Фото: із відкритих джерел
Французькі дослідники INRAE застосували довгочитне секвенування Oxford Nanopore у поєднанні з хмарним пайплайном Genome Detective, щоб реконструювати геноми та проаналізувати різноманіття вірусу томатного листкового завитка New Delhi, середземноморського штаму (ToLCNDV-ES), на південному сході Франції.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
Команда вірусологів INRAE (Французький національний інститут досліджень у сфері сільського господарства, харчування та довкілля) під керівництвом Сесіль Дезб’є (Cécile Desbiez) використала платформу Genome Detective для реконструкції та аналізу геномів нових рослинних вірусів. У фокусі роботи був вірус томатного листкового завитка New Delhi, середземноморський штам (ToLCNDV-ES), який, за даними INRAE, уперше виявили на південному сході Франції у 2020 році, а повторно фіксували у 2022-му.
Дослідження виконували в підрозділі Pathologie Végétale в Монфаве (Montfavet) і охоплювали виробничі зони департаментів Гар (Gard), Буш-дю-Рон (Bouches-du-Rhône) та Воклюз (Vaucluse). Робота також велася у взаємодії з європейськими партнерами в межах проєкту ЄС Horizon 2020 Virtigation.
У матеріалі наголошується, що для двокомпонентних бегомовірусів (bipartite begomoviruses), до яких належить ToLCNDV-ES, типовими є змішані гаплотипи та реасортантні комбінації геномів у зразках. Це ускладнює епіднагляд і потребує інструментів, здатних «бачити» внутрішньопопуляційне різноманіття.
«Bipartite begomoviruses like ToLCNDV-ES don’t invade alone. Samples often carry mixed haplotypes and reassortant genome combinations… To understand the invasion, we needed a workflow that could actually see that diversity», — пояснює Сесіль Дезб’є.
Як змінили підхід до аналізу кругових ДНК-вірусів
Історично внутрішньохазяйське різноманіття кругових одноланцюгових ДНК-вірусів часто характеризували через клонування окремих компонентів геному з подальшим Sanger-секвенуванням багатьох колоній на зразок. У джерелі цей підхід описано як повільний, дорогий і такий, що може давати артефактні сигнали рекомбінації.
Натомість команда INRAE поєднала rolling-circle amplification із довгочитним секвенуванням Oxford Nanopore та обробкою прочитів у Genome Detective. Це, як зазначено, дозволило реконструювати повнорозмірні сегменти DNA-A і DNA-B та їхні співциркулюючі гаплотипи без клонування — безпосередньо з польових зразків.
«The Genome Detective platform allow us to go from raw Nanopore reads to a curated consensus and a haplotype map in one place, without hand-crafting a cloning pipeline for every sample…», — зазначає Сесіль Дезб’є.
У матеріалі також вказано, що протокол секвенування розробляли в KU Leuven University (зокрема за участі Віктора Голяєва та Ерве Вандершурена), а секвенування, згадані в статті, виконували в лабораторії Ерве Вандершурена. Команда INRAE узгоджувала вибір ізолятів для секвенування, надсилала ДНК і надалі проводила аналіз результатів.
Що показала реконструкція історії «вторгнення» ToLCNDV-ES
Підхід застосували до 48 французьких ізолятів, зібраних у 2020–2024 роках, і порівняли зі 110 середземноморськими референсами. За результатами аналізу французькі ізоляти виявилися поліфілетичними в межах середземноморської групи. Їх розподілили на дві підгрупи DNA-A та чотири підгрупи DNA-B, що, за висновком авторів, узгоджується з кількома незалежними подіями інтродукції у 2018–2021 роках.
У джерелі зазначено, що предкові вузли датуються 2010–2013 роками — періодом появи вірусу на півдні Іспанії, що може вказувати на диверсифікацію (в Іспанії або в іншій частині Середземноморського басейну) до потрапляння у Францію. Також наголошується, що ті самі молекулярні групи ToLCNDV, які знаходили у Франції в 2020–2024 роках, можуть свідчити про локальну персистенцію. Оскільки популяції у бур’янах були такими самими, як і в культурних рослинах, у матеріалі припускають, що збереження могло відбуватися в бур’янових резерваторах, зокрема Datura stramonium та Ecballium elaterium.
Окремо повідомляється, що байєсівські аналізи показали: DNA-B еволюціонує приблизно вдвічі швидше, ніж DNA-A. Також виявили один кодон під позитивним добором (позиція 147) у білку оболонки; для французьких ізолятів він одноманітно кодував серин, що вказує на можливі адаптивні зміни.
Що це означає для виробництва овочів
У матеріалі підкреслюється практична цінність візуальних виходів і структурованих звітів Genome Detective (карти покриття, філогенії, підсумки гаплотипів, копійовані консенсус-послідовності) — як для реконструкції геномів, так і для подальшої епідеміологічної інтерпретації. Зазначено, що результати, опубліковані в PLOS Pathogens (Desbiez et al., 2026), використовують для інформування карантинних заходів, практик управління бур’янами та пріоритетів селекції на стійкість у середземноморському виробництві гарбузових і томатів.
Окремо вказано, що на основі цієї роботи створено інструмент субтипування ToLCNDV, інтегрований у платформу Genome Detective.