جداسازی و آنالیز فیلوژنتیکی یک جدایه ویروس پیچیدگی برگ شلغم از گیاه تاتوره

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری بیماری شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 استاد بخش گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

ویروس پیچیدگی برگ شلغم (Turnip curly top virus,TCTV) به­ عنوان ویروس تیپ جنس Turncurtovirus از خانواده Geminiviridae چند سال قبل از ایران گزارش گردید. این ویروس دارای دامنه میزبانی وسیعی در میان سبزیجات و علف‌های هرز است. در این پژوهش، آلودگی گیاه تاتوره (Datura stramonium L.) با علائم زردی عمومی، پیچیدگی شدید و فنجانی شدن برگ‌ها با استفاده از آزمون پی سی آر، به TCTV اثبات گردید. سپس طول کامل ژنوم ویروس با تلفیق پی سی آر و روش تکثیر دایره غلتان (rolling circle amplification, RCA) و استفاده از یک جفت آغازگر همپوشان تکثیر و بعد از همسانه‌سازی، در ناقل pJET1.2 تعیین ترادف گردید و ترادف بدست آمده به لحاظ فیلوژنتیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که جدایه تاتوره دارای بیشترین و کمترین میزان شباهت (بترتیب 2/99 و 8/85 درصد) با جدایه‌های همین ویروس می‌باشد که پیشتر بترتیب از گیاهان شلغم و ترب گزارش شده‌اند. به رغم مشابهت بالای ترادف نوکلئوتیدی ژنوم جدایه تاتوره با جدایه شلغم، پروتئین rep رمزشده توسط جدایه تاتوره در انتهای N-terminal دارای 14 اسیدآمینه بیشتر است. در میان نژادهای پنج گانه TCTV، جدایه تاتوره متعلق به نژاد C بوده و در کنار جدایه‌هائی قرار می‌گیرند که قبلا از گیاه شلغم یا از بدن زنجرک‌ها گزارش شده است. نتایج این تحقیق، بار دیگر دامنه میزبانی وسیع تِرنکِرتوویروس‌ها در علف‌های هرز و نقش آن­ها را در آلودگی سبزیجات تائید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Isolation and phylogenetic analysis of the jimsonweed isolate of Turnip curly top virus

نویسندگان [English]

  • M. Kamali 1
  • J. Heydarnejad 2
  • H. Massumi 2
چکیده [English]

Turnip curly top virus (TCTV) is a type member of the genus Turncurtovirus previously reported from Iran. TCTV has a wide host range among vegetables and weeds. In this study, the TCTV infection of the symptomatic jimsonweed (Datura stramonium L.) showing general yellowing, severe curling and cup-shaped leaves was confirmed by PCR. Full-length genome of this isolate was amplified using combination of the PCR and rolling circle amplification (RCA) and cloned into the pJET1.2 vector. Resulted nucleotide sequence indicated that the jimsonweed isolate of TCTV shares maximum and minimum identities (85.8-99.2%) with turnip and radish isolates of TCTV, respectively. In spite of high similarity between full-length nucleotide sequence of jimsonweed and several GenBank isolates, predicted rep protein of the jimsonweed isolate has an additional 14 amino acid residues at the N-terminal. Among five TCTV strains, the jimsonweed isolate was classified in the strain C with turnip and leafhopper isolates of the virus. Results of this study again confirm wide host range of turncurtoviruses in weeds and the role of wild species in infection of vegetables.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geminivirus
  • Turncurtovirus
  • Turnip curly top virus
  • jimsonweed
  • rolling circle amplification
 

Bennett C.W. 1971. The Curly Top Disease of Sugar Beet and Other Plants. St Paul, MN, APS Press, Monograph No. 7.

Briddon R.W., Heydarnejad J., Khosrowfar F., Massumi H., Martin D. and Varsani A. 2010. Turnip curly top virus, a highly divergent geminivirus infecting turnip in Iran. Virus Research 152: 169–175.

Brown J.K., Fauquet C.M., Briddon R.W., Zerbini M., Moriones E., Navas-Castillo J. 2012. Geminiviridae. In: King A.M.Q., Adams M.J., Carstens E.B., Lefkowitz E.J. (eds) Virus taxonomy: classification and nomenclature of viruses: ninth report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier Academic Press, San Diego, pp 351–373.

Edgar R.C. 2004. MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput. Nucleic Acids Research 32: 1792-1797.

Farzadfar Sh. and Pourrahim R. 2013. Wild radish (Raphanus raphanistrum) a new host for Turnip curly top virus. Proceeding of the 7th International Geminivirus Symposium and 5th International ssDNA Comparative Virology Workshop, Hangzhou, China. (http://www.geminivirus.org/doc/Program_and_Abstracts.pdf) (accessed 7 January 2014).

Gharouni-Kardani S., Heydarnejad J., Zakiaghl M., Mehrvar M. Kraberger S. and Varsani A. 2013. Diversity of Beet curly top Iran virus isolated from different hosts in Iran. Virus Genes 46: 571–575.

Kamali M., Heydarnejad J., Pouramini N., Massumi M. Farkas K., Kraberger S. and Varsani A. 2017. Genome sequences of Beet curly top Iran virus, Oat dwarf virus, Turnip curly top virus, and Wheat dwarf virus identified in leafhoppers. Genome Announcement 5: 1-2.

Kamali M., Heydarnejad J., Massumi H., Kvarnheden A., Kraberger S. and Varsani A. 2016a. Molecular diversity of turncurtoviruses in Iran. Archives of Virology 161: 551-561.

Kamali M., Heydarnejad J., Massumi H. and Shamshiri M. 2016b. Isolation of a new turncurtovirus from leafhoppers vector in Kerman province. Proceeding of the 22nd Iranian Plant Protection Congress. Iran, Karaj p. 11.

Krenz B., Thompson J.R., Fuchs M. and Perry K.L. 2012. Complete genome sequence of a new circular DNA virus from grapevine. Journal of Virology 86: 7715.

Liang P., Navarro B., Zhang Z., Wang H., Lu M., Xiao H., Wu Q., Zhou X., Di Serio F. and Li S. 2015. Identification and characterization of a novel geminivirus with monopartite genome infecting apple trees. Journal of General Virology 96: 2411-20.

Loconsole G., Saldarelli P., Doddapaneni H., Savino V., Martelli G.P. and Saponari M. 2012. Identification of a single-stranded DNA virus associated with citrus chlorotic dwarf disease, a new member in the family Geminiviridae. Virology 432: 162–172.

Muhire B.M., Varsani A. and Martin D.P. 2014. SDT: a virus classification tool based on pairwise sequence alignment and identity calculation. PLoS ONE 9: e108277.

Razavinejad S. and Heydarnejad J. 2013. Transmission and natural hosts of turnip curly top virus. Iranian Journal of Plant Pathology49: 83-91.

Razavinejad S., Heydarnejad J., Kamali M., Massumi H., Kraberger S. and Varsani, A. 2013. Genetic diversity and host range studies of turnip curly top virus. Virus Genes 46: 345–353.

Shepherd D.N., Martin D.P., Lefeuvre P., Monjane A. L., Owor B.E., Rybicki E.P. and Varsani A. 2008. A protocol for the rapid isolation of full geminivirus genomes from dried plant tissue. Journal of Virological Methods 149: 97-102.

Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A. and Kumar S. 2013. MEGA6: Molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution 30: 2725-2729.

Varma A. and Malathi V. G. 2003. Emerging geminivirus problems: A serious threat to crop production. Annals of Applied Biology 142: 145–164.

Varsani A., Roumagnac P., Fuchs M., Navas-Castillo J., Moriones E., Idris A., Briddon R.W., Rivera-Bustamante R., Murilo Zerbini F. and Martin D.P. 2017. Capulavirus and Grablovirus: two new genera in the family Geminiviridae. Archives of Virology 162: 1819-1831.

Zerbini F.M., Briddon R.W., Idris A., Martin D.P., Moriones E., Navas-Castillo J., Rivera-Bustamante R., Rougmanac P. and Varsani A., ICTV Report Consortium (2017) ICTV Virus Taxonomy Profile: Geminiviridae. Journal of General Virology 98: 131–133

Zhang Y.P., Uyemoto J.K. and Kirkpatrick B.C. 1998. A small-scale procedure for extracting nucleic acids from woody plants infected with various phytopathogens for PCR assay. Journal of Virological Methods 71: 45-50.