Detection by high-throughput sequencing and molecular characterization of complexes of fabaviruses infecting ‘Staccato^(R)’ sweet cherry (Prunus avium) in Canada

Abstract

High throughput sequencing (HTS) revealed the existence of complexes of fabaviruses infecting two ‘Staccato^(R) ’ sweet cherry plants (Prunus avium). Species classified as members of the genus Fabavirus are positive sense RNA viruses that possess bipartite genomes. The cherry plants Stac-3B (symptomatic) and Stac-4B (asymptomatic) were each determined to be infected with multiple RNA1 and RNA2 segments of Prunus virus F (PrVF) and the putative cherry virus F (CVF). The RNA1 and RNA2 segments Stac-3B_C3 and Stac-3B_c11, respectively, are proposed to represent an isolate identified as PrVF-CP1; while the RNA1 and RNA2 segments Stac-3B_C4 and Stac-3B_c7 are proposed to represent an isolate CVF-CC1. The termini of these four RNA segments were confirmed by RACE revealing that the first 28 nucleotides of the 5ʹuntranslated region (UTR) of all four RNA segments is conserved and is predicted to form a hairpin structure. The 3ʹUTRs possess various repeat sequences. Very interestingly, a group of PrVF sequences, exemplified by SwC 74_2c, were identified as the products of an interspecies recombination event, with PrVF 8816_s1 as a possible major parent and an isolate of CVF being the minor parent. This was supported by all methods in the RDP4 program. No association was made of any of the fabavirus complexes with any disease symptoms. This is the first description of the detection of CVF in Canada.

Résumé

Le séquençage à haut débit a révélé l’existence de complexes de fabavirus infectant deux cerisiers sauvages (Prunus avium) ‘Staccato^(R)’. Les espèces classifiées en tant que membres du genre Fabavirus sont des virus à ARN positif qui possèdent un génome biparti. Il a été établi que les cerisiers Stac-3B (symptomatique) et Stac-4B (asymptomatique) étaient infectés par des segments multiples d’ARN1 et d’ARN2 de Prunus virus F (PrVF) et par le virus putatif F du cerisier (CVF). Les segments d’ARN1 et d’ARN2 Stac3B_3C et Stac-3B_c11, respectivement, sont prévus représenter un isolat identifié en tant que PrVF-CP1, tandis que les segments d’ARN1 et d’ARN2 Stac-3B_C4 et Stac-3B_c7 sont prévus en représenter un autre identifié en tant que CVF-CC1. Les extrémités de ces quatre segments d’ARN ont été confirmées par RACE, révélant que les 28 premiers nucléotides de la région 5ʹ non traduite (UTR) des quatre segments d’ARN sont conservés et prévus former une structure en épingle à cheveux. L’UTR3ʹ possède diverses séquences répétées. D’ailleurs, un groupe de séquences de PrVF, illustré par SwC 74_2c, était identifié comme produit d’une recombinaison interspécifique, avec PrVF 8816_s1 comme parent primaire possible et un isolat de CVF comme parent secondaire. Cela était soutenu par toutes les méthodes du programme RDP4. Aucune association n’a été faite entre les complexes de fabavirus et quelque symptôme que ce soit. Il s’agit de la première description de la détection de CVF au Canada.

Keywords:

• cherry virus F
• fabaviruses
• high throughput sequencing (HTS)
• Prunus virus F
• recombination
• sweet cherry

Mots clés:

• Cerisier sauvage
• fabavirus
• Prunus virus F
• recombinaison
• séquençage à haut débit
• virus F du cerisier

Acknowledgements

We wish to express our gratitude to Gayle Jesperson, Ministry of Agriculture, Kelowna, British Columbia, Canada for kindly providing samples of sweet cherry (cv. Staccato).

Supplementary material

Supplemental data for this article can be accessed online here: https://doi.org/10.1080/07060661.2019.1566179.

Additional information

Funding

Funding for this research was provided by the Canadian Food Inspection Agency’s Mandated Genomics and Research Development Initiative, Federal Government of Canada; [CHA-P-1411].