معرفی گونه Agrobacterium deltaense و گونه ژنومی G19 عامل گال طوقه از میزبان‌های چغندرقند وگل رز برای اولین بار در ایران

کد مقاله : 1531-23IPPC
نویسندگان
1شیراز کیلومتر 12 جاده شیراز اصفهان منطقه باجگاه دانشکده کشاورزی بخش گیاه پزشکی
2بخش گیاهپزشکی.دانشکده کشاورزی.دانشگاه شیراز
3Department of Plant Protection, College of Agriculture, Shiraz Universit
چکیده
باکتری Agrobacterium به عنوان یک باکتری خاکزاد در قرن اخیر به عنوان عامل بیماری‌های گال طوقه و ریشه ریشی در طیف وسیعی ازگونه‌های گیاهان شناخته شده است. گونه A. tumefaciens یک گونه همگن نمی باشد و به همین دلیل به عنوان گونه کمپلکس (A. tumefaciens species complex) معرفی شده است. باتوجه به ماهیت پیچیده اعضای گونه کمپلکس A. tumefaciens ،تاکنون 11 گونه ژنومی در آن مشخص شده است. در حال حاضر 5 گونه ژنومی از 11گونه ژنومی(G2،G4،G7، G8و G14) ، براساس مطالعات مولکولی اسم گونه به انها تعلق گرفته است. در این پژوهش بیماری‌زایی و موقعیت فیلوژنتیکی 12 جدایه Agrobacterium spp همراه با علائم گال از میزبان‌های چغندرقند(Beta vulgaris) و گل رز(spp. Rosa) از استان‌های فارس ،اصفهان و کهکیلویه و بویراحمد مورد بررسی قرار گرفته است. تشخیص مولکولی جدایه‌ها براساس آغازگرهای اختصاصی جنس اگروباکتریوم و Ti پلاسمید،virD2A/virD2C ، tms2F1/ tms2R2 و F8360/F8361 صورت گرفت. آزمون بیماری‌زایی جدایه‌ها بر روی گیاهان گوجه فرنگی(Solanum lycopersicum cv. Sunseed 6189) و کالانکوئه (Kalanchoe blossfeldiana) در شرایط گلخانه انجام شد. مطالعات فیلوژنی با توالی‌یابی ژن‌های gyrB و recA انجام شد ،بدین منظور پس از تکثیر ژنهای gyrB و recA با پرایمرهای F61/R1093 و F7386/ArecAR ، محصول پی‌سی‌ار جهت توالی یابی به شرکت Bioneer (http//:www.Bioneer.com) ارسال شد. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی با استفاده از نرم افزار MEGA 6.06 و روش maximum likelihood انجام شد. دو هفته بعد از مایه زنی علائم گال بر روی گیاهان مایه زنی شده ظاهر شد. همه جدایه‌ها بر روی گیاهان گوجه فرنگی و کالانکوئه بیماری زا بودند. تمام جدایه‌ها قادر به تکثیر قطعات bp224 و bp617 توسط آغازگرهایvirD2A/virD2C و tms2F1/ tms2R2 بودند که نشان دهنده وجود Ti پلاسمید در این جدایه‌ها می باشد. تعلق جدایه‌ها به جنس Agrobacterium با تکثیر قطعه bp453 توسط آغازگر F8360/F8361به اثبات رسید. براساس درخت فیلوژنی حاصل از توالی ترکیبی دو ژن gyrB و recA مشخص شد، که هشت جدایه‌ی اگروباکتریوم جدا شده از میزبان‌های چغندرقند و گل رز متعلق به گونه Agrobacterium deltaense می باشند. در مطالعات قبلی این گونه جدید از میزبان‌های سزبانیا(Sesbania cannabina)،جنس سیب(Malus sp) ،آلوی هندی(Flacourtia indica) جداسازی شده بود . در این پژوهش دو گونه گیاهی چغندرقند و گل رز به عنوان میزبان‌های جدید برای گونه A. deltaense معرفی شدند.گونه ژنومی G3 شامل استرین SB4 جدا شده از چغندرقند از شهرستان اقلید در استان فارس می باشد. سه استرین Rnr، Rnwو Rewجدا شده از گل رز در اصفهان به عنوان یک گونه ژنومی جدید تحت عنوان "G19" معرفی شد. در این پژوهش گونه ژنومی جدید G19از گونه کمپلکس A .tumefaciens برای اولین بار در دنیا پیشنهاد شده است، با این وجود مطالعات بیشتری برای تعیین اینکه آیا گونه ژنومی G19 می تواند به عنوان یک گونه معرفی شود،باید صورت بگیرد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Introduction of new spices Agrobacterium deltaense and genomospecies G19,the causal agent of crown gall from sugar beet and rose in Iran
Authors
hamzeh mafakheri, S.Mohsen Taghavi, Ebrahim Osdaghi
Abstract
Agrobacteria are soil bacteria that for more than a century have been known as causative agent of crown gall and hairy root diseases on a broad range of plant species. since A. tumefaciens is not a homogenous species and that’s why defined as “species complex(“A. tumefaciens species complex”). Five out of eleven genomospecies(G2,G4,G7,G8,and G14) have valid binominals nomenclature .In this study, we determined the pathogenicity and phylogenetic characteristics of 12 strain of Agrobacterium spp. associated with crown galls symptoms on sugar beet(Beta vulgaris) and rose(Rosa spp.) from Fars, Isfahan and Kohgiluyeh-Boyer-Ahmad provinces in Iran. The identity of the bacterial isolates were determined using the Agrobacterium and pTi specific primers virD2A/virD2C ,tms2F1/ tms2R2 and F8360/F8361. Pathogenicity tests were conducted on tomato (Solanum lycopersicum cv. Sunseed 6189) and Christmas kalanchoe (Kalanchoe blossfeldiana) plants in greenhouse conditions. Phylogenetic analysis based on two housekeeping genes – gyrB and recA used in this study. amplification of gyrB and recA genes was performed with F61/R1093 and F7386/ArecAR primers ,respectively and the certificated PCR products were sent to Bioneer Corporation (http//:www.Bioneer.com) to be sequenced via Sanger sequencing technology. Phylogenetic analysis was performed using maximum likelihood method with MEGA 6.06 software. Crown gall symptoms appeared two weeks post inoculation on the tested plants .All strains were pathogenic on tomato and Christmas kalanchoe plants. Amplification of 224 bp and 617 bp fragment using the primer pairs virD2A/virD2C and tms2F1/ tms2R2 in all the 12 isolates confirmed that they possess Ti plasmid . The primer pair F8360/F8361directed to amplify 453 bp fragment in all isolates indicating that these isolates belong to Agrobacterium spp. Phylogenetic analysis based on the data set of concatenated sequences of gyrB and recA genes showed that eight strains isolated from sugar beet and rose were clustered as Agrobacterium deltaense ,based on concatenated sequences of gyrB and recA genes phylogeny. In previously studies, this new species was isolated from Sesbania (Sesbania cannabina), Malus sp. and Indian plum (Flacourtia indica) . In this study two spices plant, sugar beet and rose, were introduced as new hosts for A. deltaense.Genomospecies G3 included only the strain SB4 isolated from sugar beet in Eghlid county, Fars province. Three strains (i.e. Rnr, Rnw and Rew) isolated from rose in 2016 were designated as a new genomospecies G19. In this study we propose a new genomospecies G19 among “A. tumefaciens species complex” (biovar 1).Nevertheless, additional studies are needed to determine if the G19 strains represent a novel species.
Keywords
Agrobacterium tumefaciens species complex, genomospecies, crown gall