شناسایی مولکولی استرین C ویروس وای سیب زمینی (Potato virus Y) از گوجه‌فرنگی در استان مازندران

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 2، دوره 32، شماره 3 - شماره پیاپی 41، آذر 1397، صفحه 315-322   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v32i3.63682

نویسندگان

زهره مرادی؛ محسن مهرور^{* 1}؛ احسان نظیفی²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²University of Mazandaran, Babolsar, Iran

چکیده

ویروس وای سیب­زمینی (Potato virus Y, PVY) عضو تیپ جنس Potyvirus، یکی از مهم­ترین عوامل بیمارگر در گیاهان خانواده سولاناسه می­باشد. در سال زراعی 1392 تعداد 38 نمونه مشکوک به آلودگی ویروسی از مزارع گوجه­فرنگی استان مازندران جمع­آوری و پس از بررسی با آغازگرهای دژنره پوتی­ویروس­ها، تعداد 9 نمونه آلوده به پوتی­ویروس تشخیص داده شدند. پس از همسانه­سازی و توالی­یابی نمونه­های آلوده، چهار جدایه با علائم موزائیک، پیسکی و بدشکلی به عنوان PVY شناخته شدند که به دلیل شباهت بالا، دو جدایه به نام­های GB و GRA انتخاب گردید. آنالیز فیلوژنتیکی جدایه­های ایرانی به همراه 115 جدایه دیگر موجود در بانک ژن در ناحیه ژنی CI (Cylindrical inclusion) نشان داد که تمام جدایه­های مقایسه شده در سه گروه اصلی (I، II، III) قرار گرفته و جدایه­های ایرانی همراه با جدایه­هایی از کشورهای ایتالیا، استرالیا، هلند، فرانسه، اسپانیا و اروگوئه که همگی از نژادC  می­باشند در زیر گروه IF قرار می­گیرند. جدایه­های ایرانی PVY-GB و -GRA در زیرگروه IF یکsublineage  جداگانه را تشکیل دادند و دارای بیشترین شباهت (5/96-7/95 درصد) با جدایه­­ اسپانیا (LYE84.2) و کمترین شباهت (3/81-9/80 درصد) با جدایه­ ژاپن (T13) و کانادا (Tu_660) در سطح نوکلئوتیدی بودند. در سطح آمینواسیدی نیز جدایه­های ایرانی بیشترین شباهت (1/99 درصد) را با جدایه­­ اسپانیا (LYE84.2)، ایتالیا (Foggia) و اروگوئه (Tannat) و کمترین شباهت (4/93 درصد) را با جدایه ژاپن (T13) داشتند. همچنین تشابه توالی نوکلئوتیدی و آمینواسیدی این دو جدایه با یکدیگر به ترتیب 4/98 و 100 درصد تعیین گردید. این اولین گزارش از وجود نژاد PVYC از گیاه گوجه­فرنگی در استان مازندران و ایران می­باشد.

کلیدواژه‌ها

ویروس وای سیب زمینی؛ ژن CI؛ آنالیز فیلوژنتیک؛ مازندران؛ گوجه فرنگی

مراجع

1- Adams M.J., Antoniw J.F., and Fauquet C.M. 2005. Molecular criteria for genus and species discrimination within the family Potyviridae. Archives of Virology, 150:459–479.

2- Adams M.J., Zerbini F.M., French R., Rabenstein F., Stenger D.C., and Valkonen J.P.T. 2012. Family Potyviridae. p. 1069˗1089. In: King A.M.Q., Adams M.J., Carstens E.B., Lefkowitz E.J. (eds) Virus taxonomy: ninth report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier, Academic Press, San Diego, CA, USA.

3- Barker H., and Dale M.F.B. 2006. Natural resistance mechanisms of plants to viruses. Springer, Resistance to viruses in potato, p. 341–366.

4- Blanco-Urgoiti B., Tribodet M., Leclere S., Ponz F., Perez de San Roman C., Legorburu F.J., and Kerlan, C. 1998. Characterization of potato potyvirus y isolates from seed potato batches. Situation of the NTN, Wilga and Z isolates. European Journal of Plant Pathology, 104:811-819.

5- Boonham N., Walsh K., Preston S., North J., Smith P., and Barker I. 2002. The detection of tuber necrotic isolates of Potato virus Y, and the accurate discrimination of PVYO, PVYN and PVYC strains using RT-PCR. Journal of Virological Methods, 102:103-112.

6- Cuevas J.M., Delaunay A., Visser J.C., Bellstedt D.U., Jacquot E., et al. 2012. Phylogeography and molecular evolution of Potato virus Y. PLoS ONE, 7(5): e37853.

7- De Bokx J.A., and Huttinga H. 1981. Potato virus Y: description of plant viruses. Kew, England: Common wealth Mycology Institute. Association of Applied Biology.

8- Edwardson J.R., and Christie R.G. 1997. Potyviruses. In: Florida Agricultural Experiment Station Monograph Series 18-II-Viruses infecting pepper and other solanaceous crops. Gainesville (FL): University of Florida. p. 424-524.

9- FAO. 2014. FAOSTAT-Agriculture, Production Statistics, Food and Agriculture Organization of the United Nations Statistical Databases.

10- Ghasemzadeh A., Sokhandanbashir N., and Khakvar R. 2012. Molecular detection of Potato virus Y using universal primers from Ardabil province. Journal of sustainable agriculture and production science, 22:67-80. (In Persian with English abstract)

11- Gholami S., Koohihabibi M., Bushehri A.A., and Naghavi M.R. 2007. Detection of Potato virus Y by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Iranian journal of agricultural sciences, 38:399-405. (In Persian)

12- Ha C., Coombsi S., Revill P.A., Harding R.M., Vu M., and Dale J.L. 2008. Design and application of two novel degenerate primer pairs for the detection and complete genomic characterization of potyviruses. Archives of Virology, 153:25-36.

13- Hameed A., Iqbal Z., Asad S., and Mansoor S. 2014. Detection of multiple potato viruses in the field suggests synergistic interactions among potato viruses in Pakistan. Plant Pathology Journal, 30(4):407–415.

14- Hosseini A., Massumi H., Heydarnejad J., Hossein pour A., and Varsani A. 2011. Characterisation of Potato virus Y isolates from Iran. Virus Genes, 42:128-140.

15- Jones R.A.C. 1990. Strain group specific and virus specific hypersensitive reactions to infection with potyviruses in potato cultivars. Annals of Applied Biology, 117:93–105.

16- Kerlan C., and Moury B. 2008. Potato virus Y. p. 287-296. In: Mahy BWJ, Van Regenmortel MHV, editors. Encyclopedia of Virology. Third Edition vol. 4. Elsevier; Oxford.

17- Lacroix C., Glais L., Kerlan C., Verrier J.L., and Jacquot E. 2010. Biological characterization of French Potato virus Y (PVY) isolates collected from PVY-susceptible or -resistant tobacco plants possessing the recessive resistance gene va. Plant Pathology, 59 (6):1133-1143.

18- Lee K.C., Wong S.M., Mahtani P.H., and Chng C.G. 1997. Sequence and phylogenetic analysis of the cytoplasmic inclusion protein gene of Zucchini yellow mosaic potyvirus: its role in classification of the Potyviridae. Virus Genes, 14:41–53.

19- Lorenzen, J. H., Meacham, T., Berger, P. H., Shiel, P. J., Crosslin, J. M., Hamm, P. B., and Kopp, H. 2006. Whole genome char‌acterization of Potato virus Y isolates collected in the west‌ern USA and their comparison to isolates from Europe and Canada. Archives of Virology, 151:1055-1074.

20- Majdabadi Farahani S., Jafarpour B., Falahati Rastegar M., and Sabokkhiz M. 2011. Detection of (PVYNTN) strain in potato fields of Khorasan Razavi province. Journal of plant protection, 24 (4): 385-390. (In Persian with English abstract)

21- Mostafae S., Mosahebi G., Koohihabibi M., and Ansari Dezfouli E. 2008. Study of biological and molecular characterization of pepper-PVY isolates. Iranian Journal of Virology, 1(4): 31-34.

22- Nie X., and Singh R.P. 2003. Specific differentiation of recombinant PVYN:O and PVYNTN isolates by multiplex RT-PCR. Journal of Virological Methods, 113:69-77.

23- Ogawa T., Nakagawa A., Hataya T., and Ohshima K. 2012. The genetic structure of populations of Potato virus Y in Japan; Based on the analysis of 2120 full genomic sequences. Journal of Phytopatholy, 160:661-673.

24- Pourrahim R., Farzadfar Sh., Golnaraghi A. R., and Ahoonmanesh A. 2007. Incidence and distribution of important viral patho‌gens in some Iranian potato fields. Plant Disease, 91:609-615.

25- Pourrahim R., and Farzadfar S. 2016. Population analysis of Iranian Potato virus Y isolates using complete genome sequence. The Plant Pathology Journal, 32(1):33-46.

26- Przybys M., Doroszewska T., and Berbec A. 2013. Point mutations in the viral genome-linked protein (VPg) of Potato virus Y probably correspond with ability to overcome resistance of tobacco. Journal of Food, Agriculture & Environment, 11(3&4):986-989.

27- Sadeghi M.S., Bejatnia S.A.A., Masumi M., and Izadpanah K. 2008. Characterization of a strain of Potato virus Y causing eggplant mosaic in southern Iran. Australasian Plant Pathology, 37(1):79-86.

28- Scholthof K.B., Adkins S., Czosnek H., Palukaitis P., Jacquot E., Hohn T., Hohn B., Saunders K., Candresse T., Ahlquist P., Hemenway C., and Foster G. 2011. Top 10 plant viruses in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology, 12:938–954.

29- Schubert J., Fomitcheva V., and Sztangret-Wi´sniewska J. 2007. Differentiation of Potato virus Y strains using improved sets of diagnostic PCR-primers. Journal of Virological Methods, 140:66 –74.

30- Shukla D.D., Ward C.W., and Brunt A.A. 1994. The Potyviridae. CAB International, Walling ford, UK. p. 74-112.

31- Singh R.P., Valkonen J.P.T., Gray S.M., Boonham N., Jones R.A.C., Kerlan C., and Schubert J. 2008. Discussion paper: the naming of Potato virus Y strains infecting potato. Archives of Virology, 153:1–13.

32- Smith KM. 1931. Composite nature of certain potato viruses of the mosaic group. Nature, 127:702.

33- Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., and Kumar S. 2013. MEGA6: Molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution, 30:2725-2729.

34- Warren M., Cruger K., and Schoeman A.S. 2005. Potato virus Y (PYV) and Potato leaf roll virus (PLRV). PhD. thesis. Faculty of Natural and Agriculture Sciences, University of Pretoria.

35- Yardımc N., Çulal Kılıç H., and Demir Y. 2015. Detection of PVY, PVX, PVS, PVA, and PLRV on different potato varieties in Turkey using DAS-ELISA. Journal of Agriculture Science and Technology, 17:757-764.

36- Younesi B., Shams Bakhsh M., Safaie N., and Khelghatibana F. 2011. Simultaneous detection of several important viruses in naturally infected potato plants using multiplex RT-PCR in comparing with ELISA. Modern Genetics Journal, 6 (1):17-26. (In Persian with English abstract)