex.org/W2102323872
  • https://openalex.org/W2103441770
  • https://openalex.org/W2108487910
  • https://openalex.org/W2113679889
  • https://openalex.org/W2120105995
  • https://openalex.org/W2122680761
  • https://openalex.org/W2131219664
  • https://openalex.org/W2135462736
  • https://openalex.org/W2137415820
  • https://openalex.org/W2141052558
  • https://openalex.org/W2141559881
  • https://openalex.org/W2141718064
  • https://openalex.org/W2155943701
  • https://openalex.org/W2156605623
  • https://openalex.org/W2160378127
  • https://openalex.org/W2167181555
  • https://openalex.org/W2221381666
  • https://openalex.org/W2268229656
  • https://openalex.org/W2302055631
  • https://openalex.org/W2424044881
  • https://openalex.org/W2562915552
  • https://openalex.org/W2593809131
  • https://openalex.org/W2595964792
  • https://openalex.org/W2788381513
  • https://openalex.org/W2793973694
  • https://openalex.org/W2811214058
  • https://openalex.org/W2891022329
  • https://openalex.org/W2908227219
  • https://openalex.org/W2917207851
  • https://openalex.org/W2924901690
  • https://openalex.org/W2940399902
  • https://openalex.org/W2946891987
  • https://openalex.org/W2956800347
  • https://openalex.org/W2976336888
  • https://openalex.org/W2991111624
  • https://openalex.org/W3010605727
  • https://openalex.org/W3016068102
  • https://openalex.org/W3098311585
  • https://openalex.org/W3113329506
  • https://openalex.org/W3139084284
  • https://openalex.org/W3169580033
  • https://openalex.org/W3195529296
  • https://openalex.org/W3202992655
  • https://openalex.org/W4200255591
  • https://openalex.org/W4211214315
  • https://openalex.org/W4225265971
  • https://openalex.org/W4247001379
  • https://openalex.org/W4280609971
  • https://openalex.org/W4281255995
  • https://openalex.org/W4283080335
  • https://openalex.org/W4292286744
  • https://openalex.org/W4294043405
  • https://openalex.org/W4360608335
  • https://openalex.org/W4381597933