Diversity of viruses present in cattle rumen and in genomes of Ralstonia sp species complex | Diversidade de vírus presentes em rúmen de bovinos leiteiros e em genomas do complexo de espécies de Ralstonia sp.

Viruses are microorganisms present in all environments and can infect all types of organisms. Viral infection affects the dynamics and characteristics of its hosts, depending on the type of infection cycle the virus uses. Efforts have long been made to discover and characterize new viruses through techniques such as filtration, tissue culture, electron microscopy, serology, and vaccination under laboratory conditions. Advances in nucleic acid sequencing techniques, bioinformatics and independent laboratory culture maintenance techniques such as metagenomics have been used in studies to discover and characterize viruses in various environments. The ecological relationship between viruses and a given host group has been accessed through bioinformatics, identifying virus- derived sequences in already sequenced bacterial genomes. This analysis is possible because some bacteria-infecting viruses can integrate into the bacterial genome and remain in the form of a pest, replicating their genome along with the bacterial genome. In this sense, the growing number of complete sequences of bacterial genomes available in databases has made it possible to search for evidence of viruses integrated into these genomes on a global scale. Ralstonia solanacearum is the main phytopathogenic bacterium that causes bacterial wilt disease, capable of infecting about 200 cultures, distributed in about 50 different botanical families. In addition, R. solanacearum is recognized as a group of bacteria with genetic diversity, where strains can be phenotypically subdivided into four phylotypes. Despite current efforts to isolate infecting viruses, little is known about the occurrence and composition of pests in the genomes of Ralstonia spp. However, the importance of viruses in a complex environment has also been the focus of studies. In fact, viral diversity in different ecosystems has been accessed through independent laboratory culture methods and without the need to know the host of these viruses. The main environments surveyed are seawater, soil, feces and intestines of human and mammalian animals. The rumen is a component of the gastrointestinal system of ruminant animals that has as one of its main characteristics a complex population of microorganisms residing in this environment. Ruminate animals are unable to produce enzymes to degrade the fiber ingested in food. Ruminal microorganisms, unlike animals, produce these enzymes and, therefore, are directly responsible for obtaining energy from the animal and, consequently, for its health and profitability. Therefore, rumen microbiota is the focus of research, but studies on rumen viroma are still scarce. Due to the complex relationships between viruses and their hosts, either in relation to a specific group of bacteria, such as plant pathogens, or in symbiotic environments such as bovine rumen, we proposed to analyze the presence of virus derived sequences in the species complex genomes. Rasltonia solanacearum (RSC) available from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database. We also accessed the viroma of two dairy cows from the Federal University of Viçosa and were able to isolate the first mimivirus-like virus from these rumen samples. Keywords: Viral Diversity. Viral Ecology. Rasltonia species complex. Rumen virome.

Os vírus são microrganismos presentes em todos ambientes e podem infectar todos tipos de organismos. A infecção viral afeta a dinâmica e as características de seus hospedeiros, dependendo dda estratégia de multiplicação que o vírus utiliza. Por muito tempo esforços foram realizados para descobrir e caracterizar novos vírus por meio de técnicas como filtração, cultura de tecidos, microscopia eletrônica, sorologia e vacinação, em condições laboratoriais. O avanço nas técnicas de sequenciamento de ácidos nucléicos, bioinformática e técnicas independentes de manutenção de culturas em laboratório tais como a metagenômica, passou a ser utilizada em estudos com o intuito de descobrir e caracterizar vírus em diversos ambientes. A relação ecológica entre vírus e um determinado grupo hospedeiro tem sido acessada por meio de ferramentas de bioinformática, identificando-se sequências derivadas de vírus em genomas bacterianos já sequenciados. Essa análise é possível devido ao fato de que alguns vírus que infectam bactérias podem se integrar ao genoma bacteriano e permanecer na forma de profago, replicando seu genoma juntamente com o genoma bacteriano. Nesse sentido, o crescente número de sequências completas de genomas bacterianos disponíveis em bancos de dados tornou possível a busca de evidências de vírus integrados nesses genomas em escala global. Ralstonia solanacearum é uma bactéria fitopatogênica causadora da murcha bacteriana, capaz de infectar cerca de 200 culturas de importância agrícola, distribuídas em cerca de 50 famílias botânicas diferentes. Além disso, R. solanacearum é reconhecida como um grupo de bactérias com diversidade genética, onde as cepas podem ser fenotipicamente subdivididas em quatro filotipos. Apesar dos esforços atuais para isolar vírus que infectam, pouco se sabe sobre a ocorrência e composição de profagos nos genomas de espécies de Ralstonia spp. A diversidade viral nos diferentes ecossistemas também tem sido acessada a partir de métodos independentes de cultivos laboratoriais e sem a necessidade de se conhecer o hospedeiro que desses vírus. Os principais ambientes pesquisados são água marinha, solos, fezes e intestinos de humanos e animais mamíferos. O rúmen é um componente do sistema gastrointestinal de animais ruminantes que tem como uma das principais características uma população de microrganismos complexa residente nesse ambiente. Animais ruminantes são incapazes de produzir enzimas para degradar a fibra ingerido no alimento. Os microrganismos ruminais, produzem essas enzimas e, portanto, são diretamente responsáveispela obtenção de energia pelo animal e, consequentemente, por sua saúde e rentabilidade. Desta forma, muitas pesquisas tem se concentrado em estudar a microbiota ruminal, mas estudos sobre o viroma ruminal ainda são escassos. Devido às complexas relações entre vírus e seus hospedeiros, seja em relação a um grupo específico de bactérias, como as fitopagênicas, ou em ambientes simbióticos, tais como o rúmen bovino, propusemos analisar a presença de sequências derivadas de vírus nos genomas do complexo de espécies Rasltonia solanacearum (RSC) disponíveis no banco de dados do National Center for Biotechnology Information (NCBI). Também acessamos o viroma de duas vacas leiteiras da Universidade Federal de Viçosa e fomos capazes de isolar o primeiro vírus do tipo mimivírus dessas amostras ruminais. Palavras-chave: Diversidade Viral. Ecologia Viral. Complexo de espécies de Rasltonia sp. Viroma ruminal.

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