واکاوی تبارزائی سه جدایه ویروس همراه با پیچیدگی برگ مو شماره یک (GLRaV-1) از تاکستان‌های استان خراسان رضوی براساس توالی نوکلئوتیدی بخشی از ژن CPm2

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 5، دوره 38، شماره 4 - شماره پیاپی 66، دی 1403، صفحه 361-371   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.2024.89928.1204

نویسندگان

سارا قارونی کاردانی^{* 1}؛ محمودرضا کریمی شهری¹؛ فاطمه آزاد دیسفانی¹؛ سمیرا پاکباز²

¹بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

²گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

چکیده

انگور (Vitis vinifera L.) به‌عنوان یک محصول کشاورزی مهم در جهان، میزبان طیف وسیعی از ویروس‌های گیاهی از جمله 86 گونه ویروس شناخته شده است. یکی از این ویروس‌ها، ویروس همراه با پیچیدگی برگ مو شماره یک (Grapevine leafroll-associated virus 1, GLRaV-1) است که به جنس Ampelovirus و خانواده Closteroviridae تعلق دارد. با توجه به تغییرات اخیر در نام‌گذاری گونه‌های ویروسی، نام این گونه Ampelovirus univitis شده است. در این مطالعه در بهار سال 1399، آلودگی به GLRaV-1 در تاکستان‌های شهرستان کاشمر، استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفت. علائم مشاهده‌شده در تاک‌های آلوده شامل زردی خفیف، تاخوردگی حاشیه برگ به پشت و قرمزی پهنک همراه با رگبرگ‌های سبز بود. 70 نمونه از تاک‌های مشکوک به آلودگی جمع‌آوری و مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که 22 نمونه (4/31 درصد از نمونه‌ها) به ویروس GLRaV-1 آلوده بودند. توالی‌یابی ژن پروتئین پوششی فرعی 2 (ORF CPm2) ویروس از سه نمونه انجام شد. توالی‌های به‌دست آمده با توالی‌های موجود در GenBank مقایسه شدند و نتایج نشان داد که توالی نوکلئوتیدی جدایه‌های این مطالعه، شباهت 7/87 تا 6/77 درصدی با توالی‌های GLRaV-1 موجود در GenBank داشتند. درخت تبارزایی براساس بخشی از توالی نوکلئوتیدی ژن CPm2 بازسازی شد. جدایه‌های شمال شرق ایران با جدایه‌های سایر کشورها در یک گروه قرار گرفتند که نشان‌دهنده عدم ارتباط خوشه‌بندی تبارزایی با منشأ جغرافیایی می‌باشد. این یافته نشان می‌دهد که ویروس GLRaV-1 می‌تواند به‌راحتی در بین مناطق مختلف جغرافیایی جابه‌جا شود و تهدیدی جدی برای تاکستان‌ها در سراسر جهان محسوب می‌شود.

کلیدواژه‌ها

Ampelovirus univitis؛ پروتئین پوششی؛ تحلیل تبارزائی؛ کلستروویریده؛ واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز رونویسی معکوس

مراجع

Aboughanem-Sabanadzovic, N., & Sabanadzovic, S. (2015). First report of grapevine leafroll-associated virus 2 infecting muscadine (Vitis rotundifolia) and summer grape (Vitis aestivalis) in the United States. Plant Disease, 99(1), 163-163. https://doi.org/10.1094/PDIS-12-13-1252-PDN

Aboughanem-Sabanadzovic, N., Maliogka, V., & Sabanadzovic, S. (2017). Grapevine leafroll-associated virus 4. Grapevine Viruses: Molecular Biology, Diagnostics and Management, 197-220. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57706-79

Al Rwahnih, M., Alabi, O.J., Hwang, M.S., Tian, T., Mollov, D., & Golino, D. (2021). Characterization of a new nepovirus infecting grapevine. Plant Disease, 105(05), 1432-1439. https://doi.org/10.1094/PDIS-08-20-1831-RE

Alabi, O. J., Al Rwahnih, M., Karthikeyan, G., Poojari, S., Fuchs, M., Rowhani, A., & Naidu, R.A. (2011). Grapevine leafroll-associated virus 1 occurs as genetically diverse populations. Phytopathology, 101(12), 1446-1456. https://doi.org/10.1094/PHYTO-04-11-0114

Almeida, R.P., Daane, K.M., Bell, V.A., Blaisdell, G.K., Cooper, M.L., Herrbach, E., & Pietersen, G. (2013). Ecology and management of grapevine leafroll disease. Frontiers in Microbiology, 4, 94. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00094

Bruisson, S., Lebel, S., Walter, B., Prevotat, L., Seddas, S., & Schellenbaum, P. (2017). Comparative detection of a large population of grapevine viruses by TaqMan® RT-qPCR and ELISA. Journal of Virological Methods, 240, 73-77. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2016.12.003

Caruso, A.G., Bertacca, S., Ragona, A., Matić, S., Davino, S., & Panno, S. (2022). Epidemiological survey of grapevine leafroll-associated virus 1 and 3 in sicily (Italy): Genetic structure and molecular variability. Agriculture, 12(5), 647. https://doi.org/10.3390/agriculture12050647 

Dolja, V.V., Meng, B., & Martelli, G.P. (2017). Evolutionary aspects of grapevine virology. Grapevine Viruses: Molecular Biology, Diagnostics and Management, 1, 659-688. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57706-7_32

Donda, B.P., Jarugula, S., & Naidu, R.A. (2017). An analysis of the complete genome sequence and subgenomic RNAs reveals unique features of the ampelovirus, Grapevine leafroll-associated virus 1. Phytopathology, 107(9), 1069-1079. https://doi.org/10.1094/PHYTO-02-17-0061-R

Elci, E. (2019). Genomic variability and recombination analysis of grapevine leafroll-associated virus-1 isolates from Turkey. Journal of Agricultural Sciences, 25(3), 319-327. https://doi.org/10.15832/ankutbd.402162

Fan, X., Hong, N., Dong, Y., Ma, Y., Zhang, Z.P., Ren, F., Hu, G., Zhou, J., & Wang, G. (2015). Genetic diversity and recombination analysis of grapevine leafroll-associated virus 1 from China. Archives of Virology, 160, 1669-1678. https://doi.org/10.1007/s00705-015-2437-8

Gharouni-kardani, S., Karimi shahri, M. R., Azad disfani, F. (2022). Distribution and Phylogeny of Grapevine fanleaf virus in Vineyards of Khorasan Razavi Province Based on Coat Protein Region. Journal of Iranian Plant Protection Research,; 35(4): 421-431. https://doi.org/10.22067/jpp.2021.68789.1010

Gholampour, Z., & Zakiaghl, M. (2016). Comparison of RNA extraction methods for the identification of grapevine fanleaf virus. Journal of Iranian Plant Protection, 30(1), 127-33. https://doi.org/10.22067/jpp.v30i1.40075

Gholampour, Z., Zakiaghl, M., Asquini, E., Moser, M., Gualandri, V., Mehrvar, M., & Si-Ammour, A. (2024). Application of high-throughput sequencing for comprehensive virome profiling in grapevines shows yellows in Iran. Viruses, 16(2), 204. https://doi.org/10.3390/v16020204

Gutha, L.R., Casassa, L.F., Harbertson, J.F., & Naidu, R.A. (2010). Modulation of flavonoid biosynthetic pathway genes and anthocyanins due to virus infection in grapevine (Vitis vinifera L.) leaves. BMC Plant Biology, 10, 1-18. https://doi.org/10.1186/1471-2229-10-187

International Committee on Taxonomy of Viruses, (2023). (ICTV): https://ictv.global/taxonomy/

Katoh, K., Rozewicki, J., & Yamada, K.D. (2019). MAFFT online service: multiple sequence alignment, interactive sequence choice and visualization. Briefings in Bioinformatics, 20(4), 1160-1166. https://doi.org/10.1093/bib/bbx108

Kumar, S., Stecher, G., & Tamura, K. (2016). MEGA7: Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Molecular Biology and Evolution, 33(7), 1870-1874. https://doi.org/10.1093/molbev/msw054

Mannini, F., & Digiaro, M. (2017). The effects of viruses and viral diseases on grapes and wine. In: Meng, B., Martelli, G., Golino, D., Fuchs, M. (eds). Grapevine Viruses: Molecular Biology, Diagnostics and Management, 453-482. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57706-7_23

Meng, B., Martelli, G.P., Golino, D.A., & Fuchs, M. (2017). Grapevine Viruses: Molecular Biology, Diagnostics and Management. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57706-7

Muhire, B.M., Varsani, A., & Martin, D.P. (2014). SDT: A virus classification tool based on pairwise sequence alignment and identity calculation. PloS One, 9(9), e108277. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0108277

Naderpour, M., Shahbazi, R., Alizadeh, A., Karimi, S., Tabei, M., Hajizadeh, M., & Hosseinibay, K. (2018). The status of grapevine leafroll-associated viruses in Iran. In: XXX International Horticultural Congress IHC2018: II International Symposium on Innovative Plant Protection in Horticulture 1269. Istanbul. p. 113-118.

Naidu, R.A., Rowhani, A., Fuchs, M., Golino, D., & Martelli, G.P. (2014). Grapevine leafroll: A complex viral disease affecting a high-value fruit crop. Plant Disease, 98(9), 1172-1185. https://doi.org/10.1094/PDIS-08-13-0880-FE

Panno, S., Caruso, A.G., Troiano, E., Luigi, M., Manglli, A., Vatrano, T., Iacono, G., Marchione, S., Bertin, S., Tomassoli, L., Parrella, G., Davino, S. (2019). Emergence of tomato leaf curl New Delhi virus in Italy: Estimation of incidence and genetic diversity. Plant Pathology, 68(3), 601-608. https://doi.org/10.1111/ppa.12978

Poojari, S., Boulé, J., DeLury, N., Lowery, D.T., Rott, M., Schmidt, A.M., & Úrbez-Torres, J.R. (2017). Epidemiology and genetic diversity of grapevine leafroll-associated viruses in British Columbia. Plant Disease, 101(12), 2088-2097. https://doi.org/10.1094/PDIS-04-17-0497-RE

Porotikova, E.V., Dmitrenko, U.D., Yurchenko, E.G., & Vinogradova, S.V. (2019). First Report of Grapevine Leafroll-Associated Virus 2 in Russian Grapevines (Vitis vinifera). Plant Disease, 103(1), 164-164. https://doi.org/10.1094/PDIS-05-18-0749-PDN

Pourrahim, R., Ahoonmanesh, A., Farzadfar, S., Rakhshandehro, F., & Golnaraghi, A.R. (2004). Occurrence of Arabis mosaic virus and grapevine leaf roll associated virus-3 on grapevines in Iran. Plant Disease, 88(4), 424-424. https://doi.org/10.1094/PDIS.2004.88.4.424A

Rakhshandehroo, F., Pourrahim, R., Zamani Zadeh, H., Rezaee, S., & Mohammadi, M. (2005). Incidence and distribution of viruses infecting Iranian vineyards. Journal of Phytopathology, 153(7‐8), 480-484. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.2005.01006.x.

Rasool, S., Naz, S., Rowhani, A., Diaz-Lara, A., Golino, D.A., Farrar, K.D., & Al Rwahnih, M. (2019). Survey of grapevine pathogens in Pakistan. Journal of Plant Pathology, 101, 725-732. https://doi.org/10.1007/s42161-019-00263-0

Roomi, V., Afsharifar, A., & Izadpanah, K. (2006). Identification, distribution and prevalence of grapevine leafroll associated viruses and grapevine virus A in Iran and their rate of incidence in grapevine cultivars. Iranian Journal of Plant Pathology, 42, 223–240. (In Persian with English abstract).

Sabella, E., Pierro, R., Luvisi, A., Panattoni, A., D’Onofrio, C., Scalabrelli, G., Nutricati, E., Aprile, A., De Bellis, L., Materazzi, A. (2018). Phylogenetic analysis of viruses in Tuscan Vitis vinifera sylvestris (Gmeli) Hegi. PLoS One, 13(7), e0200875. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200875

Song, Y., Hanner, R.H., & Meng, B. (2021). Probing into the effects of grapevine leafroll-associated viruses on the physiology, fruit quality and gene expression of grapes. Viruses, 13(4), 593. https://doi.org/10.3390/v13040593

Zongoma, A.M., Dangora, D.B., Al Rwahnih, M., Bako, S.P., Alegbejo, M.D., & Alabi, O.J. (2017). First report of grapevine leafroll-associated virus 1 infecting grapevines (Vitis spp.) in Nigeria. Plant Disease, 102(1), 258-258. https://doi.org/10.1094/PDIS-07-17-1120-PDN