بررسی تنوع ژنتیکی و پراکنش ویروس لکه سیاه برگ چغندرقند (Beet black scorch virus) در برخی استان‌های ایران

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

چکیده:
ویروس لکه سیاه برگ چغندر قند (BBSV) یکی از ویروس‌های خاکزاد جدید گزارش شده از مزارع چغندرقند در دنیا است که به لحاظ داشتن علائم مشابه (ریشه ریشی) با ویروس رایزومانیا Beet necrotic yellow veinvirus و احتمالا برخی برهمکنش‌های متقابل با این ویروس اهمیت اقتصادی بالایی دارد. به منظور بررسی پراکنش BBSV در مزارع چغندرقند ایران در سال‌های زراعی 1393-1390 در مجموع 309 مورد نمونه ریشه چغندرقند جمع‌آوری گردید. بررسی نمونه‌ها با استفاده از آزمون RT-PCR نشان داد که 147 مورد از 309 کل نمونه‌ها (48 درصد) به این ویروس آلوده بودند. همچنین این ویروس دارای یک قطعه ماهوارهای است که در 30 مورد (10 درصد) از نمونه‌ها ردیابی گردید. بر این اساس وجود ویروس BBSV در مزارع چغندر قند استان‌های خراسان رضوی، شمالی، جنوبی، لرستان، اردبیل، آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، قزوین، همدان، کرمان، کرمانشاه و زنجان تائید گردید. براساس اهمیت پراکنش جغرافیائی مناطق چغندرکاری و علائم ایجاد شده در گلخانه، 5 جدایه شامل آذربایجان غربی، همدان، خراسان رضوی (مشهد)، خراسان شمالی (شیروان) و کرمانشاه برای بررسی تنوع ژنتیکی انتخاب گردیدند. دو ناحیه مهم شامل پروتئین پوششی و 3'UTR این پنج جدایه با یک جدایه چینی و یک جدایه آمریکائی مورد مقایسه قرار گرفت. در مجموع تحلیل توالی این دو ناحیه نشان داد که جدایه چینی و آمریکائی به یکدیگر شباهت بیشتری دارند تا با جدایه‌های ایرانی. شباهت جدایه‌های ایرانی با جدایه‌های چینی و آمریکائی در هر دو ناحیه حدود 88 درصد بود. در بین جدایه‌های ایرانی میزان شباهت بالا و بین 98 تا 99 درصد بود و تنها جدایه خراسان شمالی (شیروان) با شباهت کمتر در دسته‌ای جدا قرار گرفت. به نظر می‌رسد تفاوت‌ها در ناحیه 3'UTR خیلی مؤثر نبوده و در تمام جدایه‌ها ژنوم ویروس به خوبی بیان و تکثیر می‌گردد. اما در ناحیه پروتئین پوششی تغییرات آمینو اسیدها بخصوص در ناحیه N-terminal در ایجاد علائم و بر همکنش با سایر ویروس‌های خاکزاد تأثیر بسزائی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Genetic diversity and distribution of Beet black scorch virus in Iran

نویسندگان [English]

  • Asghar Samiei
  • Mohsen Mehrvar
  • mohammad zakiaghl
Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Beet black scorch virus(BBSV) is a new soil-borne virus reported from sugar beet fields around the world that in terms of having similar symptoms (root beard) with Beet necrotic yellow vein virus and Probably some mutual interaction with that has high economic importance. For investigation of BBSV distribution in Iran's sugar beet farms a total of 309 samples were collected. Evaluation of test samples with RT-PCR indicated that 147 sample in total (48%) are infected. BBSV also has a satellite that in 30 cases (10%) of the samples was detected. According to this BBSV were detected in sugar beet farms of Khorasan Razavi, North Khorasan, South Khorasan, Lorestan, Ardabil, East Azarbayjan, West Azarbayjan, Ghazvin, Hamedan, Kerman, Kermanshah and Zanjan Provinces. Five isolates for assessment of genetic diversity were selected based on geographical distribution and symptoms in greenhouse including West Azarbayjan, Hamedan, Khorasan Razavi(Mashhad), North Khorasan(shirvan) and Kermanshah. Two important parts including Coat protein and 3'UTR of these isolates were compared with Chinese –N and US –Co isolates. Sequence analysis indicated that Us and Chinese isolates are more resemble together than to Iranians. Resemblance of Iranian isolates to Chinese and US isolates were about 88% in both parts. Iranian isolates were resemble together 98-99%. Only North Khorasan (Shirvan) isolate with less identical batch was separated. It seems that differences in 3'UTR are not effective and in all isolates virus genome well-expressed and translated. But amino acid changes in CP specially N-terminal area are effective in symptoms inducing and interaction with other soil-born Vieruses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • BBSV
  • Iran، PCR، Beta vulgaris
1- Cai Z.N., Chen D.H., Wu M.S., Cui X.M., Yu J.L., and Liu Y. 1993. Identification of pathogenic virus of beet black scorch disease and detection by synthesized cDNA probes. Journal of Beijing Agriculture University, 19:112.
2- Callaway A., Giesman-Cookmeyer D., Gillock E.T., Sit T.L., and Lommel S.A. 2001.The multifunctional capsid proteins of plant RNA viruses. Annual Review of Phytopathology, 39:419-60.
3- Cao Y.H., Cai Z.N., Ding Q., Li D.W., Han C.G., Yu J.L., and Liu Y. 2002. The complete nucleotide sequence of Beet black scorch virus (BBSV), a new member of the genus Necrovirus. Archive of Virology, 147:2431-2435.
4- Cao Y., Yuan X., Wang X., Guo L., Cai Z., Han C., Li D., and Yu J. 2006. Effect of beet black scorch virus coat protein on viral pathogenicity. Progress in Biochemistry and Biophysics, 33:127-134.
5- Cui X.M., Gong Z.X., and Yu N.J. 1988. Studies on two virus isolates from sugar beet in Xinjiang. Journal of Shihezi Agriculture College, 10:78.
6- Gonzàles-Vàzquez M., Ayala J., Garcia–Arenal F., and FraileA. 2009. Occurrence of Beet black scorch virus infecting sugar beet in Europe. Plant Disease, 93:21-24.
7- Jiang J.X., Zhang J.F., Che S.C., Yang D.J., Yu J.L., Cai Z.N., and Liu Y. 1999.Transmission of beet blackscorch virus by Olpidium brassicae. Journal of Jiangxi Agriculture University, 21:525-528.
8- Koenig R., and Valizadeh J. 2008. Molecular and serological characterization of an Iranian isolate of Beet black scorch virus. Archive of Virology, 153:1397-400.
9- Mehrvar M., and Bragard C.G. 2008. Distribution and characterization of iranian beet black scorch virus. Proceedings of the seventh symposium of the international working group on plant viruses with fungal vectors, 1:1-5.
10- Mehrvar M., and Bragard C.G. 2009. Beet black scorch virus satellite is linked with a single adenine within the virus 3'untranslated region and contains a partial argonaute sequence. Journal of General Virology.
11- Qu F., Ren T., and Morris T.J. 2003. The coat protein of turnip crinkle virus suppresses posttranscriptional gene silencing at an early initiation step. Journal of Virology, 77:511-22.
12- Shen R., and Miller W.A. 2007. Structures required for poly (A) tail-independent translation overlap with, but are distinct from, cap-independent translation and RNA replication signals at the 3' end of Tobacco necrosis virus RNA. Virology, 35:844-858.
13- Weiland J.J., Larson R.L., Freeman T.P., and Edwards M.C. 2006. First report of beet black scorch virus in the United States. Plant Disease, 90:828.
14- Weiland J.J., Van Winkle D., Edwards M.C., Larson R.L., Shelver W.L., Freeman, T.P., and Liu H.Y. 2007. Characterization of a U.S. Isolate of Beet black scorch virus. Phytopathology, 97:1245-54.
15- Yuan X., Cao Y., Xi D., Guo L., Han C., Li D., Zhai Y., and Yu J. 2006. Analysis of the subgenomic RNAs and the small open reading frames of Beet black scorch virus. Journal of General Virology, 87:3077-86.
16- Zhang Y.J., Zhang X.F., Niu S.F., Han C.G., Yu J.L., and Li D.W. 2011. Nuclear localization of Beet black scorch virus capsid protein and its interaction with importina. Virus Research,155:307–15.
17- Zhang X.F., Zhao X.F., Zhang Y.J., Niu S.F., Qu F., Zhang Y.L., Han C.G., Yu J.L., and Li D.W. 2013. N-terminal basic amino acid residues of beet black scorch virus capsid protein play a critical role in virion assembly and systemic movement. Virology,10:200.
18- Zhao X.F., Wang X.L., Dong K., Zhang Y.L., Hu Y., Zhang X., Chen Y., Wang X.B., Han C.G., Yu J.L. and Li D. 2015. Phosphorylation of Beet black scorch virus coat protein by PKA is required for assembly and stability of virus particles. Nature.com/Scientific reports, 5:11585.