اتیولوژی بیماری موزاییک انجیر در استان فارس توسط نسل جدید توالی یابی

کد مقاله : 1071-23IPPC
نویسندگان
1اصفهان امیریه مرکز تحقیقات کشاورزی
2دانشگاه شیراز
چکیده
بیماری موزائیک انجیر از دیرباز در تمام مناطق انجیرکاری ایران دیده می شود و از نظر اقتصادی دارای اهمیت ویژه ای است. این بیماری دارای علائم بسیار متغییری است و در نتیجه آلودگی به بیمارگرهای ویروسی مختلف به تنهایی و یا در اثر ترکیب آن ها و ایجاد حالت سینرژیستی ایجاد می شود و به همین دلیل اتیولوژی ان بطور دقیق مشخص نیست، اگر چه که چندین ویروس از مناطق مختلف ایران گزارش شده است. اپیدمی ایجاد شده در سالهای اخیر در انجیرستان های استان فارس به عنوان یکی از مناطق مهم انجیر کاری ایران اهمیت شناخت دقیق عوامل کمپلکس ایجاد کننده بیماری موزاییک انجیر را خاطر نشان کرد. نسل جدید توالی یابی(NGS) ابزاری برای مطالعه عوامل ایجاد کننده بیماریهای ویروسی در گیاهان است. چالش اصلی برای شناخت پروفایل ویروسی انجیرهای آلوده توسط روش NGS استخراج آر. ان. ای ویروسی و تفکیک آن درآنالیزهای ژنومی از آر.ان.ای گیاه میزبان است به خصوص در گیاه انجیر که ترادف کامل ژنوم موجود نمی باشد. عدم دسترسی به ترادف گیاه میزبان از چالش های اصلی در آنالیز ترادف های بدست امده بود که با روش گردایش de novo انجام گردید. به منظور دسترسی به پروفایل ویروسهای ایجاد کننده بیماری در اپیدمی بیماری موزاییک انجیر آر. ان.ای از برگهای گیاهان سالم و آلوده استخراج و با روش Illumina HiSeq توالی یابی انجام گردید .نتایج نشان دهنده این بودکه به ترتیب ویروسهای fig fleck associated virus(FFKaV) ، Fig badnavirus1(FBV-1) ، Fig mosaic virus(FMV) در باغ های الوده به طور توام وجود دارند. در این بررسی ترادفهای بدست امده از گیاه سالم (5,116 مگاباز) و گیاهان آلوده (4,852 مگاباز) با یکدیگر مقایسه شده و ترادف های مربوط به گیاه انجیر میزبان مشخص و توالی های ویروسی بطور جداگانه مورد ارزیابی و مقایسه در بانک ژن قرار گرفتند. استفاده از NGS روشی سریع و موثر را در تشخیص پروفایل بیماریهای ویروسی گیاهان به خصوص در درختان انجبر فراهم میکند.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Etiology of fig mosaic disease in fig orchrds of Fars province by NGS
Authors
maryam Rastegar, alireza afsharifar, keramatolah izadpanah, esmaeil ebrahimi
Abstract
Fig mosaic (FMD) is a common disease infig orchards in Iran with high economic importance its etiology is not fullyclarified. Association of different viruses and variation of symptoms suggest that FMD may be caused by the synergistic effects inmixed-infection of several viruses. Although FMD has been seen in Iran since some decades ago, high current incidence in fig orchards of Fars province, as one of the main fig production regions, create a national alarm which necessitates better understanding of the viral complex associated with the disease. Next generation sequencing (NGS) offers a beneficial tool to studying the virome profile of diseases. The main challenge in identifying the virome profile of infected fig by NGS is that separation of RNAs of viruses from those of the host plant is difficult. Consequently, the virome metagenome needs to be analysed with the host RNA (fig). Unavailability of full genome of fig adds another level of complexity to the analysis. In this study, we developed a pipeline for detection of viral sequences based on RNASeq de novo assembly of short reads in healthy fig (to make reference genome). To this end, total RNA from leaves of healthy and fig-mosaic-infected plants were sequenced using Illumina HiSeq 2000 high throughput sequencing (as 100 bp, paired end short reads) to determine the pathogenic virome profile of FMD in Fars province. The obtained sequences (4,852 megabases) in infected plants were compared with those obtained from healthy fig (5,116 megabases). Then, viral + fig sequences were mapped to the constructed reference genome. Fig infecting viral sequences were collected from unmapped reads. The obtained viral short reads were used to construct contigs and were subjected to blast analysis against NCBI to identify the virome profile in infected figs. The results demonstrated the existence of fig fleck-associated virus (FFKaV), fig badnavirus-1 (FBV-1), and fig mosaic virus (FMV) in fig leaves of infected plant. This method provides a rapid and cost-effective pipeline for detection of virome profile of infected fig using the mixed RNA sequences of viruses and fig.
Keywords
Fig mosaic disease, Next generation sequencing