Detection and genome characterization of Potato virus Y isolates infecting potato (Solanum tuberosum L.) in La Union (Antioquia, Colombia)

Detección y caracterización del genoma de aislamientos de Potato virus Y infectando papa (Solanum tuberosum L.) en La Unión (Antioquia, Colombia)

Potato virus Y (PVY) is one of the most severe viruses affecting the production of potato (Solanum tuberosum) in the world. This study presents a detailed molecular analysis using nextgeneration sequencing (NGS), IC-RT-qPCR and RT-PCR on the PVY isolates infecting seed-tubers and foliage of potato plants cv. Diacol-Capiro in La Union (Antioquia, Colombia). Analysis of incidence by IC-RT-qPCR in 15 random leaf samples of three cultivation plots and fifteen sprouting tuber eye-buds reveal infection levels between 13.4 and 80%; a higher incidence of 86.7% was observed in seed-tuber samples with threshold cycle (Ct) values as low as 24.3. Genome assembly from a bulk of foliage samples resulted in a consensus PVY genome (PVY_LaUnionF) of 9,702 nt and 399 polymorphic sites within the polyprotein ORF; while the assembled genome from sprouts of tubers has 9,704 nt (PVY_LaUnionT) and contained only six polymorphic nucleotide sites. Phylogenetic analysis demonstrates that the PVY isolates from leaf samples are in the recombinant PVYNTN group (sequence identity >99%); while those from tuber sprouts are in the PVYN/NTN group with identities above 95%. Sanger sequencing of viral capsid suggests the presence of a third variant related to PVYO, a prevalent strain reported in potato fields worldwide.

El Potato virus Y (PVY) es uno de los virus más severos que afectan la producción de papa (Solanum tuberosum) en el mundo. Este trabajo presenta un análisis molecular detallado utilizando secuenciación de nueva generación (NGS), IC-RT-qPCR y RT-PCR, de aislamientos de PVY procedentes de tubérculo-semilla y tejido foliar de plantas de papa cv. Diacol-Capiro en el municipio de La Unión (Antioquia, Colombia). Las evaluaciones de incidencia de PVY utilizando IC-RT-qPCR en 15 muestras aleatorias de tres lotes, indican niveles vari ables de infección de este virus (13,4 a 80%), mientras que su ocurrencia fue muy alta (86,7%) en 15 muestras de brotes de tubérculo-semilla, con valores de Ct (ciclo umbral) tan bajos como 24,3. El ensamblaje del genoma viral obtenido a partir de una mezcla de muestras de tejido foliar, resultó en una secuencia consenso (PVY_LaUnionF) de 9.702 nt y 399 sitios polimórficos dentro del marco de lectura abierto (ORF) que codifica para la poliproteína. El genoma ensamblado a partir de la mezcla de brotes de tubérculo-semilla presentó un tamaño de 9.704 nt (PVY_LaUnionT) y tan sólo seis sitios polimórficos. Los análisis filogenéticos indican que los aislamientos procedentes de tejido foliar hacen parte del grupo recombinante de PVYNTN (porcentaje de identidad >99%), mientras que los aislamientos de brotes de tubérculos se ubicaron en el clado PVYN/NTN con porcentajes de identidad superiores al 95%. La secuenciación de Sanger de la cápside viral detectó una tercera variante re lacionada con PVYO, una raza con altos niveles de prevalencia en cultivos de papa del mundo.