همسانه‌سازی و بررسی تبارزایی جدایه‌های ایرانی narcissus latent virus براساس ترادف نوکلئوتیدی ناحیه ’3 ژنوم

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 2، دوره 36، شماره 4 - شماره پیاپی 58، دی 1401، صفحه 413-422   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.2022.78357.1101

نویسندگان

زهره مرادی¹؛ محسن مهرور^{* 2}

¹گروه گیاهپزشکی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

²گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، خراسان رضوی

چکیده

ویروس نهفته نرگس (narcissus latent virus, NLV) یکی از بیمارگرهای بسیار مهم و خسارت­زای ارقام تجاری گیاه نرگس و زنبق در سراسر جهان می­باشد. به منظور شناسایی این ویروس، گیاهان زنبق با علائم مشکوک ویروسی از شمال شرق کشور جمع‌آوری و ناحیه ´3 ژنوم آنها با استفاده از آغازگرهای اختصاصی با روش رونویسی معکوس و واکنش زنجیره­ای پلی­مراز (RT-PCR) تکثیر و همسانه­سازی شد. ناحیه CP-UTR این جدایه­ها (سه جدایه) به همراه تعدادی از ترادف­های جدایه­های موجود در بانک ژن (24 جدایه) مقایسه و پس از انجام همردیف­سازی چندگانه، مورد تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی قرار گرفتند. جدایه­های مورد مقایسه در درخت فیلوژنتیکی در دو گروه جداگانه قرار گرفتند ( I وII ) و جدایه­های ایرانی در کنار جدایه­هایی از لهستان، نیوزیلند، و بریتانیا در گروه II قرار گرفتند. مقایسه درصد مشابهت ژنتیکی نشان داد که جدایه­های ایرانی با سایر جدایه­های NLV بین 47/77 تا 12/98 درصد در سطح نوکلئوتیدی مشابهت دارند که به ترتیب بیشترین میزان شباهت (بین 65/97 تا 12/98 درصد) با جدایه NLV5_1 (JX270766) از لهستان و کمترین (بین 47/77 تا 95/77 درصد) با جدایه NLV3 (JX270762) از لهستان بود. همچنین تشابه توالی نوکلئوتیدی و آمینواسیدی سه جدایه ایرانی با یکدیگر به ترتیب 84/97-97 و 02/99-38/97 درصد تعیین گردید. میزان تنوع نوکلئوتیدی ناحیه CP-UTR  بین جدایه­های NLV، 130/0 به دست آمد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی بالای این ویروس در این ناحیه از ژنوم است. نتایج پژوهش حاضر می­تواند در برنامه­های به­نژادی مولکولی برای تولید ارقام مقاوم به ویروس مفید بوده و خسارت ناشی از بیماری را کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها

آنالیز تبارزایی؛ ناحیهCP-UTR؛ ویروس نهفته نرگس؛ همسانه‌سازی؛ ایران

مراجع

 

1. Adams, M.J., Antoniw, J.F., & Fauquet C.M. (2005). Molecular criteria for genus and species discrimination within the family Potyviridae. Archives of Virology 150: 459–479. https://doi.org/10.1007/s00705-004-0440-6.
2. Asjes, C.J. (1979). Viruses and virus diseases in Dutch bulbous irises (Iris hollandica) in the Netherlands. Netherlands Journal of Plant Pathology 85: 269–279.
3. Attari, S., Shoor, M., Ghorbanzadeh Neghab, M., Tehranifar, A., & Malekzadeh Shafaroudi, S. (2016). Evaluation of genetic diversity of iris genotypes (Iris) Using ISSR. Journal of Horticultural Science 30(3): 376-382. https://doi.org/10.22067/jhorts4.v30i3.28044.
4. Atreya, C.D., Raccah, B., & Pirone, T.P. (1990). A point mutation in the coat protein abolishes aphid transmission of a potyvirus. Virology 178: 161–165. https://doi.org/1016/0042-6822(90)90389-9.
5. Atreya, P.L., Lopez-Moya, J.J., Chu, M., Atreya, C.D., & Pirone, T.P. (1995). Mutational analysis of the coat protein N-terminal amino acids involved in potyvirus transmission by aphids. Journal of General Virology 76: 265–270. https://doi.org/1099/0022-1317-76-2-265.
6. Ateka, E., Alicai, T., Ndunguru, J., Tairo, F., Sseruwagi, P., Kiarie, S., Makori, T., Kehoe, M.A., & Boykin, L.M. (2017). Unusual occurrence of a DAG motif in the Ipomovirus Cassava brown streak virus and implications for its vector transmission. PLoS One 12: e0187883. https://doi.org/1371/journal.pone.0187883.
7. Badge, J., Robinson, D.J., Brunt, A.A., & Foster, G.D. (1997). 3′-Terminal sequences of the RNA genomes of narcissus latent and maclura mosaic viruses suggest that they represent a new genus of the Potyviridae. Journal of General Virology 78: 253-257. https://doi.org/1099/0022-1317-78-1-253.
8. Barnett, O.W. (1991). Iris fulva mosaic virus, AAB Descriptions of Plant Viruses No. 310. Association of Applied Biologists, Wellesbourne.
9. Barnett, O.W., & Alper, M. (1977). Characterization of Iris fulva mosaic virus. Phytopathology 67: 448–454. https://doi.org/1094/Phyto-67-448.
10. Berger, P.H., Wyatt, S.D., Shiel, P.J., Silbernagel, M.J., & Druffel, K. (1997). Phylogenetic analysis of the Potyviridae with emphasis on legume-infecting potyviruses. Archives of Virology 142: 1979±1999. https://doi.org/1007/s007050050216.
11. Berniak, H., Komorowska, B., & Sochacki, D. (2013). Detection of Narcissus latent virus isolates using one-step RT-PCR assay. Journal of Horticultural Research 21: 11–14. https://doi.org/2478/johr-2013-0002.
12. Brunt, A.A., & Atkey, P.T. (1967). Rapid detection of narcissus yellow stripe and two other filamentous viruses in crude negatively- stained narcissus sap. Report of the Glasshouse Crops Research Institute for 1966, pp. 155-159.
13. Brunt, A.A. (1977). Some hosts and properties of narcissus latent virus, a carlavirus commonly infecting narcissus and bulbous iris. Annals of Applied Biology 87: 355-364. https://doi.org/1111/j.1744-7348.1977.tb01900.x.
14. Chen, J., Shi,H., Li, M.Y., Adams, M.J., & Chen, J.P. (2008). A new potyvirus from butterfly flower (Iris japonica Thunb.) in Zhejiang, China. Archives of Virology 153: 567–569. https://doi.org/10.1007/s00705-007-0014-5.
15. Clark, V.R., & Guy, P.L. (2000). Five viruses in Narcissus plants from New Zealand. Australasian Plant Pathology 29: 227-229. https://doi.org/10.1071/AP00044.
16. Derks, A.F.L.M., Hollinger, T.H.C., & Vink-van den Abeele, J.L. (1985). Identification and symptom expression of four elongated viruses infecting bulbous irises. Acta Horticulturae 164: 309-318.
17. Farahbakhsh, F., Masumi, M., Afsharifar, A.R., Izadpanah, K., & Rahpeyma Sarvestani, N. (2013). Genetic variation of Bermuda grass southern mosaic virus isolates based on sequence of 3’ region of genome. Iranian Journal of Plant Pathology 49(1): 61-75. (In Persian with English abstract)
18. Flasinski, S., & Cassidy, B.G. (1998). Potyvirus aphid transmission requires helper component and homologous coat protein for maximal efficiency. Archives of Virology 143: 2159±72. https://doi.org/1007/s007050050449.
19. Gao, F., Shen, J., Liao, F., Cai, W., Lin, S., Yang, H., & Chen, S. (2018). The first complete genome sequence of narcissus latent virus from Narcissus. Archives of Virology 163(5): 1383-1386. https://doi.org/1007/s00705-018-3741-x.
20. Hammond, J., Derks, A.F.L.M., Barnett, O.W., Lawson, R.H., Brunt, A.A., Inouye, N., & Allen, T.C. (1985). Viruses infecting bulbous iris: a clarification of nomenclature. ISHS Acta Horticulturae 164: 395–397.
21. Inouye, N., & Mitsuhata, K. (1978). Turnip mosaic virus isolated from Iris. Nogaku Kenkyu 57: 1–16. (In Japanese with English abstract)
22. Jin, J., Shen, J.G., Cai, W., Xie, G.H., Liao, F.R., Gao, F.L., Ma, J.F., Chen, X.H., & Wu, Z.J. (2017). Narcissus yellow stripe virus and narcissus mosaic virus detection in Narcissus via multiplex TaqMan-based reverse transcription-PCR assay. Journal of Applied Microbiology 122: 1299–1309. https://doi.org/1111/jam.13422.
23. Johansen, I.E., Keller, K.E., Dougherty, W.G., & Hampton, R.O. (1996). Biological and molecular properties of a pathotype P-1 and a pathotype P-4 isolate of pea seed-borne mosaic virus. Journal of General Virology 77: 1329–1333. https://doi.org/1099/0022-1317-77-6-1329.
24. King, A.M., Lefkowitz, E., Adams, M.J., & Carstens, E.B. (2012). Virus Taxonomy, Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier Academic Press, Amsterdam. pp 1272. ISBN: 978-0-12-384684-6.
25. Kulshrestha, S., Hallan, V., Raikhy, G., Ram, R., Zaidi, A.A., & Garg, I.D. (2006a). Incidence of Bean yellow mosaic virus on Iris. Acta Horticulturae 722: 235–240. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2006.722.29.
26. Kulshrestha, S., Hallan, V., Raikhy, G., Ram, R., Garg, I.D., Haq, Q.M.R., & Zaidi, A.A. (2006b). Occurrence of iris mild mosaic potyvirus in cultivated iris in India. Indian Journal of Biotechnology 5: 94–98.
27. Lopez-Moya, J.J., Wang, R.Y., & Pirone, T.P. (1999). Context of the coat protein DAG motif affects potyvirus transmissibility by aphids. Journal of General Virology 80 (Pt 12): 3281±8. https://doi.org/10.1099/0022-1317-80-12-3281.
28. Moradi, Z., Mehrvar, M., Nazifi, E., & Zakiaghl, M. (2017a). Identification and molecular analysis of sugarcane mosaic virus (SCMV) in Mazandaran province. Journal of Iranian Plant Protection Research 30(4): 639-645. (In Persian with English abstract). https://doi.org/22067/jpp.v30i4.50484.
29. Moradi, Z., Mehrvar, M., Nazifi, E., & Zakiaghl, M. (2017b). Iranian johnsongrass mosaic virus: the complete genome sequence, molecular and biological characterization, and comparison of coat protein gene sequences. Virus Genes 53: 77-88. https://doi.org/1007/s11262-016-1389-8.
30. Moradi, Z., Mehrvar, M., & Nazifi, E. (2018). Genetic diversity and biological characterization of sugarcane streak mosaic virus isolates from Iran. VirusDisease 29: 316–323. https://doi.org/10.1007/s13337-018-0461-5.
31. Moradi, Z., & Mehrvar, M. (2022). First report of Narcissus latent virus infecting iris in Iran. New Disease Reports 46(1): e12114. https://doi.org/10.1002/ndr2.12114.
32. Naseri, A., Moradi, Z., Mehrvar, M., & Zakiaghl, M. (2022) Genomic characterization and phylogenetic analysis of two potyviruses infecting iris in Iran. Journal of Agricultural Science and Technology 24(5): 1233-1249.
33. Nigam, D., LaTourrette, K., Souza, P.F.N., & Garcia-Ruiz, H. (2019). Genome wide variation in potyviruses. Frontiers in Plant Science 10: 1439. https://doi.org/3389/fpls.2019.01439.
34. Ohshima, K., Nomiyama, R., Mitoma, S., Honda Y., Yasaka, R., & Tomimura, K. (2016). Evolutionary rates and genetic diversities of mixed potyviruses in Narcissus. Infection. Genetics and Evolution 45: 213–223. https://doi.org/1016/j.meegid.2016.08.036.
35. Rahmana, A., Nasima, S., Baig, I., Jalil, S., Orhan, I., Sener, B., & Choudhary, M.I. (2003). Anti-inflammatory isoflavonoids from the rhizomes of Iris germanica. Journal of Ethnopharmacology 86: 177-180. https://doi.org/1016/s0378-8741(03)00055-2.
36. Tamura, K., Stecher, G., & Kumar, S. (2021). MEGA11: Molecular evolutionary genetics analysis version 11. Molecular Biology and Evolution 38: 3022–3027. https://doi.org/1093/molbev/msab120.
37. Van der Vlugt, C.I.M., Derks, A.F.L.M., Boonekamp, P.M., & Goldbach, R.W. (1993). Improved detection of Iris severe mosaic virus in secondarily infected iris bulbs. Annals of Applied Biology 122: 279–288. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1993.tb04033.x.
38. Van der Vlugt, C.I.M. (1994). Distribution and multiplication of iris severe mosaic potyvirus in bulbous Iris in relation to metabolic activity: implications for ISMV detection, Ph.D. thesis. Bulb Research Centre Lisse, Dutch Flower Bulb Industry, The Netherlands.
39. Wei, T., Pearson, M.N., & Cohen, D. (2006). First report of ornithogalum mosaic virus and ornithogalum virus 2 in New Zealand. Plant Pathology 55: 820. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2006.01375.x.
40. Wei, T., Pearson, M.N., & Cohen, D. (2007). First report of narcissus latent virus in New Zealand. Plant Pathology 56: 720. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2007.01579.x.
41. Wylie, S.J., Kueh, J., Welsh, B., Smith, L.J., Jones, M.G.K., & Jones, R.A.C. (2002). A non-aphid-transmissible isolate of bean yellow mosaic potyvirus has an altered NAG motif in its coat protein. Archives of Virology 147: 1813–1820. https://org/10.1007/s00705-002-0846-y.
42. Wylie, S.J., & Jones, M.G.K. (2012). Complete genome sequences of seven carlavirus and potyvirus isolates from Narcissus and Hippeastrum plants in Australia, and proposals to clarify their naming. Archives of Virology 157: 1471–1480. https://doi.org/10.1007/s00705-012-1319-6.
43. Wylie, S.J., Tran, T.T., Nguyen, D.Q., Koh, S.H., Chakraborty, A., Xu, W., Jones, M.G.K., & Li, H. (2019). A virome from ornamental flowers in an Australian rural town. Archives of Virology 164: 2255–2263. https://doi.org/10.1007/s00705-019-04317-7.