تعیین توالی کامل یک جدایه ایرانی ویروس موزاییک چغندرقند
کد مقاله : 1203-23IPPC
نویسندگان
1ایران - گلستان - کلاله - شهرک امام علی - خیرین 6
2گروه گیاهپزشکی، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان
چکیده
ویروس موزاییک چغندر (Beet mosaic virus, BtMV)، تنها پوتی‌ویروس آلوده‌کننده چغندرقند بوده و امروزه در اکثر چغندرکاری‌های جهان پراکنش دارد. در مطالعه حاضر به‌منظور درک بهتر موقعیت فیلوژنتیکی BtMV در بین سایر پوتی ویروس‌ها و همچنین ارتباط آن با دیگر جدایه های این گونه ویروسی در جهان، یک جدایه ایرانی این ویروس توالی‌یابی کامل و با رس‌شمار KY012334 ثبت گردید. برای توالی‌یابی کامل ژنوم BtMV، از روش RT-PCR با بهره‌گیری از آغازگرهای دژنره عمومی پوتی‌ویروس‌ها، آغازگرهای اختصاصی طراحی شده و همچنین روش 5’-RACE استفاده گردید. آغازگرهای اختصاصی بر اساس توالی جدایه چینی(با رس‌شمار DQ674264.1) و با استفاده از نرم‌افزارهای Vector NTI Advance™ 11 و Primer-BLAST طراحی گردیدند. پس از ویرایش نتایج توالی‌یابی و حذف توالی‌های همپوشان، نرم‌افزار تحت‌وب ORF Finder به‌منظور شناسایی ORF احتمالی مورداستفاده قرار گرفت. برای پیدا کردن سایت‌های برش و موتیف‌های حفاظت‌شده، ژنوم جدایه ایرانی همراه با سایر جدایه‌های دیگر در نرم‌افزار MEGA-7 موردبررسی قرار گرفت. بررسی‌های فیلوژنتیک به کمک نرم‌افزارهای MAFFT-7، prottest-3.4.2، RAxML-8 و FigTree-1.4.3 انجام گرفت. ژنوم جدایه ایرانی بدون در نظر گرفتن دنباله poly-A، 9591 باز طول دارد. بخش‌های 5’-UTR و 3’-UTR به ترتیب حاوی 165 و 168 باز می‌باشند. ترکیب نوکلئوتیدی ژنوم مانند سایر پوتی‌ویروس‌ها به‌صورت 56% A+U و 44% G+Cمی‌باشد. موتیف‌های اصلی پوتی ویروس‌ها، چهارچوب خوانش باز پلی‌پروتئینی و چهارچوب خوانش باز PIPO در این جدایه شناسایی گردید. چهارچوب خوانش اصلی، پلی‌پروتئینی به طول 3086 آمینواسید را کد می‌کند و نه سایت برش روی این پلی‌پروتئین شناسایی شد. بررسی‌های فیلوژنتیک نشان داد که پوتی‌ویروس‌ها خود به دو ابر گروه PVY و BCMV تقسیم می‌شوند. البته دو گروه پوتی‌ویروسی دیگر با نام‌های SCMV و OYDV که به ترتیب شامل پوتی‌ویروس‌های آلوده‌کننده غلات و گیاهان پیازدار می‌باشند، مستقل از این دو ابر گروه قرار می‌گیرند. تمامی جدایه‌های BtMV در ابر گروه BCMV قرار داشته و گروه مونوفایلتیکی را شکل می‌دهند. در این گروه جدایه USA در مقایسه با سایر جدایه‌‌ها بسیار متمایز بوده و نسبت به آن‌ها موقعیت خواهری دارد، همچنین جدایه ایرانی همراه با دو جدایه China-Xi و Germany بسیار نزدیک به هم بوده و یک گروه را تشکیل می‌دهند. جدایه نوترکیب China-IM نیز بین جدایه USA و سایر جدایه‌‌ها قرار گرفت. این اولین گزارش از تعیین ترادف کامل ژنوم یک جدایه ایرانی BtMV و تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی آن می‌باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Complete nucleotide sequence of Iranian isolate of Beet mosaic virus
Authors
Musa Mohammadi, Ahmad Hosseini, Samin Hosseini
Abstract
Beet mosaic virus (BtMV), the only Potyvirus infecting beets, is distributed worldwide in beet growing areas. In the present study, in order to better understanding of BtMV phylogeny, an Iranian isolate of this virus was full sequenced and submitted to NCBI with KY012334 accession number. For full sequencing of BtMV genome, the PCR method was utilized using degenerate primers and specific primers, also the 5'-RACE method was used. Specific primers were designed based on the sequence of Chinese isolate (DQ674264.1) using Vector NTI Advance™ 11 and Primer-BLAST softwares. After editing the sequencing result and assembling, ORF Finder webserver was used to identify possible ORF. To find cleavage sites and motifs, the genome of Iranian isolate was studied along with other isolates in MEGA7 software. Finally, the phylogenetic study was conducted using the MAFFT-7, prottest-3.4.2, RAxML-8 and FigTree-1.4.3 software. The complete genomes consisted of 9591 nucleotides, excluding the poly-A tails. The genome has a 165 nt 5´-UTR and a 168 nt 3´-UTR. The nucleotide composition of the genome was similar to that of other potyviruses, with 56% A+U and 44% G+C. Common motifs, open reading frame for a polyprotein and PIPO were identified in this isolate. The RNA of virus encodes a single polyprotein of 3086 amino acid residues and has a deduced genome organization typical for the members of the genus Potyvirus. The phylogenetic study showed that potyviruses are divided into two supergroups of PVY and BCMV. Also, two other groups, SCMV and OYDV, which include potyviruses infecting cereals and bulbous plants, are independent of these two supergroups. All BtMV isolates are located in the BCMV supergroup and form a monophyletic clade. In this group, the USA isolate is very distinct and has a sister position to other isolates, and the Iranian isolate along with the two isolates of China-X and Germany, are very close to each other. Also, The China-IM recombinant isolate was found between the isolates of USA and other isolates. This report describes the first full genomic sequence of an Iranian isolate of BtMV and comprehensive phylogenetic analysis of the virus.
Keywords
Beet Mosaic Virus, Phylogeny, sequencing, Primer Design, PCR