Development of virus resistant transgenic papayas expressing the coat protein gene from a Brazilian isolate of Papaya ringspot virus

Abstract

Translatable and nontranslatable versions of the coat protein (cp) gene of a Papaya ringspot virus (PRSV) isolate collected in the state of Bahia, Brazil, were engineered for expression in Sunrise and Sunset Solo varieties of papaya (Carica papaya). The biolistic system was used to transform secondary somatic embryo cultures derived from immature zygotic embryos. Fifty-four transgenic lines, 26 translatable and 28 nontranslatable gene versions, were regenerated, with a transformation efficiency of 2.7%. Inoculation of cloned R0 plants with PRSV BR, PRSV HA or PRSV TH, Brazilian, Hawaiian and Thai isolates, respectively, revealed lines with mono-, double-, and triple-resistance. After molecular analysis and a preliminary agronomic evaluation, 13 R1 and R2 populations were incorporated into the papaya-breeding program at Embrapa Cassava and Tropical Fruits, in Cruz das Almas, Bahia, Brazil.Versões traduzíveis e não traduzíveis do gene da capa protéica (cp) de um isolado de Papaya ringspot virus (PRSV) coletado no Estado da Bahia, Brasil, foram produzidas para expressão nas variedades Sunrise e Sunset Solo de mamoeiro (Carica papaya). O sistema de biobalística foi utilizado para transformar embriões somáticos secundários derivados de embriões zigóticos imaturos. Cinqüenta e quatro linhas transgênicas, sendo 26 contendo versões traduzíveis e 28 contendo versões não traduzíveis do gene cp foram regeneradas, o que resultou em 2,7% de eficiência de transformação, quando considerado o número de linhas transgênicas obtidas por embrião zigótico imaturo excisado. Desafios de plantas R0 com PRSV BR, PRSV HA ou PRSV TH, respectivamente isolado brasileiro, havaiano e tailandês, revelaram linhas com resistência a um, dois e três isolados de PRSV. Após análises moleculares e avaliação agronômica preliminar, 13 populações R1 e R2 de mamoeiros transgênicos foram incorporadas ao programa de melhoramento genético da Embrapa Mandioca e Fruticultura, em Cruz das Almas, Bahia, Brasil.