Este método de purificación de virus modificado proporciona un enriquecimiento de virus ADN útil para identificar dos especies de virus por NGS y bioinformática. Después el homogeneizado se centrifugó a 40.000 x g durante 2.5 h, hubo una pelotilla verde en la parte inferior del tubo y una pelotilla blanca a lo largo de la longitud. Se resuspendió el precipitado verde en un tubo de microcentrífuga y se resuspendió el sedimento blanco en dos tubos de microcentrífuga. PCR se llevó a cabo usando las cartillas diagnóstico estándar de PCR CaYMV, y los productos fueron detectados en la pelotilla blanca solubilizada y no la pelotilla verde (figura 1A). Una muestra de la preparación del crudo fue examinada por microscopia electrónica de transmisión y observamos las partículas baciliforme mide 124-133 nm de longitud (figura 1B). Esto es dentro de la predicha modal de badnaviruses más. ADN fue extraído de las pelotillas blancas y verdes y suspendido por separado. En la figura 1C, hemos cargado 5 μl de ADN extraído de la verde y muestra pelotilla blanca (1,6 μg de ADN de la fracción verde) y 3,1 μg de ADN para la fracción blanca de agarosa al 0.8% electrophoresis del gel y analizaron el ADN después de bromuro de etidio de tinción. La fracción verde contenía ADN de bajo peso molecular mientras que la fracción blanca produjo dos bandas de peso molecular más alto del ADN, así como el menor peso molecular de ADN (figura 1C). El gel presentado en la figura 1C se ejecutó durante 40 min a 100 V y el frotis en el carril 3 sugiere que la tensión de gel debe reducirse para producir bandas más claras. Estos datos sugieren que la pelotilla blanca se enriqueció de viriones. La concentración de ADN (0.6 μg/mL) extraída de la muestra blanco era bajo, pero suficiente para NGS, que requiere un mínimo de 10 ng de ADN para proceder. ADN fragmentado se utiliza para preparar una biblioteca para NGS.
En paralelo, RNA fue extraída de las plantas infectadas canna (figura 1D) para alto rendimiento RNA-seq. Un flujo de trabajo estándar se llevó a cabo para la preparación de la biblioteca, NGS, creación de contigs y la identificación de secuencias del genoma viral (figura 1E). Se compararon los resultados de salida del uso de ADN y ARN como materiales de partida.
Se obtuvieron 188.626 lecturas de ADN crudos por NGS usando la DNA aislada de preparación cruda del virus. Lee se reunieron en 13.269 contigs y BLASTn fue utilizado para buscar el conjunto de datos NCBI de secuencias de nucleótidos (usando Viridplantae TaxID: 33090 y Virus TaxID: 10239 como los organismos limitantes) (figura 1E). Los resultados de BLASTn NCBI revelaron que 93% de los contigs de novo montado eran secuencias celulares, 22% eran desconocido, y 0.3% fueron contigs de virus (figura 2A). La mayoría de los contigs categorizado como secuencias celulares fueron identificadas como mitocondrial o ADN del cloroplasto. Dentro del conjunto de datos de virus contigs, 32% de los contigs de virus se relaciona con miembros de Caulimoviridae (que no eran secuencias Badnavirus) y 58% de ellos estaban relacionados con Badnavirus. De los contigs de virus, 29% fueron muy similares (e < 1 x 10-30) para CaYMV aislante V17 ORF3 gene (EF189148.1), virus de baciliforme de la caña de azúcar aislar Batavia D, genoma completo (FJ439817.1), y virus del rayado del banano CA completo (genoma KJ013511). Dentro de esta población, había contigs largos que parecían dos genomas de longitud completa.
Alto rendimiento RNA-seq producido 153.488 limpio secuencia individual Lee con un promedio leer longitud de < 500 BP Contig montaje reducido esto a 8.243 contigs. Estos fueron sometidos a NCBI BLASTn (usando Viridplantae TaxID: 33090 y Virus TaxID: 10239 como los organismos limitantes) y las salidas a 76% de los contigs en una categoría de secuencias celulares de la planta, 23% eran desconocidas, y 0.1% fueron categorizados como (contigs) virus Figura 2 B). un examen más cercano de la población de la población de 0.1% de contigs virus determinó que 68% de estos fueron asignado a Caulimoviridae (figura 2B). Se identificaron tres grandes contigs dentro de esta población con alta similitud (e < 1 X 10-30) para CaYMV aislante V17 ORF3 gen (EF189148.1), el virus baciliforme de caña de azúcar aislar D Batavia, genoma completo (FJ439817.1) y Banana streak Virus de CA genoma completo (KJ013511). Examinar los tres contigs, manualmente se unió a dos de estos para producir un genoma de virus completos.
Se comparó el virus genoma contigs de longitud producida por secuenciación de ADN y ARN como andamio mutuo para confirmar la presencia de los dos genomas de virus completos. Un genoma de virus completos de 6.966 bp fue nombrado provisionalmente virus del moteado amarillo asociado de Canna 1 (CaYMAV-1) (figura 3A). El segundo genoma fue 7.385 bp y una variante de CaYMV infección de Alpinia purpurata (CaYMV-Ap01) (figura 3A).
Finalmente, iniciadores PCR que fueron diseñados para fragmento de bp clon ~ 1.000 de cada virus, se utilizaron para detectar diferencialmente dos genomas en una población de 227 plantas de canna que representa nueve variedades comerciales. En muchos casos las plantas individuales fueron infectadas con ambos virus. Le ofrecemos un ejemplo de detección RT-PCR de CaYMAV-1 y CaYMV-Ap01 en 12 plantas. Tres de estos fueron positivos solo para CaYMV-Ap01 y nueve fueron positivo para ambos virus (figura 3B).

Figura 1 : Flujo de trabajo NGS y preparaciones de ácido nucleico del virus. (A) agarosa (1.0%) gel electroforesis de los fragmentos PCR bp 565 de genomas de CaYMV. Dos productos PCR fueron detectados en muestras preparadas de la pelotilla blanca (carriles 1, 2) pero no en la muestra de pellet verde (carril 3). Control positivo (+) representa un producto PCR amplificado de planta infectada ADN que fue aislado usando un método automatizado para que las partículas de celulosa paramagnético estándar. L carril contiene la escalera de ADN utilizada como un estándar para medir el tamaño de las bandas de DNA lineales en carriles de muestra. (B) ejemplo de partículas del virus por microscopía electrónica de transmisión en la pelotilla blanca recuperada por fraccionamiento crudo de hojas infectadas de canna. (C) agarosa (0,8%) gel de electroforesis de la DNA se recuperó de la verde (carril 1) y blanco (carril 2) bolitas de ese positivo probado por PCR en panel A. Los puntos rojos y amarillos junto a lane 2 identifican dos bandas de ADN de alto peso molecular que ocurren en la fracción blanca. (D) agarosa (1%) gel de electroforesis de ARN total recuperado por basado en la columna de purificación de RNA. L carril contiene la escalera de ADN utilizada como un estándar para medir el tamaño de bandas lineales en carriles de la muestra. Carriles 1-6 contiene el ARN aislado de hojas de canna infectados que se combinaron para una sola muestra de agotamiento de ribo y tubería esquemática del RNA-SEQ (E) de aislamiento de ácidos nucleicos, preparación de biblioteca, secuencia, montaje contig y genoma del virus descubrimiento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2 : Gráficas corona visualizar las categorías taxonómicas de contigs. (A) la tabla de la izquierda muestra la abundancia y distribución taxonómica de contigs montados desde la preparación cruda del virus. La tabla de la derecha representa las proporciones de contigs de virus asociados a la familia Caulimoviridae , género Badnavirus y tres especies estrechamente relacionadas. (B) el panel de la izquierda muestra la abundancia de contigs derivado de RNA-seq basado en su distribución taxonómica. A la derecha es el gráfico que representa la abundancia de contigs dentro de la población de contigs de virus asociados a la familia Caulimoviridae , género Badnavirus y tres especies estrechamente relacionadas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3 . Caracterización de genomas de CaYMAV 1 y CaYMV-Ap01. (A) representación esquemática del moteado amarillo de Canna asociado virus 1 (CaYMAV) y del virus del moteado amarillo de Canna similares al genoma de Alpinia purpurata (CaYMV-Ap01). Las posiciones del nucleótido 1-10 se identifica como el comienzo del genoma y contiene un tRNAmet anticodon sitio típico de la mayoría de badnavirus de genomas. Las posiciones de parada y arranque para la traducción de marco de lectura abierto (ORF) 1 y 2 son adyacentes. Estas proteínas tienen desconocido funciones. ORF3 es una poliproteína que contiene dedos de zinc (ZnF), proteasa (Pro), transcriptasa inversa (RT) y dominios Rnasa H. Se conserva una secuencia señal 3' poly(A) para ambos genomas del virus. (B) análisis de RT-PCR se llevó a cabo utilizando ARN aislado de virus infectadas hojas y primers que detectan CaYMAV y CaYMV-Ap01. En la misma población de 12 plantas, tres fueron infectados con CaYMV-Ap01 solamente, mientras que los restantes fueron infectados con CaYMAV y CaYMV-Ap01. (+) indica control positivo y control negativo (-). Esta cifra es reproducido/modificado de Wijayasekara et al. 24 con permiso. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.