مقایسه بیولوژیکی، سرولوژیکی و مولکولی پوتی ویروس‌های گیاهان تیره غلات در ایران

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 مسئول مکاتبه

2 نویسنده

چکیده

تا کنون چندین پوتی ویرید آلوده کننده غلات از ایران گزارش شده‌اند. تنوع وسیع این ویروس‌ها از یک سو و تشابه برخی از آنها از سوی دیگر موجب شد که بازبینی دقیقی جهت تمایز و تشخیص آنها به عمل آید. بدین منظور ویروس موزائیک ایرانی قیاق (Iranian Johnson grass mosaic virus, IJMV) از قیاق شیراز و خوزستان، ویروس موزائیک مرغ (Bermuda grass mosaic virus, BgMV) از مرغ شیراز، ویروس موزائیک نیشکر (Sugarcane mosaic virus, SCMV) از نیشکر استان خوزستان، ویروس موزائیک جنوبی مرغ (Bermuda grass southern mosaic virus, BgSMV) از مرغ جیرفت و صفی آباد خوزستان و جدایه ایرانی ویروس موزائیک کوتولگی ذرت (Maize dwarf mosaic virus, MDMV)از ذرت دشت ناز ساری جمع‌آوری و از نظر خصوصیات سرولوژیک، دامنه میزبانی، ناقل و خصوصیات مولکولی مورد مقایسه و بررسی قرار گرفتند. برای آزمون‌های سرولوژیک از آنتی سرم و ایمونوگلوبولین‌های MDMV-G از آلمان و SCMV، BgMV، BgSMV ، IJMV و MDMV-Ir از ایران استفاده شد. آزمون‌های متداول سرولوژیک مانند نشت دو طرفه در ژل آگاروز (AGD) و الیزا حاکی از این بود که جدایه‌های BgSMV با MDMV-G و MDMV-Ir رابطه سرولوژیک قوی دارند و با آزمون الیزا قابل تفکیک نیستند، ولی در AGD با تشکیل مهمیزک از یکدیگر متمایز می‌شوند. در الکتروفورز پروتئین و آزمون وسترن بلات باند پروتئینی این ویروس‌ها از هم متمایز شدند. به جزBgMV سایر ویروس‌ها با یکدیگر رابطه سرولوژیک دارند. ولی در AGD با تشکیل مهمیزک از یکدیگر متمایز می‌شوند. در مقایسه دامنه میزبانی، کلیه ویروس‌ها (جدایه‌ها) به جز BgMV قادر به آلوده‌سازی ارقام سورگوم و ذرت مورد آزمایش و رشدی بودند. BgSMV وMDMV-Ir  از نظر آلوده‌سازی ارزن مرواریدی از SCMV، BgMV و IJMV  متمایزهستند و IJMV و MDMV-Ir از نظر آلوده‌سازی قیاق (Sorghum halepense) با BgSMV ، SCMV و BgMV تفاوت دارند. آزمون انتقال با شته‌های Rhopalosiphum maidis، R. padi، Schizaphis graminum، Sipha elegans و Hysteroneura sp. انجام گرفت. IJMV و MDMV-Ir از نظر انتقال با این شته‌ها قابل تفکیک نبودند. جدایه‌های BgSMV توسط R. maidis انتقال نیافتند. BgMV تنها با انتقال با شته‌های Hysteroneura sp. و S. elegans از بقیه جدایه‌ها متمایز شد. در مقایسه مولکولی ناحیه میانی ژن پروتئین پوششی این ویروس‌ها با تعدادی از پوتی ویروس‌های غلات در دنیا، جدایه‌های IJMV در یک گروه و در کنار ویروس موزائیک زآ (Zea mosaic virus, ZeMV)، جدایه‌های BgSMV در کنار جدایه‌های MDMV ولی در شاخه‌ای جداگانه، SCMV از ایران در کنار جدایه‌های آمریکا و استرالیا و MDMV از ایران در کنار MDMV از اروپا قرار گرفتند. به طور کلی صرف‌نظر از اعضای جنس Tritimovirus که از گندم و ویروس موزائیک  علف دانه قناری نی مانند (reed canary grass mosaic virus, RCGMV) که ازPhalaris arundinacea گزارش شده است، در ایران از روی گیاهان تیره غلات پنج ویروس Potyviridae تشخیص داده شده است. 1) ویروس‌های IJMV و MDMV که قیاق و ذرت را آلوده می‌کند، 2) ویروس BgSMV  که روی مرغ در مناطق گرمسیری جنوب ایران گسترش دارد و آلودگی طبیعی ذرت به این ویروس نیز مشخص شده است، 3) ویروسSCMV که تاکنون در ایران تنها از نیشکر گزارش شده است و 4) ویروسBgMV  که ویروسی کاملا متمایز است و در ایران تنها روی مرغ شناسایی شده است و در مناطق معتدل و خنک در ایران گسترش وسیعی دارد..

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

BIOLOGICAL, SEROLOGICAL AND MOLECULAR COMPARISONS OF POTYVIRUSES INFECTING POACEOUS PLANTS IN IRAN

نویسندگان [English]

  • M. MASUMI 1
  • A. ZARE 2
  • K. IZADPANAH 2
چکیده [English]

Several potyvirids infecting gramineous plants have been reported from Iran. High level of variation and similarities among these viruses has prompted us to compare them and precisely differentiate them. To this end, Iranian Johnson grass mosaic virus (IJMV) from Shiraz and Khuzistan, Bermuda grass mosaic virus (BgMV) from Bermuda grass in Shiraz, sugarcane mosaic virus (SCMV) from sugarcane in Khuzistan, Bermuda grass southern mosaic virus (BgSMV) from Bermuda grass in Jiroft and Safiabad (Khuzistan), and maize dwarf mosaic virus (MDMV) from maize in Dasht-Naz (Sari) were collected, preliminary tested serologically and compared by host range, transmission, serological and molecular studies. Serological tests of agar gel diffusion (AGD), ELISA and western blot analysis were conducted using MDMV-G (German isolate), MDMV-Ir, BgSMV, IJMV and BgMV antisera or immunoglobulins. The results showed that BgSMV has a close serological relationship with MDMV but in AGD they were differentiated from each other by spur formation. The molecular weight of the coat protein of BgSMV  was higher than that of MDMV. IJMV also differed in the size of coat protein. Serological comparison revealed that IJMV, SCMV, BgSMV and MDMV showed a weak serological relationship with each other, but not with BgMV. In host range studies, all isolates, but BgMV, infected all cultivars of sorghum and maize. Pearl millet was infected only by MDMV and BgSMV isolates. BgMV only infected goose grass. Among viruses, only MDMV-Ir and IJMV were transmissible to Johnson grass. None of the virus isolates could infect wheat, barley and rye. Both IJMV and MDMV-Ir were transmitted to sorghum by Rhopalosiphum padi, R. maidis and Schizaphis graminum. Therefore, MDMV could not be differentiated from IJMV by these vectors. BgSMV was not transmitted by R. maidis. BgMV was distinct from other potyviruses as it was transmissible by Sipha elegans and Hysteroneura sp. For molecular studies a portion of the gene corresponding to CP core region was amplified by RT-PCR, cloned and sequenced. Multiple alignment was performed with some other cereal potyviruses and phylogenetic tree was depicted. Results showed that IJMV isolates were grouped with Zea mosaic virus (ZeMV) in the same clade. MDMV from Iran was grouped with European isolates of this virus. Another clade included BgSMV isolates and isolates of MDMV, although BgSMV isolates were grouped in a separate branch. Iranian isolates of SCMV were close to American and Australian isolates of this virus. In summary, five distinct potyvirid species, not to mention members of Tritimovirus and reed canary grass mosaic virus which infects Phalaris arundinacea, were detected on gramineous species in Iran. IJMV and MDMV infect Johnson grass and maize. BgSMV infects Bermuda grass and is restricted to southern warm regions of Iran. SCMV was only isolated from sugarcane in Iran. BgMV, a completely distinct virus, was detected on Bermuda grass and is widespread in temperate and cold regions of Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • potyvirus
  • Potyviridae
  • cereal potyviruses
  • Maize
  • Sugarcane
  • Bermuda grass
  • Johnson grass
  • Iranian Johnson grass mosaic virus
  • Bermuda grass mosaic virus
  • Bermuda grass southern mosaic virus
  • Maize dwarf mosaic virus
  • Sugarcane mosaic virus
  • Zea mosaic virus
  • cereal aphids