ردیابی و تعیین ترداف ویروس کوتولگی زرد جو در مزارع غلات استان همدان
کد مقاله : 1878-24IPPC (R3)
نویسندگان
1گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا،همدان
2گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
چکیده
ویروس‌های گروه کوتولگی زردجو از مهمترین عوامل خسارت زا در غلات و محدود کننده کشت این محصولات دردنیا به شمار می روند. این ویروس‌ها متعلق به تیره Luteoviridae می باشند. ویروس عامل بیماری کوتولگی زرد جو (Barley yellow dwarf virus, BYDV) می‌تواند منجر به کاهش عملکرد ۸۰ درصدی در گندم شود. مطالعات نشان می‌دهد که BYDV در اکثر نقاط ایران پراکنش دارد. با توجه به اهمیت و رتبه کشت غلات در استان همدان، پراکنش وسیع ویروس در کشور، شرایط آب‌و‌هوایی مساعد و فعالیت حشره ناقل، شرایط برای گسترش این ویروس در استان همدان فراهم آمده است. جهت ردیابی و شناسایی این ویروس، در بهار سال‌های ۱۳۹۹ و ۱۴۰۰ از مزارع گندم و جو استان همدان شامل شهرستان‌های ملایر، نهاوند، تویسرکان، همدان، اسدآباد، بهار، کبودرآهنگ، فامنین و رزن نمونه-برداری به عمل آمد. از هر منطقه ۴۰ نمونه گیاهی دارای علائم زردی و کوتولگی به طور تصادفی جمع آوری شد. جهت تشخیص نمونه-های آلوده به BYDV آزمون الیزای غیرمستقیم طبق روش Converseو Martin انجام شد. در این آزمون آنتی‌بادی اختصاصی(Agdia) BYDV مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمون الیزا نشان داد که از بین نمونه‌های جمع‌آوری شده دارای علائم بیماری به ترتیب ۸۰٪ ، ۹۰٪ ، ۸۰٪ ، ۸۰% ، ۵۰% ، ۵۰% ، ۹۰% ، ۹۰% و ۹۰% نمونه‌های ملایر، نهاوند، تویسرکان، همدان، اسدآباد، بهار، کبودرآهنگ، فامنین و رزن نسبت به آنتی‌بادی BYDV واکنش مثبت نشان دادند. به‌منظور تایید آلودگی‌ها، استخراج آر‌ان‌ای کل با استفاده از کیت استخراج آر-ان‌ای شرکت دنازیست (Column RNA isolation kit) انجام شد و آزمون RT-PCR با استفاده از آغازگر‌های اختصاصی BYDV-PAV که سویه رایج این ویروس در اکثر مناطق کشور می‌باشد و قطعه‌ای با اندازه حدود ۹۰۰ جفت باز از ژنوم (بخشی از ژن پلیمراز) را تکثیر می‌کند انجام شد. نتایج آزمون RT-PCR نتایج حاصل از آزمون الیزا را تایید نمود. سپس نمونهای از شهرستان تویسرکان به عنوان نماینده استان همدان، انتخاب و تعیین ترادف شد. تعیین ترادف در دو تکرار با استفاده از پرایمر‌های پیشرو و معکوس انجام شد. ترادف بدست آمده با سایر ترادف های موجود در بانک ژن مقایسه شد. نتیجه مقایسات انجام شده نشان داد که قطعه تعیین ترادف شده با جدایه‌های BYDV-PAV موجود در بانک ژن شباهت دارد و مشخص شد که جدایه تویسرکان بیشترین شباهت را با جدایه های کهنوج، کرج، یزد و اراک دارد (بیش از ۹۷ درصد تشابه) و با سایر جدایه‌های ایرانی شامل جدایه های بوشهر، اسفندقه، کرمانشاه، ساوه، عباس آباد و رستاق شباهت کمی دارد (۸۴ تا ۸۵ درصد تشابه). گروهی که جدایه تویسرکان در آن قرار می‌گیرد به دلیل تفاوت بیش از ده در صد در سطح اسید‌آمینه در ژن پلیمراز، قبلا به عنوان یک گونه مجزا پیشنهاد شده است. نتایج حاصل نشان دهنده تنوع این ویروس در کشور می‌باشد.
کلیدواژه ها
Title
Detection and sequencing of Barley yellow dwarf virus (BYDV) in cereal fields of Hamedan province
Authors
Negar Radaee, Arezoo Pakdel
Abstract
Barley yellow dwarf viruses are the most widespread and important viruses of cereals. These viruses belong to family luteoviridae. Barley yellow dwarf virus (BYDV) can result in a total yield reduction of 80% in wheat. Studies revealed that BYDV is present in most parts of Iran. Due to the importance and rank of the crop cultivation in Hamedan province, the spread of this virus in the country, climate conditions and vector activity provide the suitable situations for the development of the virus in Hamedan province. For detection and study on the distribution of BYDV, samples were collected during the Spring of 2020-2021 from Hamedan wheat and barley fields including Malayer, Nahavand, Tuyserkan, Hamedan, Asadabad, Bahar, Kabudarahang, Famenin and Razan. 40 plant samples with yellowing and dwarfing symptoms were collected from each region. The samples tested for BYDV infection by indirect ELISA using specific BYDV antibody (Agdia) according to the Converse and Martin method. The results showed the presence of BYDV in most collected samples. Positive reactions to BYDV antibody in %80, %90, %80, %80, %50, %50, %90, %90 and %90 of the Malayer, Nahavand, Tuyserkan, Hamedan, Asadabad, Bahar, Kabudarahang, Famenin and Razan samples were recorded, respectively. To confirm the infections, total RNA extraction were performed from the positive samples in ELISA, using the Column RNA isolation kit (Denazist) according to the manufacturer's protocol. RT-PCR were performed with specific BYDV-PAV primer pair that is the prevalent strain of the virus in most parts of the country. These primers amplify a 900bp fragment of the genome (a part of polymerase gene). RT-PCR results, confirmed the results of indirect ELISA. Then, a sample of Tuyserkan selected and sequenced. Nucleotide sequence of the Tuyserkan isolate confirmed the BYDV-PAV infection and showed that this isolate has maximum homology of more than 97% with Kahnouj, Karaj, Yazd and Arak isolates. While it revealed the least similarity (84-85% similarity) with other Iranian isolates including Bushehr, Esfandaghe, Kermanshah Saveh, Abasabad and Rostagh isolates. The group which include Tuyserkan isolate, have more than 10 percent diversity with other isolates at amino acid level in polymerase gene and were proposed as a distinct species previously. The results showed the diversity of this virus in the country.
Keywords
Keywords: Luteoviridae, Indirect ELISA, RT-PCR, Nucleotide sequencing