ردیابی ویروس زردی نکروتیک رگ‌برگ چغندرقند و سایر ویروس‌های خاک برد چغندرقند در مزرعه تحقیقاتی مشهد و تعیین برخی خصوصیات مولکولی آن‌ها

کد مقاله : 1655-24IPPC (R2)
نویسندگان
1بخش تحقیقات چغندرقند، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران
2گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
3بخش تحقیقات گیاهپزشکی، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، کرج ،ایران
چکیده
تاکنون ویروس‌های خاک‌ برد متعددی ازجمله ویروس زردی نکروتیک رگ‌برگ چغندرقند (Beet necrotic yellow vein virus; BNYVV)، ویروس سوختگی سیاه برگ چغندرقند (Beet black scorch virus; BBSV)، ویروس خاک‌‌ برد چغندرقند (Beet soil-borne virus; BSBV) و ویروس Q چغندرقند (Beet virus Q; BVQ) روی ریشه چغندرقند شناسایی‌شده است. اخیراً علائم سوختگی روی برگ‌ها و علائمی مشابه ویروس عامل بیماری ریزومانیا روی ریشه برخی از ارقام چغندرقند در مزارع چغندرقند مشاهده‌شده است. به‌منظور بررسی این موضوع، چغندرقندهای دارای علائم ریشه‌ریشی و یا سوختگی برگ از مزرعه تحقیقاتی درمشهد جمع‌آوری و پس از استخراج ریبونوکلئیک‌اسید کل آن‌ها، cDNA آن‌ها سنتز شد. واکنش زنجیره‌ای پلیمراز با ترانویسی معکوس چندگانه برای شناسایی هم‌زمان سه ویروس BNYVV، BSBV و BVQ و تکی برای ردیابی BBSV با استفاده از آغازگرهای اختصاصی برای هر یک انجام گردید. در این بررسی دو ویروس BNYVV و BBSV ردیابی شدند. بر اساس واکنش زنجیره‌ای پلیمراز دوگانه تیپ ویروس از نوع A تشخیص داده شد. پس از تکثیر ژن کد کننده پروتئین p25 روی رشته RNA3 ویروس BNYVV و قطعه 315 جفت بازی از ناحیه 3′UTR ویروس BBSV با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز، قطعه هدف (655 جفت باز) در ناقل pGEM®-T Easy Vector همسانه سازی گردیدند، پلاسمیدهای نوترکیب، از باکتری E. coli سویه DH5α استخراج و توالی‌یابی شدند. پس از همریف سازی توالی‌های به‌دست‌آمده از BNYVV با نرم‌افزار MEGA-X، سه نوع تتراد (اسیدآمینه‌های متغیر 70-67) متفاوت شامل ACHG، AHHG و ARHG شناسایی شد که به ترتیب اولین تتراد بیشتر در تیپ‌های وحشی ویروس دیده می‌شود اما دو تتراد دیگر در اسیدآمینه‌های شماره 68 آن‌ها جهش رخ‌داده است به طوریکه در تتراد AHHG اسیدآمینه سیستئین (C) به هیستیدین (H) و در تتراد ARHG از سیستئین (C) به آرژینین (R) در پروتئین P25 تغییریافته است که می‌توان این دو جدایه را به‌عنوان جدایه شکننده مقاومت این ویروس محسوب نمود. دو تتراد ACHG و AHHG قبلاً از ایران و خراسان گزارش است، اما تتراد ARHG برای اولین بار است که در این مطالعه از ایران و خراسان گزارش می‌شود. درنتیجه کشت متوالی ارقام مقاوم چغندرقند دارای ژن مقاومت Rz1 و یا Rz1+Rz2 با تغییرات در اسیدآمینه‌های ناحیه تتراد پروتئین P25 ویروس، جدایه‌های شکننده مقاومت جدیدی از ویروس را ایجاد کرده است، بنابراین تحقیقات بیشتر در مورد بیماری‌زایی BNYVV و کنترل آن از طریق استفاده از منابع مقاومت جدید و روش‌های کنترل تلفیقی ضروری به نظر می‌رسد. از طرف دیگر اینکه، BBSV در حضور BNYVV موجب تشدید ریشه‌ریشی، نکروز آوندی و سوختگی برگ می‌گردد حال‌آنکه به‌تنهایی موجب نکروز آوندی در ریشه و سوختگی برگ می‌شود. این مطلب می‌تواند در تشخیص بیماری بر اساس علائم و جلوگیری از خطا در ارزیابی مقاومت ارقام چغندرقند در مزرعه بسیار حائز اهمیت باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
Detection of Beet necrotic yellow vein virus and other soil-borne sugar beet viruses and determining some of their molecular properties
Authors
jamshid soltani idliki, mohsen mehrvar, seyed bagher mahmoudi
Abstract
Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) has been reported in mixed-infections with Beet black scorch virus (BBSV), Beet soil-borne virus (BSBV), and Beet virus Q (BVQ) sugar beet farms in Iran. Recently, we have observed symptoms of scorching on leaves and signs of rhizomania disease on the roots of some sugar beet cultivars in sugar beet fields. In this study, sugar beets, which had symptoms of bearded root and black scorching of leaves, were collected from a research farm in KANRRC (Mashhad). Total RNA samples were extracted using the RNeasy Mini Kit. To detect the BSBV, BVQ, and BNYVV. We used the molecular technique of Multiplex reverse transcription-polymerase chain reaction (mRT-PCR). However, for the detection of the BBSV single PCR was used. The partial P25 of the RNA-3 segment of BNYVV was amplified by RT-PCR using the PrimeScript ™ Reverse Transcriptase kits and the PrimeSTAR GXL DNA Polymerase and then PCR product cloned in pGEM®-T Easy Vector. The recombinant plasmids were extracted with Kit PrimPrep Plasmid DNA isolation and sequenced. Sequences were analyzed using the Chromas software and then alignment was performed using the MEGAX software .RT-PCR using the specific primers revealed that BNYVV isolates in the region were the A-type strain. The results showed that the four highly variable amino acids motif (aa 67–70 of P25 protein), in the amino acid (aa) sequences of the P25 protein indicated that BNYVV isolates had ACHG, AHHG, and ARHG residues in tetrad position. So that in the aa68 on p25 protein mutations occurred, in which the amino acid cysteine (C) was replaced by histidine (H) and arginine (R). The two tetrads ACHG and AHHG have already been reported from Iran, but ARHG tetrad is reported for the first time from Iran. As a result, this isolates is considered as a variant. In this study, the BBSV virus was detected in mixed-infections with BNYVV. While in this farm, the resistant cultivars carrying the Rz1 and Rz1+Rz2 gene have been cultivated for successive years, break down the resistance and new resistance-breaking (RB) variants have emerged. More research on BNYVV pathogenicity is therefore urgently needed using the additional sources of resistance and alternative disease control methods. On the other, the results showed that the presence of BBSV and BNYVV could exacerbate the symptoms of Rhizomania syndrome while a single infection by BBSV could just cause vascular necrosis in the root and black scorching symptoms on sugar beet leaves. This can be very important in diagnosing a disease based on symptoms and preventing errors in evaluating the resistance of sugar beet cultivars in the field.
Keywords
Tetrad, rhizomania, Beet black scorch virus (BBSV), Beet soil-borne virus (BSBV), Beet virus Q (BVQ)