شناسایی فیتوپلاسماهایی از گروه 16SrII در دو گونه پیچک مبتلا به بیماری جاروک

کد مقاله : 1873-24IPPC (R3)
نویسندگان
1بخش گیاه پزشکی، دانشگاه شیراز
2گیاه پزشکی و مرکز تحقیقات ویروس شناسی گیاهی
3عضو هیئت علمی-مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس
4مرکز تحقیقات ویروس شناسی گیاهی،گیاه پزشکی، دانشگاه شیراز
چکیده
در آذر سال 1400 در بازدیدهای انجام گرفته از مزارع سبزی و صیفی استان هرمزگان، علایم آلودگی فیتوپلاسمایی در دو گونه پیچک شامل Convolvulus arvensis (پیچک صحرایی) و Convolvulus virgatus (پیچک ترکه‌ای) مشاهده شد. C. arvensis یکی از مخرب ترین علف‌های هرز در ایران و سراسر دنیا به شمار می رود. C. virgatus نیز یک گیاه بوته‌ای است که در حاشیه مزارع و باغ‌ها می‌روید. علایم شامل جاروک، کوتولگی (کاهش فاصله میانگره‌ها)، ریز برگی و زردی در C. arvensis و جاروک و ریز برگی در C. virgatus بود. برای شناسایی فیتوپلاسمای همراه با بیماری، استخراج دی‌اِن‌اَی از 2/0 گرم بافت رگبرگ گیاهان دارا و فاقد علایم با روش CTAB انجام شد. ردیابی فیتوپلاسما با آزمون واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) مستقیم با استفاده از جفت آغازگر عمومی Rl6mF2/R16mR1 مبتنی بر آر‌اِن‌اَی ریبوزمی (16S rRNA) انجام گرفت. در نمونه‌های‌ دارای علایم در آزمون‌های پی‌سی‌آر مستقیم قطعه مورد انتظار 1434 جفت بازی تکثیر شد. تحت همین شرایط در نمونه‌های فاقد علائم و آب مقطر سترون چنین قطعه‌ای تکثیر نشد. به منظور تایید شناسایی، محصول PCR به‌طور مستقیم تعیین توالی و با نرم‌افزارهای مربوطه ویرایش شد. نتایج جستجوی بلاست با استفاده از توالی‌های به دست آمده (رس‌شمارهای OM974784 (پیچک صحرایی) و OM975640 (پیچک ترکه‌ای)) ماهیت فیتوپلاسمایی بیماری‌ها را تایید کرد و نشان داد که فیتوپلاسمای همراه با بیماری جاروک در این دو گونه پیچک بیشترین شباهت را با فیتوپلاسماهایی از گروه 16SrII، Candidatus Phytoplasma aurantifolia، دارد. مقایسه چند شکلی طولی قطعات برشی (RFLP) مجازی با نرم افزار iPhyClassifier نیز تعلق فیتوپلاسمای همراه بیماری جاروک (Bindweed witches' broom phytoplasma, (BWPP)) در C. arvensis و C. virgatus را به ترتیب به زیرگروه‌های 16SrII-C و 16SrII-D تایید کرد. در گذشته فیتوپلاسمای همراه با بیماری جاروک پیچک صحرایی از ایران گزارش شده است که از نظر رده‌بندی در گروه 16SrXII قرار می‌گیرد. این اولین گزارش از آلودگی طبیعی پیچک صحرایی به زیر گروه 16SrII-C و پیچک ترکه‌ای به زیر گروه 16SrII-D از ایران و احتمالاً در دنیا است. فیتوپلاسماهای گروه 16SrII (زیر گروه‌های C و D) از مزارع گوجه‌فرنگی، بادمجان و فلفل دلمه‌ای در استان هرمزگان گزارش شده اند. با توجه به اینکه C. arvensis و C. virgatus به فراوانی در داخل و اطراف مزارع وجود دارند، این گیاهان به عنوان مخزن فیتوپلاسماهای این گروه مطرح هستند.
کلیدواژه ها
 
Title
Detection of phytoplasmas of 16SrII group in two species of bindweed (Convolvulus spp.) affected by witches' broom disease
Authors
Mohsen Amiri Mazraie, Keramtilah Izadpanah, Mohsen Taghavi, Mohammad Mehdi Faghihi, Keramatullah Izadpanah
Abstract
In December 2021, symptoms similar to phytoplasma diseases were observed in two species of bindweed, i.e., Convolvulus arvensis and Convolvulus virgatus in vegetable fields of Hormozgan province (Iran). C. arvensis (field bindweed) is a serious perennial weed that occurs throughout the temperate regions of the world. Another species, C. virgatus, is a shrub that grows around commercial fields and orchards. The main symptoms observed in the affected plants were witches' broom, plant stunting (shortened internodes), yellowing and little leaf in the C. arvensis plants and witches' broom and little leaf in the C. virgatus plants. To test possible association of phytoplasma with the symptoms observed, total genomic DNA was extracted from 0.2 g midribs using modified cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) method. The samples were analyzed for phytoplasma DNA by direct-PCR using the phytoplasma universal primer pair Rl6mF2/R16mR1. Fragments of the expected size (1434 bp) were amplified by direct PCR in samples from symptomatic plant but not from symptomless plant or sterile distilled water as negative controls. A PCR products directly sequenced and deposited in the GenBank database under the following accession numbers: C. arvensis, OM974784; C. virgatus, OM975640. A BLAST search using sequenced fragments confirmed the phytoplasma infection and showed that the phytoplasmas associated with bindweed witches' broom (BWB) had 100 % nucleotide identity with the 16SrII phytoplasma group, Candidatus Phytoplasma aurantifolia. Virtual restriction fragment length polymorphism with iPhyClassifier software revealed that BWB phytoplasma in C. arvensis and C. virgatus belonged to 16SrII-C and 16SrII-D subgroups, respectively. There is a report regarding the association of 16SrXII group phytoplasma with field bindweed in Iran. To our knowledge, this is the first report of natural infection of C. arvensis to 16SrII-C subgroup phytoplasma and C. virgatus to 16SrII-D subgroup phytoplasma from Iran and most probably in the world. Phytoplasmas belonging to the 16SrII-C and D have been previously reported on several vegetable crops such as tomato, eggplant and bell pepper in Hormozgan. In view of the abundance of bindweed plants in or around the commercial fields, these weeds may serve as reservoir host for these phytoplasmas.
Keywords
Little leaf, BWBP, 16SrII-C, 16SrII-D