Increased begomovirus disease incidence and severity in cucurbits associated with the emergence of CuLCrV in mixed infection with SLCuV in Baja California Sur, Mexico

Abstract

Begomoviral diseases in cucurbits have been observed in Baja California Sur (BCS), Mexico recurrently since the 2017 detection of the Squash leaf curl virus (SLCuV) in squash. Two years later, samples of symptomatic plants were collected in three arid agricultural regions, where the most frequently observed symptoms were chlorosis, reduced leaf size, stunting and severe leaf deformation, observed mainly on squash and cantaloupe. The mean incidence of begomovirus-like symptoms differed among cucurbits, with 20% in cucumber, 28% in cantaloupe, 30% in watermelon and 50% in squash. Samples were tested by polymerase chain reaction for begomovirus infection with degenerate primers, and later the virus identities were confirmed by specific primer pairs. All symptomatic cucurbit samples tested positive for SLCuV, and in a second analysis of these previously tested samples, squash, and cantaloupe samples tested positive for Cucurbit leaf crumple virus (CuLCrV). Thus, these samples showed a mixed CuLCrV/SLCuV infection. Pairwise identity analysis of the DNA-A component of the viruses indicated the presence of CuLCrV at 99%, and SLCuV at 99.1%. Recombination analyses between these viruses were negative, indicating that they belong to well-defined phylogenetic groups. Additionally, the 5´-TGGTGTCC-3´ iteron was consistently observed in all SLCuV and CuLCrV variants, including in other close species of the SLCuV clade. However, an additional iteron was observed in CuLCrV-BCS that is not in the Arizona and California variants, indicating that more studies are needed to elucidate the role of the additional iteron and the importance of CuLCrV/SLCuVSLCV mixed infection in emerging viruses in Mexico and other parts of the world.

Résumé

Les maladies bégomovirales des cucurbitacées ont été observées de manière récurrente en Basse-Californie du Sud (BCS), au Mexique, depuis la détection en 2017 du Squash leaf curl virus (SLCuV) dans les courges. Deux ans plus tard, des échantillons de plantes symptomatiques ont été collectés dans trois régions agricoles arides, où les symptômes les plus fréquemment observés étaient la chlorose, la réduction de la taille des feuilles, le rabougrissement et la déformation sévère des feuilles, observés principalement sur la courge et le cantaloup. L’incidence moyenne des symptômes semblables à ceux du bégomovirus diffère d’une cucurbitacée à l’autre : 20 % pour le concombre, 28 % pour le cantaloup, 30 % pour la pastèque et 50 % pour la courge. Les échantillons ont été testés par réaction en chaîne de la polymérase pour l’infection par le bégomovirus avec des amorces dégénérées, et plus tard les identités des virus ont été confirmées par des paires d’amorces spécifiques. Tous les échantillons de cucurbitacées symptomatiques ont été testés positifs pour le SLCuV, et dans une seconde analyse de ces échantillons précédemment testés, les échantillons de courge et de cantaloup ont été testés positifs pour le Cucurbit leaf crumple virus (CuLCrV). Ces échantillons présentaient donc une infection mixte CuLCrV/SLCuV. L’analyse d’identité par paire du composant ADN-A des virus a indiqué la présence du CuLCrV à 99 % et du SLCuV à 99,1 %. Les analyses de recombinaison entre ces virus étaient négatives, ce qui indique qu’ils appartiennent à des groupes phylogénétiques bien définis. En outre, l’itéron 5’-TGGTGTCC-3’ a été observé de manière cohérente dans tous les variants du SLCuV et du CuLCrV, y compris dans d’autres espèces proches du clade SLCuV. Cependant, un iteron supplémentaire a été observé dans CuLCrV-BCS, qui n’est pas présent dans les variantes de l’Arizona et de la Californie, ce qui indique que des études supplémentaires sont nécessaires pour élucider le rôle de l’iteron supplémentaire et l’importance de l’infection mixte CuLCrV/SLCuVSLCV dans les virus émergents au Mexique et dans d’autres parties du monde.

Keywords:

• begomoviruses
• coinfection
• iterons
• La Paz
• melon
• squash

Mots clés:

• bégomovirus
• coinfection
• itérons
• La Paz
• melon
• courge

Acknowledgments

The authors are thankful to M. Aguilar and S. Ramos of the Molecular Phytopathology Lab for technical assistance and D. Fischer for the English edition.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

This research was supported by CONACYT (Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología), Sectorial Research Fund for Education SEP-CONACYT Funds [Project No. 253828].