Academic literature on the topic 'Viroides'

RESUMO Os viroides, apesar de serem constituídos por um pequeno RNA de fita simples, fortemente estruturado, circular, que não codifica proteínas, são capazes de se replicar de maneira autônoma em plantas superiores e causar doença interagindo diretamente com fatores do hospedeiro. Nesta revisão, serão apresentados e discutidos alguns dos mais recentes trabalhos envolvendo a interação de viroides com fatores do hospedeiro, incluindo aspectos relacionados à replicação, movimento e patogênese, além de suas características evolutivas. Nos últimos anos, alguns grupos de pesquisa têm se aventurado na busca por fatores do hospedeiro e mecanismos moleculares relacionados ao ciclo infeccioso dos viroides, tentando desvendar como esses pequenos RNAs interagem com o hospedeiro induzindo sintomas. Os viroides não codificam proteínas supressoras de silenciamento e, portanto, devem garantir sua existência utilizando estratégias baseadas em sua estrutura secundária, na compartimentalização em organelas, associação com fatores do hospedeiro e eficiência na replicação. A complexidade do ciclo infeccioso desses minúsculos RNAs indica que muitas interações desses patógenos com fatores do hospedeiro ainda devem ser identificadas.

Possible potential microbial agents of a human which represent by ring highly complementary one-chained ribonucleic acid with an absent of protein coating, as for viruses containing a ribonucleic acid, are characterized. Pathogenic effects of viroids in comparison with viruses and defective viruses are considered. Intimate viroid’s mechanisms on a host cell are described. So viroids do not code any proteins, their action on a plant should be consequence of direct interaction of viroid’s ribonucleic acid and host cell’s contents. However the molecular mechanism by which viroids causes plants’ diseases still remains not completely determined. It is considered, that the first targets of viroid are the nucleic acids and proteins of the host cell. Genomes of some viroids contain areas complementary to some cellular RNA. In connection with it supposed, that disease begins because of inhibition of functions of these cellular ribonucleic acids or their cutting directed viroids by a ribonucleic acid. Pathogenicity of viroids can be also a result of mimicry at a molecular level. Because of features of structure or sequence nucleotides the viroid’s ribonucleic acid can replace by itself some cellular ribonucleic acids. In viroid’s pathogenesis also can be involved and an interference of ribonucleic acids. All this allows to assume, that viroids can become the reason of infectious diseases of the human.

Sequential polyacrylamide gel electrophoresis analyses showed many viroid-like RNAs in samples collected from citrus trees in Japan. Reverse transcription polymerase chain reaction and sequencing analyses of the amplified fragments verified that they were derived from variants of six citrus viroids, Citrus exocortis viroid (CEVd), Citrus bent leaf viroid (CBLVd) including CVd-I-LSS (a distinct variant of CBLVd), Hop stunt viroid, Citrus viroid III, Citrus viroid IV, and Citrus viroid OS. The samples induced symptoms with variable severity in Arizona 861-S1 ‘Etrog’ citrons (Citrus medica L.) likely due to the varying accumulation patterns produced by the different viroids. Some of the symptoms caused by the samples harboring the citrus viroids other than CEVd were as severe as those caused by CEVd. Some source citrus trees showing the severe bark scaling characteristic of exocortis disease in trifoliate orange (Poncirus trifoliata (L.) Raf.) rootstocks contained only citrus viroids other than CEVd in complex. This indicates that certain exocortis-like diseases in Japan were caused by some combination of citrus viroids not including CEVd.

Viroids are graft- or mechanically transmissible agents, disseminated through budding. Biological indexing of commercially important citrus cultivars grown in the Lower Rio Grande Valley of Texas showed that many are infected with citrus viroids. Most of these trees carried more than one viroid. In most cases, the infected trees are asymptomatic carriers because sour orange, the predominant rootstock used in Texas, does not show symptoms of viroid infection. Detection of viroids through biological indexing on sensitive indicator plants followed by sequential polyacrylamide gel electrophoresis (sPAGE) is the gold standard but is time-consuming and requires plants to be kept at optimum conditions. A conditional use of reverse transcriptase–polymerase chain reaction (RT-PCR) provides an efficient and alternative detection of viroids for use in the Texas virus-free citrus budwood certification program. RT-PCR could be useful in Texas to help expedite the evaluation for the presence of viroids before conducting the final biologic indexing. Using RT-PCR, we could detect, clone, and sequence full-length viroids of Citrus exocortis viroid (CEVd), Hop stunt viroid (HSVd) (both cachexia and noncachexia variants), Citrus viroid-III (Citrus dwarfing viroid), and Citrus viroid-IV (Citrus bark cracking viroid) from a collection of viroid-inoculated grapefruit plants. The source plants were previously shown to be viroid-infected by biological indexing on Etrog citron plants. Based on our results, RT-PCR can be a conditional substitute for biological indexing of mother trees in foundation blocks and shoot tip-grafted trees in the virus-free budwood program. A positive RT-PCR result has a serendipitous value because those trees can be discarded from the pool before expensive biological indexing.

Preliminary transmission assays conducted under greenhouse conditions demonstrated that Citrus exocortis viroid (CEVd), Citrus bent leaf viroid (CBLVd), Hop stunt viroid (HSVd), Citrus viroid III (CVd-III), and Citrus viroid IV (CVd-IV) can be mechanically transmitted from citron to citron (Citrus medica) by a single slash with a knife blade. The impact of mechanical transmission of viroids by pruning and harvesting operations was also demonstrated in experimental and commercial field plots. Transmission efficiency under field conditions ranged from 4% in ‘Nules’ clementine to 10% in ‘Navelina’ sweet orange and 21% in ‘Verna’ lemon. Transmission efficiency varied only slightly with viroid and donor hosts. The impact of viroid transmission on tree height, canopy volume, and crop harvest was minimal. When the donor host was coinfected with several viroids, the viroids were not necessarily cotransmitted. Considerations regarding viroid transmission in other climates are discussed. Measures to control viroid spread in nurseries should be mandatory in certification programs.

Viroids are pathogenic agents that have a small, circular noncoding RNA genome. They have been found only in plant species; therefore, their infectivity and pathogenicity in other organisms remain largely unexplored. In this study, we investigate whether plant viroids can replicate and induce symptoms in filamentous fungi. Seven plant viroids representing viroid groups that replicate in either the nucleus or chloroplast of plant cells were inoculated to three plant pathogenic fungi,Cryphonectria parasitica,Valsa mali, andFusarium graminearum. By transfection of fungal spheroplasts with viroid RNA transcripts, each of the three, hop stunt viroid (HSVd), iresine 1 viroid, and avocado sunblotch viroid, can stably replicate in at least one of those fungi. The viroids are horizontally transmitted through hyphal anastomosis and vertically through conidia. HSVd infection severely debilitates the growth ofV. malibut not that of the other two fungi, while inF. graminearumandC. parasitica, with deletion of dicer-like genes, the primary components of the RNA-silencing pathway, HSVd accumulation increases. We further demonstrate that HSVd can be bidirectionally transferred betweenF. graminearumand plants during infection. The viroids also efficiently infect fungi and induce disease symptoms when the viroid RNAs are exogenously applied to the fungal mycelia. These findings enhance our understanding of viroid replication, host range, and pathogenicity, and of their potential spread to other organisms in nature.

Viroids are tiny single-stranded circular RNA pathogens that infect plants. Viroids do not encode any proteins, yet cause an assortment of symptoms. The following review describes viroid classification, molecular biology and spread. The review also discusses viroid pathogenesis, host interactions and detection. The review concludes with a description of future prospects in viroid research.

<p>Hop plant (<em>Humulus lupulus </em>L.) is an important industrial crop, grown for harvesting hop cones however, it is a host to four different viroids as well. The nature of viroid infections is not entirely clarified. In our work, we focused on analyzing viroid accumulation and their strands polarity through RNA sequencing and reverse transcription polymerase chain reaction in real time. RNA-seq data indicate that viroids amplify until saturation further demonstrating plant's biological capacity. Negative fold changes in accumulation of individual viroids between hop samples with single and multiple infections are suggesting an antagonistic relationship amongst viroids, where citrus bark cracking viroid seems to be the least and hop stunt viroid the most sensitive to the other two. RNA-seq data also show that on average (−) viroid strand is dominating over (+), especially for the citrus bark cracking viroid. Reverse transcription polymerase chain reaction in real time results from strand polarity analysis seem to be less consistent between different combinations of infection but are showing level of conformity with RNA-seq in the case of citrus bark cracking viroid.</p>

Citrus viroid-induced resistance to Phytophthora infection in citrus was measured by the number of Phytophthora sporangia in ‘Rio Red’ grapefruit (Citrus paradisi Macf.) bait tissue infected with citrus viroids compared with non-inoculated controls. Different viroid isolates containing mixtures of viroids [Citrus exocortis viroid (CEVd), Hop stunt viroid (HSVd), Citrus viroid III (CVd-III), Citrus viroid IV (CVd-IV)] were designated by plant numbers and sources. Source 13E was associated with the lowest number of sporangia in bark, leaves, and roots used as baits, whereas CEVd E9, a known severe CEVd isolate, significantly reduced the number of sporangia in leaves and bark. Sources 1A, 2E, 3E, 4D, and 6E showed a significantly reduced number of sporangia on bark, leaves, and roots compared with healthy plants and 44A; however, their effect was not as pronounced as that of E9 and 13E. Sources 12E and 44A did not suppress sporangia production. Previous reverse transcriptase–polymerase chain reaction analysis showed that all source plants had mixed infections with several viroids, whereas 12E and 44A contained no viroids. In addition to confirming the earlier reports on the suppression of Phytophthora infection in general, our study showed significantly reduced Phytophthora sporangia development resulting from a number of viroids in mixed infection, but there did not appear to be any effect related to viroid species. To determine if concentration affected resistance to Phytophthora, phenolic acids were extracted. Extraction of phenolic acids with 80% ethanol was more efficient compared with 100% methanol and an acetonitrile–water mixture. High-performance liquid chromatography revealed no notable detection of salicylic acid in healthy and viroid-infected plants, but there was a small peak corresponding to salicylic acid in Phytophthora-infected and both viroid and Phytophthora-infected plants. Flavone was detected in all the source plants with a slight increase in Phytophthora-infected and both viroid and Phytophthora-infected plants. A peak corresponding to quercetin dehydrate was detected in Phytophthora-infected plants. Efficient use of the right viroid isolate(s) can result in suppression of Phytophthora infection of citrus.

Citrus exocortis viroid (CEVd), Citrus bent leaf viroid (CBLVd), a noncachexia variant of Hop stunt viroid (HSVd), Citrus viroid III (CVd-III), and Citrus viroid IV (CVd-IV) were co-inoculated as two-, three-, four-, and five-viroid mixtures to Clementine trees grafted on trifoliate orange to evaluate their effect on symptom expression, tree growth, and fruit yield. Most trees infected with CEVd-containing viroid mixtures developed exocortis scaling symptoms, as did CEVd alone, whereas most trees infected with HSVd- or CVd-IV-containing mixtures developed bark-cracking symptoms. Trees infected with mixtures containing both CEVd and CVd-IV revealed the existence of antagonism between these two viroids in terms of the expected bark-scaling and cracking symptoms. Synergistic interactions also were identified in trees infected with certain viroid combinations that, in spite of lacking CEVd, expressed exocortis-like scaling symptoms. Viroid interactions also affected the expected response of trees in terms of vegetative growth and fruit yield. Trees infected with viroid combinations containing CEVd or CVd-III were smaller and produced less fruit than trees infected with mixtures not containing these viroids. Viroid interactions on scion circumference and cumulative fruit yield, in terms of additivity of their effects, were statistically confirmed using a factorial analysis of variance model with two mean estimation approaches. In single-viroid infections, CEVd, CVd-III, and, to a lesser extent, CBLVd consistently and significantly reduced tree size and fruit yield. Conversely, HSVd and CVd-IV slightly increased fruit yield and reduced scion circumference. Rare and not consistent significant interactions were detected with the five-, four-, and three-viroid combinations. Antagonistic interactions between CEVd and CVd-III or CBLVd and CVd-III were revealed over the years with consistent significance. The antagonistic interaction between CEVd and CVd-IV was highly significant over the years when additional viroids were present; however, this antagonism appeared much later in the case of an exclusive interaction. HSVd and CVd-IV showed a consistent and significant synergistic interaction on yield only when both viroids were exclusively present. These results demonstrate antagonistic or synergistic relationships between citrus viroids depending on the viroid mixtures present in the host.

In the first chapter, we determined that cucumber plants infected with hop stunt viroid (HSVd) accumulated high levels of sRNAs derived of ribosomal RNA (rb-sRNAs).Moreover, this effect was correlated with an increase of the transcription of the ribosomal RNAs precursors (rRNAs) due to a decrease in DNA methylation in its promoter region, revealing that certain ribosomal genes (usually silenced) reactivated its transcriptional activity during the infection. In the following chapter and in order to determine whether this process could be a common phenomenon to other plant-pathogen systems, we analyzed N.benthamiana transgenic plants that expressed, in a constitutive way, the viroid dimeric sequence. It was observed that the accumulation of the sRNAs in transgenic plants was similar to the one seen in infected cucumbers, promoting the imbalance of the rb-sRNAs accumulation. By bysulfited DNA sequencing we proved that this phenomenon turned to be linked with the loss of cytosine methylation in a symmetrical context. As with that observed in cucumber, this phenomenon was correlated with an increase of the transcription of these hypomethylated DNA regions. These data supported the idea that the HSVd was able to interfere with the regulation mechanisms in the host epigenetic level (methylation), suggesting that this phenomenon could happen generally in other viroid-host systems. In the third chapter, by immunoprecipitation essays, it was possible to determine that both in cucumberas in N. benthamiana plants, the HSVd formed an in vivo stable complex with the HISTONE DEACETYLASE 6 (HDA6), a key component in the process of methylation of diverse repetitive DNAs. These results suggested that the interaction HSVd-HDA6 would generate a functional deficit of HDA6 that might be responsible of the epigenetic alterations observed in the host during the infection. This hypothesis was consistent with the observation that the transient overexpression of HDA6 in infected plants reverted to the hypomethylation status of the rDNA. Unexpectedly, we observed that the HDA6 overexpression induced a significant reduction in the accumulation levels of the viroid in the infected plants. Also, the viroid accumulation in the infected cells increased when we transiently silenced the HDA6 expression, demonstrating the existence of an antagonistic relationship between the HDA6 concentration and the viroid. A hypothesis that allows explaining the information obtained and correlating them with an increase of biological viroid efficacy in the host is described in detail in the discussion of this chapter. Once determined that, in vegetative host tissue, the HSVd induces alterations in the epigenetic map of the promotor areas of rDNA, in the last chapter of this thesis we analyzed whether or not reproductive host tissue showed similar alterations during the infection. We analyzed pollen grains of infected cucumber plants. The structural analysis of these reproductive cells indicated that the HSVd accumulation induced a nuclear chromatin decodensation, responsible of the rRNAs transcription in the nucleus of the generative cell. This alteration was correlated with a significant demethylation of the ribosomal DNAs and transposable elements. By RT-PCR analysis it was possible to determine that this methylation pattern alteration correlated with a significant increase of transcriptional activity. This observation revealed that the HSVd infection also induced alterations in the transcriptional regulation mechanisms in the host reproductive tissue. This result allowed speculating with the possibility that these epigenetic modifications could happen in the next generation plants, awarding to the viroid an advantage for host adaptation.
En el primer capítulo determinamos que plantas de pepino infectadas con el viroide del enanismo del lúpulo (HSVd) acumulaban altos niveles de sRNAs derivados del RNA ribosomal. Además, este efecto se correlacionó con un aumento de la transcripción de los precursores de los RNAs ribosomales debido a una disminución de la metilación del DNA en su región promotora poniendo de manifiesto que ciertos genes ribosomales (normalmente silenciados) reactivaban su actividad transcripcional durante la infección. En el siguiente capítulo y con el objetivo de determinar si este proceso podía ser un fenómeno común a otros sistemas planta-patógeno, analizamos plantas de N.benthamiana transgénicas que expresaban de forma constitutiva la secuencia dimérica del viroide. Se observó cómo la acumulación de los sRNAs en plantas transgénicas era similar a la observada en los pepinos infectados, promoviendo el desequilibrio de la acumulación de rb-sRNAs. Mediante secuenciación de DNA bisulfitado demostramos que este fenómeno volvía a estar ligado con la pérdida de metilación de citosinas en un contexto simétrico. Al igual que en pepino este fenómeno correlacionaba con un aumento de la transcripción de estas zonas de DNA hipometiladas. En el tercer capítulo y mediante ensayos de immuno-precipitación, fue posible determinar que tanto en pepino como en N. benthaminana el HSVd formaba complejos estables in vivo con la proteína HISTONA DEACETILASA 6 (HDA6), un componente clave del proceso de metilación de diversos DNAs repetitivos, entre los que se encuentra el DNA ribosomal. Estos resultados sugerían que esta interacción HSVd-HDA6 generaría un déficit funcional de HDA6 que podría ser responsable de las alteraciones epigenéticas observadas en el huésped durante la infección. Esta hipótesis fue consistente con la observación de que la sobreexpresión transitoria de HDA6 en plantas infectadas revirtió el estado de hipometilación del rDNA inducido por el viroide. Inesperadamente, observamos que la sobreexpresión de HDA6 inducía una significativa reducción en los niveles de acumulación del viroide en la planta infectada. Además, la acumulación del viroide en las células infectadas aumentó al silenciar de forma transitoria la expresión de HDA6 evidenciando la existencia de una relación antagónica entre la concentración de HDA6 y la del viroide. Una vez determinado que, en tejidos vegetativos del huésped, el HSVd induce alteraciones en el mapa epigenético de las zonas promotoras del rDNA, en el último capítulo de esta tesis analizamos si tejidos reproductivos del huésped mostraban alteraciones similares durante la infección. Para ello se analizaron granos de polen de flores provenientes de plantas de pepino infectadas por el HSVd. El análisis estructural de estas células reproductivas indico que la acumulación de HSVd inducía la descondensación de la cromatina nucleolar responsable de la transcripción de los rRNAs en el núcleo generativo. Esta alteración correlacionó con una significativa desmetilación de DNAs ribosomales y los asociados a Elementos Transponibles. Mediante análisis de qRT-PCR fue posible determinar que esta alteración en los patrones de metilación se correspondía con un significativo aumento de su actividad transcripcional lo que permite afirmar que al igual que lo observado en hoja, la infección por HSVd induce alteraciones a nivel de los mecanismos de regulación transcripcional también en tejidos reproductivos del huésped. Esta observación permite especular con la posibilidad de que estas modificaciones epigenéticas podrían pasar a la siguiente generación de plantas, confiriendo de esta manera al viroide una ventaja en la adaptación al huésped.
En el primer capítol determinem que plantes de cogombre infectades amb el viroide del nanisme del llúpol (HSVd) acumulaven alts nivells d'sRNA derivats de l'RNA ribosòmic (rb-sRNA). A més, aquest efecte es va correlacionar amb un augment de la transcripció dels precursors dels RNA ribosòmics (rRNA) a causa d'una disminució de la metilació del DNA en la seua regió promotora, i va posar de manifest que certs gens ribosòmics (normalment silenciats) reactivaven la seua activitat transcripcional durant la infecció. En el següent capítol i amb l'objectiu de determinar si aquest procés podia ser un fenomen comú a altres sistemes planta-patogen, analitzem plantes de N. benthamiana transgèniques que expressaven de forma constitutiva la seqüència dimèrica del viroide. Es va observar como l'acumulació dels sRNA en plantes transgèniques era similar a l'observada en els cogombres infectats, promovent el desequilibri de l'acumulació d'rb-sRNA. Mitjançant la seqüenciació del DNA bisulfitat vam demostrar que aquest fenomen tornava a estar lligat a la pèrdua de metilació de citosines en un context simètric. De la mateixa forma que en el cogombre, aquest fenomen es correlacionava amb un augment de la transcripció d'aquestes zones de DNA hipometilades. En el tercer capítol, mitjançant assajos d'immunoprecipitació, va ser possible determinar que tant en cogombre com en N. benthaminana, l'HSVd formava complexos estables in vivo amb la proteïna HISTONA DEACETILASA 6 (HDA6), un component clau del procés de metilació de diversos DNA repetitius, entre els quals es troba el DNA ribosòmic. Aquests resultats suggerien que aquesta interacció HSVd-HDA6 generaria un dèficit funcional d'HDA6 que podria ser responsable de les alteracions epigenètiques observades en l'hoste durant la infecció. Aquesta hipòtesi va ser consistent amb l'observació que la sobreexpressió transitòria d'HDA6 en plantes infectades revertia l'estat d'hipometilació de l'rDNA induït pel viroide. Inesperadament, observem que la sobreexpressió d'HDA6 induïa una significativa reducció en els nivells d'acumulació del viroide en la planta infectada. A més, l'acumulació del viroide en les cèl·lules infectades va augmentar en silenciar de forma transitòria l'expressió d'HDA6, evidenciant l'existència d'una relació antagònica entre la concentració d'HDA6 i la del viroide. Una vegada determinat que, en teixits vegetatius de l'hoste, l'HSVd indueix alteracions en el mapa epigenètic de les zones promotores de l'rDNA, en l'últim capítol d'aquesta tesi analitzem si teixits reproductius de l'hoste mostraven alteracions similars durant la infecció. Amb aquesta finalitat, es van analitzar grans de pol·len de flors provinents de plantes de cogombre infectades per l'HSVd . L'anàlisi estructural d'aquestes cèl·lules reproductives va indicar que l'acumulació d'HSVd induïa la descondensació de la cromatina nucleolar responsable de la transcripció dels rRNA en el nucli generatiu. Aquesta alteració es va correlacionar amb una significativa desmetilació de DNA ribosòmics i els associats a elements transposables (TE). Mitjançant anàlisi de qRT-PCR va ser possible determinar que aquesta alteració en els patrons de metilació es corresponia amb un significatiu augment de la seua activitat transcripcional, la qual cosa va permetre afirmar que, igual que l'observat en la fulla, la infecció per HSVd induïa, també en els teixits reproductius de l'hoste, alteracions dels mecanismes de regulació transcripcional. Aquesta observació va permetre especular amb la possibilitat que aquestes modificacions epigenètiques pogueren passar a la següent generació de plantes, conferint d'aquesta manera al viroide un avantatge d'adaptació a l'hoste.
Castellano Pérez, M. (2017). ESTUDIO DE LAS ALTERACIONES EN EL PATRON DE METILACIÓN DEL DNA DEL HUÉSPED INDUCIDAS POR UN VIROIDE NUCLEAR [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/77992
TESIS

Los cítricos son huéspedes naturales de diferentes especies de viroides, todos pertenecientes a la familia Pospiviroidae. Estudios preliminares para detectar viroides en especies y variedades comerciales dieron resultados erráticos, excepto cuando se utilizaba la especie indicadora cidro Etrog como huésped bioamplificador. Para evitar el uso de este huésped en los ensayos de detección, se desarrolló un método basado en la hibridación northern. El protocolo desarrollado consistía en: (i) extracción de ácidos nucleicos de muestras de corteza recolectadas en diferentes épocas y/o almacenadas en distintas condiciones; (ii) separación de los RNAs en 5% PAGE o 1% agarosa y transferencia a membranas; (iii) hibridación con sondas de DNA marcadas con digoxigenina (DIG) específicas para cada viroide, detección con un anticuerpo anti-DIG conjugado con fosfatasa alcalina y revelado con un substrato quimioluminiscente (CSPD). Con este método se pueden detectar viroides en todas las especies de cítricos ensayadas. La técnica es extremadamente sensible, y acorta el tiempo necesario para la detección fiable de los viroides de cítricos conocidos hasta el momento. La aplicación de esta técnica ha permitido realizar prospecciones en árboles cultivados en distintas regiones citrícolas de Colombia, Perú y Brasil. En limas Tahití de Colombia se han identificado infecciones múltiples con HSVd y CDVd o con CEVd, HSVd y CDVd. Las muestras procedentes del Banco de Germoplasma de Palmira estaban libres de viroides, excepto una fuente de cidro Etrog que estaba infectada con CEVd y CDVd.
Murcia Riaño, N. (2009). DETECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN AGRONÓMICA DE VIROIDES DE CÍTRICOS. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN MOLECULAR Y BIOLOGÍCA DE VARIANTES DEL VIROIDE DEL ENANISMO DE LOS CÍTRICOS CDVd [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6343
Palancia

Estudios realizados en Atalantia citroides, un género afín de los cítricos, mostraron que estaba infectada con un viroide no descrito hasta el momento. Este nuevo viroide tiene un genoma de 293-294 nucleótidos con una alta proporción de bases GC, una región central conservada que es característica de los miembros del género Apscaviroid, y también la región terminal conservada que tienen este y otros géneros de la familia Pospiviroidae. La estructura secundaria de mínima energía libre predicha para este nuevo viroide es una conformación en forma de varilla con un 68.7% de nucleótidos apareados y con una identidad de secuencia respecto a los otros viroides inferior al 90%, que es el límite convenido para separar las diferentes especies de viroides dentro de un mismo género. Los ensayos de infectividad utilizando el cidro Etrog han mostrado que este nuevo viroide produce síntomas característicos suaves. La co-inoculació de este nuevo viroide con Citrus bent leaf viroid o con Citrus dwarfing viroid, que también son miembros del género Apscaviroid, causa interacciones sinérgicas que se manifiestan induciendo síntomas muy pronunciados en las hojas y un enanismo muy marcado. Este aumento en la intensidad de síntomas no está acompañado por variaciones en la acumulación del viroide en la planta ya que su concentración se mantiene inalterada en plantas co-inoculadas. De acuerdo con estas propiedades moleculares y biológicas, así como por su capacidad por replicarse en A. citroides, este nuevo viroide que tentativamente hemos nombrado Citrus viroid V (CVd-V), ha sido propuesto como una nueva especie del género Apscaviroid. El análisis de 64 muestras provenientes de varias zonas citrícolas ha mostrado que CVd-V está presente en los Estados Unidos, España Nepal, y el Sultanato de Oman. Estos resultados indican que este viroide no ha surgido recientemente y está bastante difundido por diferentes partes del mundo. Los ensayos de transmisión a naranjo, mandarino, híb
Serra Alfonso, P. (2009). Estudios de Patogenicidad de Viroides del Género Apscaviroide y Hostuviroide en cítricos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6028
Palancia

Los viroides, los agentes infecciosos conocidos más simples, están constituidos por una molécula circular de RNA monocatenario. A pesar de su pequeño tamaño (246-401 nt) y de no codificar proteínas, son capaces de replicarse autónomamente, moverse sistémicamente, y causar enfermedades en ciertas plantas. En el presente trabajo hemos profundizado en el estudio de dos metodologías para el control de viroides basadas en ribozimas de cabeza de martillo con motivos de estabilización terciaria, y en RNAs interferentes que inducen en la planta una respuesta defensiva de silenciamiento génico mediado por RNA. Las ribozimas derivadas del viroide latente de la berenjena (Eggplant latent viroid, ELVd), que en su contexto natural median el autocorte de los RNAs multiméricos generados por un mecanismo de replicación de círculo rodante, son particularmente interesantes para adaptarlas a un formato trans. Hemos observado que la secuencia del trinucleótido que precede el sitio de autocorte de la ribozima de polaridad (+) del ELVd afecta a su actividad autocatalítica. Las constantes catalíticas de distintas variantes de este trinucleótido (AUA, AUC, GUA, GUC) determinadas in vitro a baja concentración de magnesio son diferentes en condiciones co- y postranscripcionales. Estos resultados sugieren que la ribozima de polaridad (+) del ELVd, y muy posiblemente otras ribozimas de cabeza de martillo naturales, han sido evolutivamente seleccionadas para actuar durante la transcripción de los RNAs viroidales, y que el trinucleótido AUC que precede al sitio de autocorte no se encuentra en la mayoría de las ribozimas de cabeza de martillo naturales por favorecer la adopción de estructuras metaestables catalíticamente inactivas durante la transcripción. La variante ELVd(+)-GUC, que presenta una constante catalítica alta e induce el corte de una amplia fracción del transcrito primario, fue seleccionada para diseñar variantes en trans frente al viroide del tubérculo fusiforme de la patata (Potat
Carbonell Olivares, A. (2008). Resistencia a viroides inducida por ribozimas de cabeza de martillo y RNAs interferentes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2005
Palancia

Los especies de cítricos y géneros afines pertenecen a la familia Rutaceae. Los cítricos son huéspedes naturales de siete viroides, pero solamente Citrus exocortis viroid (CEVd) y variantes específicas de Hop stunt viroid (HSVd) causan patologías (exocortis y cachexia, respectivamente) en especies sensibles. La mayoría de los cítricos son tolerantes a las infecciones viroidales salvo algunas especies que son sensibles y manifiestan síntomas. En variedades comerciales infectadas, es frecuente encontrar los viroides como infecciones múltiples. El objetivo de este trabajo es estudiar la respuesta de distintos genotipos de cítricos a la infección con viroides. Se ha caracterizado un aislado de campo que contenía CEVd (clase A), HSVd (variante no patogénica), CBLVd (variante tipo CVd-Ia) y CDVd (variantes de tipos CVd-IIIa y CVd-IIIb), y se ha estudiado su efecto en el comportamiento de árboles de naranjo dulce 'Navelina' y clementino 'Nules', ambos injertados sobre citrange Carrizo y mantenidos en condiciones de campo durante 10 años. Los árboles de ambos cultivares alcanzaron un tamaño inferior y su cosecha fue menor que la de los controles no inoculados. Las características de los frutos también resultaron afectadas: (i) Los frutos de naranjos infectados presentaban un tamaño, índice de madurez y contenido en zumo superiores a los de los controles no infectados; (ii) los frutos de clementinos infectados presentaban un tamaño y relación diámetro/altura mayores que los de los controles no infectados; (iii) En ambos cultivares, la densidad, contenido en sólidos solubles y acidez del zumo eran inferiores a los de los controles no infectados. Los árboles infectados tenían un sistema radicular poco desarrollado y mediante histología se demostró que sus raicillas contenían menos amiloplastos que las de los controles no inoculados.
Bani Hashemian, SM. (2009). RESPUESTA DE DISTINTOS GENOTIPOS DE CÍTRICOS Y GÉNEROS AFINES A LA INFECCIÓN CON VIROIDES [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6283
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Los viroides son pequeños RNAs circulares de cadena sencilla (246-401 nt) patógenos de plantas. A pesar de su pequeño tamaño y de no codificar proteínas, son capaces de replicarse autónomamente, moverse sistémicamente y, en la mayoría de los casos, provocar enfermedades en sus plantas huésped. La replicación de los viroides ocurre a través de un mecanismo de círculo rodante con intermediarios de RNA que consta de tres etapas: (1) transcripción RNA-RNA que origina RNAs oligoméricos de polaridad complementaria, (2) procesamiento de algunos de estos oligómeros a monómeros lineales, y (3) circularización de estos últimos. Puesto que los viroides no codifican proteínas, su replicación depende de la interacción del RNA viroidal con factores del huésped. La etapa menos conocida de este ciclo replicativo es la ligación de los monómeros lineales para generar el producto de la replicación, la forma circular monómerica. Así pues, los objetivos de esta Tesis Doctoral han sido: 1) Identificar los factores del huésped implicados en la ligación de los viroides nucleares (familia Pospiviroidae) y cloroplásticos (familia Avsunviroidae) durante su replicación, empleando los sistemas experimentales viroide del tubérculo fusiforme de la pata (PSTVd)-tomate y viroide latente de la berenjena (ELVd)-berenjena. 2) Caracterizar la interacción de estos factores con los RNAs viroidales desde un punto de vista bioquímico y funcional. En el caso de los viroides nucleares, se ha identificado la DNA ligasa 1 como el factor probablemente implicado en la ligación de los RNAs monoméricos lineales. Respecto a los viroides cloroplásticos, diferentes ensayos in vitro han puesto de manifiesto que la tRNA ligasa es muy probablemente el factor del huésped implicado en la ligación de los intermediarios replicativos.
Nohales Zafra, MA. (2011). Caracterización de actividades RNA ligasa implicadas en la replicación de los viroides nucleares y cloroplásticos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12266
Palancia

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Estacao Experimental de Bebedouro
Fundecitrus
Objetivando caracterizar sanitariamente a lima ácida ‘Tahiti’ clone Quebra-galho [C. latifolia (Yu. Tanaka) Tanaka] e selecionar plantas candidatas a matrizes, 80 plantas foram avaliadas quanto aos sintomas de tristeza, exocorte, sorose e pelo estado nutricional, desenvolvimento, produção e qualidade de frutos e por testes biológicos para as viroses citadas e xiloporose. Para viróides, empregou-se também RT-PCR. Todos os testes biológicos foram positivos para tristeza e negativos para xiloporose. Para exocorte, 82,5% dos testes foram positivos. No caso da sorose, 11,2% dos testes foram positivos apesar das plantas de campo não apresentarem sintomas. Quanto à tristeza, a reação em ‘Galego’ foi fraca (58,8%), média (40%) e forte (1,2%), sem caneluras nos ramos das plantas no campo. Os viróides Hop stunt viroid (HSVd), Citrus dwarfing viroid (CVd-III) e o Citrus exocortis viroid (CEVd) foram encontrados em 31,3%, 82,5% e 100,0% das plantas, respectivamente. Todas as plantas estudadas estavam infectadas com o CTV e com o CEVd, que foi encontrado isoladamente ou em combinação com outros viróides. Diferenças observadas na expressão dos sintomas de exocorte e tristeza na copa e no porta-enxerto podem ser atribuídas a interferências entre os viróides e a seleção pela multiplicação de gemas de árvores contaminadas por variantes pouco virulentas. O estado nutricional, o desenvolvimento, a produção e a qualidade dos frutos não apresentaram associação com o tipo de contaminação por viróides, o que também ocorreu com as plantas selecionadas como candidatas a matrizes em função da produção e qualidade física dos frutos.
Aiming at to characterize sanitarily the acid lime ‘Tahiti’ clone “Quebragalho” [C. latifolia (Yu. Tanaka) Tanaka] and select applicant mother plants, 80 plants were evaluated about the symptoms of tristeza disease, exocortis, psorosis and nutritional state, development, production and quality of the fruits, and by biological tests for the cited viruses and xyloporosis. For the viroids, was used RT-PCR too. All the biological tests were positive for tristeza disease and negative for xyloporosis. For exocortis, 82.5% of the tests were positive. In the case of the psorosis, 11.2% of the tests were positive although the plants in the field do not present symptoms. To the tristeza disease, the reaction in 'Galego' was of weak (58.8%), middle (40.0%) and strong (1.2%), without pittings in the branches of the plants in the field. The viroids Hop stunt viroid (HSVd), Citrus dwarfing viroid (CVd-III) and the Citrus exocortis viroid (CEVd) were found, respectively, in 31.3%, 82.5% and 100.0% of the plants. All of the plants in study were infected with the CTV and the CEVd, that was found isolately or in combinations with other viroids. Differences observed in the expression of the exocortis symptoms and tristeza disease in the cup and in the rootstock can be attributed to interferences between the viroids and the selection by the multiplication through cuttings of infected trees by strains few virulent. The nutritional state, development, production and quality of the fruits, did not presented association with the type of contamination by viroids, what also occurred with the applicant mother plants selected in function of the production and physical quality of the fruits.

Los viroides, los agentes infecciosos más pequeños descritos hasta la fecha (246-401 nt), están constituidos únicamente por una molécula circular de RNA de simple cadena. A pesar de su tamaño y de no codificar proteínas son capaces de replicarse autónomamente, moverse sistémicamente, y causar enfermedades en plantas susceptibles gracias a su capacidad para interaccionar con factores del huésped. Dichas propiedades biológicas y moleculares hacen de estos patógenos un excelente modelo para abordar el estudio de cuestiones básicas sobre la relación entre la estructura del RNA y su función.La replicación de los viroides transcurre según un mecanismo de círculo rodante en el que sólo intervienen intermediarios de RNA. Este proceso conlleva tres etapas: i) la transcripción reiterada del RNA circular monomérico infeccioso más abundante, al cual se la asigna arbitrariamente la polaridad positiva, ii) el corte de los RNAs oligoméricos de una o de ambas polaridades, y iii) la ligación de los RNAs monoméricos lineales resultantes. Mientras que para los viroides cloroplásticos (familia Avsunviroidae) se conoce el sitio de corte de los RNAs oligoméricos y la actividad catalítica implicada (ribozimas de cabeza de martillo que sus RNAs de ambas polaridades pueden adoptar), para los viroides nucleares (familia Pospiviroidae) ambos aspectos son controvertidos.En el presente trabajo hemos abordado el estudio del procesamiento (corte de los RNAs oligoméricos de polaridad positiva y ligación de los RNAs monoméricos lineales) de los viroides nucleares utilizando una metodología in vivo basada en plantas de Arabidopsis thaliana que expresan transcritos diméricos de tres miembros de la familia Pospiviroidae. Mediante el análisis del extremo 5' de los RNAs monoméricos lineales procesados in vivo (en plantas transgénicas o en plantas huésped infectadas), hemos identificado el sitio de corte en un motivo conservado en la familia: la rama superior de la región central conservada (CCR, central conserved region). Las secuencias que la componen y las repeticiones invertidas que la flanquean pueden adoptar un plegamiento en horquilla o, alternativamente, una estructura de RNA bicatenario palindrómico en RNAs oligoméricos. El sitio de corte determinado se localiza en posiciones estructuralmente equivalentes en los tres viroides estudiados, lo que sugiere la implicación de una o de ambas estructuras en la etapa de corte. Los datos obtenidos con varias líneas transgénicas de A. thaliana que expresan cDNAs diméricos de uno de los tres viroides mutados en posiciones definidas de la CCR han permitido concluir que el sustrato de la reacción de corte debe ser la estructura de RNA bicatenario palindrómico y que el bucle E, presente en la conformación en varilla de algunos miembros de la familia, participa en la reacción de ligación aunque no es el único motivo estructural relevante. Es de destacar que el modelo propuesto en este trabajo es aplicable a todos los miembros de la familia Pospiviroidae, y difiere de los modelos previos basados en estudios in vitro que tienen una aplicación más restringida.Los sitios de corte en la conformación que contiene el RNA bicatenario palindrómico generan RNAs monoméricos lineales con extremos 3' con dos nucleótidos protuberantes, la huella característica de las RNasas III. La caracterización de los grupos químicos terminales de los RNAs monoméricos lineales procesados in vivo indica la presencia de extremos 5'-P, 3'-OH compatibles con la actividad de una enzima de esta familia y con una RNA ligasa distinta a la única caracterizada en plantas.
Viroids are small, circular, noncoding RNAs that currently are known to infect only plants. They also are the smallest self-replicating genetic units known. Without encoding proteinsand requirement for helper viruses, these small RNAs contain all the information necessary to mediate intracellular trafficking and localization, replication, systemic trafficking, and pathogenicity. All or most of these functions likely result from direct interactions between distinct viroid RNA structural motifs and cellular factors. Viroids present a simple model system to address some basic questions about the RNA structure-function relationships.Replication of viroids entails reiterative transcription of their incoming single-stranded circular genomes, to which the (+) polarity is arbitrarily assigned, cleavage of the oligomeric strands of one or both polarities to unit-length, and ligation to circular RNAs. While cleavage in chloroplastic viroids (family Avsunviroidae) is mediated by hammerhead ribozymes, where and how cleavage of oligomeric (+) RNAs of nuclear viroids (family Pospiviroidae) occurs in vivo remains controversial.In the present work we have re-examined this question in vivo, using transgenic Arabidopsis lines expressing three dimeric nuclear viroid RNAs and host plants infected. Using this methodology, we have mapped the processing site of these three members at equivalent positions of a conserved region (the hairpin I/double-stranded structure that the upper strand and flanking nucleotides of the central conserved region can form). Together with mapping the in vivo processing site, our results with sixteen mutants of one of these viroids support that cleavage is directed by an RNA motif conserved in all members of the family, and ligation by an extended conformation containing a motif termed loop E. These results have deep implications on the underlying mechanism of both processing reactions, which are most likely catalyzed by enzymes different from those generally assumed: cleavage by a member of the RNase III family, and ligation by an RNA ligase distinct from the only one characterized so far in plants, thus predicting the existence of a least a second plant RNA ligase.

Bibliography: leaves 78-90. Designed to localize viroids at the histological and subcellular level and to determine with which cellular compartments the different viroids are associated. The majority of the work, in both the viroid and the phytoplasma studies involved the development of different methods and techniques.