تأثیر آلودگی به واریانت ملایم ویروئید غده دوکی سیب زمینی بر پروفیل متابولیکی رقم راتگرز گوجه‌فرنگی *

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسنده

نویسنده

چکیده

ویروئیدها به عنوان کوچک‌ترین عوامل بیمارگر گیاهی متشکل از آر اِن اِ حلقوی تک لا بوده و بدون داشتن ژنوم رمزگذار، قادرند در میزبان گیاهی خود تکثیر شوند. به رغم مطالعات زیاد، هنوز تصویر روشنی از سازوکار بیماری‌زایی ویروئیدها به دست نیامده است. در مطالعه حاضر، پروفیل متابولیکی گوجه‌فرنگی رقم راتگرز آلوده به واریانت ملایم ویروئید غده دوکی سیب‌زمینی (PSTVd) مشخص و با گیاه مایه‌زنی شده با بافر مقایسه شده است. بدین منظور سه برگچه‌ انتهایی برگ سوم گیاهان گوجه فرنگی به صورت مکانیکی با سی دی اِن اِی ویروئید غده دوکی سیب‌زمینی مایه‌زنی شد و 19 روز بعد، نمونه‌برداری از برگ هشتم این گیاهان به انجام رسید. متابولیت‌ها استخراج و به کمک دستگاه GC/MS شناسایی و اندازه‌گیری شده و مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که در سطح آماری P ≤0.2، تعداد 40 متابولیت نسبت به شاهد خود تغییرات معنی‌داری نشان دادند که نتیجه تغییرات در چهارده مسیر متابولیکی در سلول‌های گیاه بود. مسیرهای تغییر یافته در برگ‌های گوجه‌فرنگی آلوده به PSTVd شامل این موارد بودند: پنج مسیر مرتبط با ساخت موم و کوتین، چهار مسیر تولید ترکیبات دفاعی، سه مسیر ساخت هورمون، یک مسیر تولید انرژی و یک مسیر تخریب کلروفیل. با توجه به پیچیدگی پاسخ‌های گیاه به آلودگی به ویروئید، با استفاده از رویکرد متابولومیکس، برهمکنش ویروئید- میزبان بررسی و تغییرات در سطح مسیرهای بیوشیمیایی گیاه مورد بحث قرار گرفته است.   

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

EFFECT OF INFECTION BY MILD VARIANT OF POTATO SPINDLE TUBER VIROID ON METABOLIC PROFILES OF TOMATO CULTIVAR ‘RUGERS’*

نویسنده [English]

  • S. A. A. BAGHERIAN
چکیده [English]

Viroids, the smallest known pathogens, consist of small circular single-stranded RNA with non-coding genome but having autonomous replication in their plant hosts. Despite many studies, the mechanism of viroid pathogenesis has still remained unclear. Recently, studying the effects of viroid infection on host gene expression utilizing cDNA microarrays have yielded only a low-resolution snapshot of viroid-host interaction. In the present study, the metabolic profile of susceptible tomato cultivar ‘Rutgers’ infected by mild variant of PSTVd was compared with those of mock inoculated plants. Three terminal leaflets of the third true leaf of tomato were mechanically inoculated with PSTVd cDNAs and samples were taken from eighth leaf, 19 days post inoculation. Metabolites were extracted, identified and quantified with GC/MS and subjected to statistical analyses. Results showed that 40 unique metabolites showed significant difference over their controls at P≤0.2, which was brought about by changes in 14 metabolic pathways. The affected pathways in PSTVd infected leaves of tomato included five cutin and wax biosynthesis pathways,  four pathways that produce defense related compounds, three hormone biosynthesis pathways, an energy generator pathway, and a chlorophyll degradation pathway. As host plant responses to viroid infection are complicated, employing metabolomics approach, viroid-host interaction was studied and changes in biochemical pathways of plant discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potato spindle tuber viroid
  • Gas chromatography/mass spectrometry
  • Metabolomic profiling
  • Plant-pathogen interaction