شناسایی بیوانفورماتیک دو ویروس جدید از پسته ایرانی

نوع مقاله : مقاله کوتاه پژوهشی

نویسندگان

1 گروه گیاهپزشکی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان، ایران

3 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. گروه گیاهپزشکی

چکیده

پسته یکی از گیاهان پر اهمیت اقتصادی بوده و به خانواده Anacardiaceae تعلق دارد. گزارش‌های مرتبط با عوامل ویروسی در این گیاه به ویروئید کوتولگی رازک، آمپلوویروس آ پسته و ویروس ب پسته محدود است. در مطالعه حاضر به منظور بررسی حضور احتمالی ویروس‌ها در پسته ایرانی به واکاوی داده‌های ترنسکریپتومیک عمومی پرداخته شد. دوازده داده با خوانش جفت شده از پایگاه داده SRA قابل دسترس در وب‌سایت NCBI اخذ گردید. آر‌ان‌اِ‌های گیاهی پس از همردیف سازی داده‌ها بر روی ژنوم مرجع پسته به وسیله نرم‌افزار Hisat2، حذف گردید. توالی‌های غیر گیاهی به وسیله نرم افزارهای MEGAHIT و Trinity مونتاژ و نتیجۀ حاصله به منظور شناسایی توالی‌های ویروسی توسط نرمافزار BLASTx در توالی‌های مرجع ویروسی مورد جستجو قرار گرفت. دو ویروس ناشناس متعلق به خانواده Kitaviridae شناسایی و موقتاً ویروس ایکس پسته (MT334618-20) و ویروس وای پسته (MT362605-06) نام گذاری گردیدند. بر اساس ساختار ژنوم، تشابه ژنتیکی و روابط فیلوژنتیک پیشنهاد می‌شود این دو ویروس ناشناخته به ترتیب به عنوان عضوی از جنس‌های Higrevirus و Cilevirus در نظر گرفته شوند. تعداد بالای توالی‌های ویروسی در نمونه‌های ریشه و برگ، احتمال آلودگی سیستمیک ویروسی ایکس پسته را مطرح می‌نماید. براساس بررسی‌های صورت گرفته، این اولین گزارش از توالی ژنومی عامل ویروسی احتمالی بر روی پسته ایرانی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

In silico identification of two novel viruses on Iranian pistachio

نویسندگان [English]

  • Musa Mohammadi 1
  • Ahmad Hosseini 2
  • Saeed Nasrollanejad 3
1 Department of Plant Protection, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
2 Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Vali-e-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran
3 Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Department of Plant Protection
چکیده [English]

The pistachio is a commercial nut crop that belongs to the family Anacardiaceae. Reports for viral agents of this plant are limited to hop stunt viroid, pistachio ampelovirus A, and pistacia virus B. We investigated of the presence of viruses in Iranian Pistacia vera by analyzing publicly available RNA-Seq data. Twelve paired-end datasets were retrieved from the Sequence Read Archive (SRA) database of NCBI. Transcriptomic data were mapped to P. vera reference genome using Hisat2 to eliminate plant RNAs. The remaining data were de novo assembled by MEGAHIT and Trinity programs and the resultant contigs subsequently were queried versus viral reference sequences using BLASTx. Two novel viruses related to the family Kitaviridae were identified and tentatively named “pistachio virus x” (MT334618-20) and “pistachio virus y” (MT362605-06). Based on the genome structure, sequences similarity, and phylogenetic relationships we propose these novel viruses as possible members of genera Higrevirus and Cilevirus. High reads number on different plant tissues, root and leaf, of pistachio virus x led us to make a conclusion on possible systemic infection of this virus on Pistacia vera. To the best of our knowledge, it is the first report of possible viral agent from Iranian pistachios.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RNA-Seq
  • Kitavirdae
  • Pistachio
  • Virus
  • RNA

مراجع

Al Rwahnih M. Rowhani A. Westrick N. Stevens K. Diaz-Lara A. Trouillas FP et al. 2018. Discovery of viruses and virus-like pathogens in pistachio using high-throughput sequencing. Plant Disease 102(7):1419–25.
Bolger  A. M. Lohse M. Usadel B. 2014. Trimmomatic: A flexible trimmer for Illumina Sequence Data. Bioinformatics btu170.
Buzkan N. Chiumenti M. Massart S. Sarpkaya K. Karadağ S. Minafra A. 2019. A new emaravirus discovered in Pistacia from Turkey. Virus Research 263:159–63.
Elleuch A. Hamdi I. Ellouze O. Ghrab M. Fkahfakh H. Drira N. 2013. Pistachio (Pistacia vera L.) is a new natural host of Hop stunt viroid. Virus Genes 47(2):330–7.
Ciuffo M. Kinoti W. M. Tiberini A. Forgia M. Tomassoli L. Constable F. E. et al. 2020. A new blunervirus infects tomato crops in Italy and Australia. Archives of Virology 165(10):2379–84.
Darriba D. Posada D. Kozlov A. M. Stamatakis A. Morel B. Flouri T. 2020. ModelTest-NG: A New and Scalable Tool for the Selection of DNA and Protein Evolutionary Models. Molecular Biology and Evolution 37(1):291–4.
Gilbert K. B. Holcomb E. E. Allscheid R. L. Carrington J. C. .2019. Hiding in plain sight: New virus genomes discovered via a systematic analysis of fungal public transcriptomes. PLoS ONE 14:1–51.
Grabherr M. G. Haas B. J. Yassour M. Levin J. Z. Thompson D. A. Amit I. et al. 2011. Full-length transcriptome assembly from RNA-Seq data without a reference genome. Nature Biotechnology 29(7):644–52.
Kim D. Paggi JM. Park C. Bennett C. Salzberg SL. 2019. Graph-based genome alignment and genotyping with HISAT2 and HISAT-genotype. Nature biotechnology 37(8):907-15.
Kozlov A. M. Darriba D. Flouri T. Morel B. Stamatakis A. 2019. RAxML-NG: a fast, scalable and user-friendly tool for maximum likelihood phylogenetic inference. Bioinformatics 35(21):4453–5.
Leinonen R. Sugawara H. Shumway M. 2010. International Nucleotide Sequence Database Collaboration. The sequence read archive. Nucleic acids research 39:19-21.
Li D. Liu C. M. Luo R. Sadakane K. Lam T. W. 2015. MEGAHIT: an ultra-fast single-node solution for large and complex metagenomics assembly via succinct de Bruijn graph. Bioinformatics 31(10):1674–6.
Li H. Handsaker B. Wysoker A. Fennell T. Ruan J. Homer N. et al. 2009. The Sequence Alignment/Map format and SAMtools. Bioinformatics 25(16):2078–9.
Li H. Durbin R. 2009. Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics 25(14):1754–60.
Maddahian M. Massumi H. Heydarnejad J. Hosseinipour A. Khezri A. Sano T. 2019. Biological and molecular characterization of hop stunt viroid variants from pistachio trees in Iran. Journal of Phytopathology. 167: 163– 173.
Melzer M. J. Sether D. M. Borth W. B. Hu J. S. 2012. Characterization of a virus infecting Citrus volkameriana with citrus leprosis-like symptoms. Phytopathology, 102(1):122–7.
Nury S, Hosseini A, Gibbs AJ, Mohammadi M (2020) Poison hemlock virus Y (PHVY), a novel potyvirus from Iranian Conium maculatum (Apiaceae). Australasian Plant Pathology 49(2):119–26.
Read D. A. Muoma J. Thompson G. D. 2020. Metaviromic analysis reveals coinfection of papaya in western Kenya with a unique strain of Moroccan watermelon mosaic virus and a novel member of the family Alphaflexiviridae. Archives of Virology 165(5):1231–4.
Quito-Avila D. F. Freitas-Astúa J. Melzer M. J. 2020. Bluner-, Cile-, and Higreviruses (Kitaviridae). Reference Module in Life Sciences 1–5.
Zeng L. Tu XL. Dai H. Han FM. Lu BS. Wang M. S. et al. 2019. Whole genomes and transcriptomes reveal adaptation and domestication of pistachio. Genome Biology 20(1):1–13.
 
بیماریهای گیاهی
دوره 57، شماره 1
خرداد 1400
صفحه 81-85

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار