تشخیص بتاستلایت پیچیدگی برگ پنبه در داراب، استان فارس

کد مقاله : 1665-24IPPC (R2)
نویسندگان
1دانشجوی دکترای بیماری شناسی گیاهی، دانشکده‌ی کشاورزی، دانشگاه شیراز
2استاد مرکز تحقیقات ویروس شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.
3گیاه پزشکی و مرکز تحقیقات ویروس شناسی گیاهی
4کارشناس مرکز تحقیقات ویروس شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.
چکیده
پیچیدگی برگ پنبه (cotton leaf curl)، یک بیماری جدی در پنبه و سایر گونه‌های تیره Malvaceae، خسارت عمده‌ای را به این محصولات در سراسر نواحی گرمسیری وارد نموده است. عامل بیماری، ویروس پیچیدگی برگ پنبه (Cotton leaf curl virus, CLCuV) از جنس Begomovirus و تیره Geminiviridae است. وجود یک مولکول وابسته به نام cotton leaf curl betasatellite (CLCuB) برای القاء علایم بیماری توسط این بگوموویروس ضروری است. به منظور بررسی سبب‌شناسی بیماری پیچیدگی برگ پنبه در شهرستان داراب استان فارس، مزارع مختلفی از مناطق پنبه‌کاری در این شهرستان طی سال‌ زراعی 99- 98 مورد بازدید قرار گرفتند. از بوته‌های پنبه دارای علائم تیپیک این بیماری شامل کوچکی، مجتمع شدن و پیچیدگی برگ‌های انتهایی نمونه‌برداری انجام گرفت. دی‌ان‌ای کل از بافت برگ‌های نمونه‌برداری شده استخراج و در واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز (PCR) استفاده شد. تلاش برای ردیابی بگوموویروس از نمونه‌های آلوده با استفاده از یک جفت آغازگر عمومی بگوموویروس‌ها ( BC primer و primer181V ) نتیجه‌ای در بر نداشت. بنظر می‌رسد که برای ردیابی بگوموویروس عامل بیماری باید از روش‌ دیگری مانند Rolling Circle Amplification یا RNAseq استفاده نمود. با این وجود، استفاده از جفت آغازگر اختصاصی بتاستلایت بنام Beta01/Beta02، منجربه تکثیر یک قطعه 1351 جفت بازی از گیاهان پنبه نمونه‌برداری شده از داراب شد. تعیین ترادف این قطعه ژنوم، هومولوژی بسیار نزدیکی با بتاستلایت‌های همراه با CLCuB که از کشور های عربستان و امارات به ترتیب از روی بامیه و پنبه گزارش شده است، و آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که جدایه پنبه داراب CLCuB بیشترین میزان شباهت (%100) را با جدایه‌یGezira همراه با ویروس پیچیدگی برگ بامیه (Okra leaf curl Gezira betasatellite isolate 12 ) گزارش شده از کشور عربستان (با رس شمار KY785329 ) دارد. همچنین، جدایه پنبه CLCuB داراب، بعد از جدایه بامیه CLCuB عربستان، بیشترین میزان مشابهت (%4/93) را با جدایه‌ی العین پنبه CLCuB از کشور امارات نشان داد. بررسی‌های کریمی و همکاران از مزارع پنبه استهبان استان فارس در سال 1391 نشان داد، بتاستلایت جدا شده از علف هرز عروسک پشت پرده بنام cotton leaf curl Iran betasatellite (CLCuIrB) بیشترین میزان شباهت (%100) را با جدایه‌ی ساموندری (Samundri) بتاستلایت همراه با ویروس پیچیدگی برگ پنبه جداسازی شده از علف هرز شیرتیغک در کشور پاکستان با رس شمار FN432359 داشت. بعد از این جدایه، CLCuIrB بیشترین میزان مشابهت (%9/99 / 9/91 ) را با جدایه‌های مولتان بتاستلایت از کشورهای چین و هند نشان داد. نتایج حاصل از این پژوهش‌ها نشان می‌دهد با توجه به میزان مشابهت جدایه‌های CLCuB پنبه ایران با جدایه‌های بتاستلایت پاکستان، عربستان و امارات و هم‌جواری این کشورها با ایران، می‌توان گفت که کمپلکس‌های بگوموویروس/ بتاستلایت متفاوتی در ایجاد بیماری پیچیدگی برگ پنبه در منطقه نقش داشته است.
کلیدواژه ها
 
Title
Identification of cotton leaf curl betasatellite in Darab, Fars Province
Authors
Abstract
Cotton leaf curl is a serious disease of cotton and other species of Malvaceae, causing major losses to these crops in the tropical regions. The disease is caused by Cotton leaf curl virus (CLCuVin the Begomovirus genus, Geminiviridae family. The presence of a betasatellite molecule) cotton leaf curl betasatellite, CLCuB( is essential for disease symptoms induction. In order to investigate the etiology of cotton leaf curl disease (CLCuD) in Darab located in Fars province, samples were collected from different cotton growing regions during crop season in 2019. Samples included cotton plants showing typical disease symptoms (small leaves and clustering and curling of terminal leaves). Total DNA was extracted from the eaf tissues of collected samples and used in polymerase chain reaction (PCR). Attempts to detect a begomovirus from infected plants using a pair of degenerate primers of begomoviruses including BC primer and primer181V were unsuccessful (It seems that more accurate methods such as Rolling Circle Amplification or RNAseq should be used to isolate the disease-causing begomovirus). However, by using betasatellite specific primer pair Beta01/Beta02, a 1351 bp DNA fragment was amplified from affected cotton plants. Sequence analysis indicated that nucleotide sequence of the amplified fragment (Darab isolate of CLCuB) had a high homology to those of CLCuB isolates from Saudi Arabia and the UAE isolated from okra and cotton plants, respectively. The phylogenetic analysis indicated that Darab isolate of CLCuB had the highest similarity (100%) to Okra leaf curl Gezira betasatellite isolate 12 reported from Saudi Arabia (Acc. KY785329). Also, Darab isolate of CLCuB showed 93/4 % similarity to AL-AIN CLCuB isolated from cotton in the UAE. In a survey conducted on Estahban cotton farms in Fars province by Karimi et al., (2012), it was shown that a betasatellite molecule found in a physalis weed plant designated as cotton leaf curl Iran betasatellite (CLCuIrB) had the highest similarity (100%) with the Samundri betasatellite molecule (Acc. No. FN432359) from Sonchus sp. in Pakistan. Also, it was reported that CLCuIrB had 99.1-99.9% similarity to Multan betasatellite isolates from India and China. The results of these studies show that considering the high similarity of CLCuB isolates of cotton in Fars province, Iran, with betasatellite isolates of Pakistan, Saudi Arabia and UAE and the proximity of these countries to Iran, it can be suggested that different begomovirus/betasatellite complexes involved in CLCuD in the region.
Keywords
Key words: Begomovirus, Betasatellite, Cotton leaf curl disease, cotton, Geminivirus