وقوع نوترکیبی-داخلی در ناحیه 3’-UTR جدایه‌های ایرانی Beet black scorch virus

نویسندگان
بخش تحقیقات ویروس‌های گیاهی، موسسه تحقیقات گیاهپزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران
چکیده
ویروس سوختگی سیاه چغندرقند (Beet black scorch virus-BBSV) گونه‌ی از جنس Betanecrovirus، از خانواده Tombusviridae، می‌باشد و یکی از عوامل مهم تهدید جدی برای محصول چغندرقند شناخته می‌شود. این ویروس از برخی مناطق کشت چغندرقند در کشور گزارش شده است. گیاهان چغندرقند آلوده به ویروس سوختگی سیاه چغندرقند (BBSV) علائم سوختگی بصورت لکه‌های نکروزه در برگ و نیز غده‌ها، نشان می‌دهند. اگرچه در برخی موارد علائم برگی همراه با BBSV دیده نشده است ولی علائم ریشه‌ریشی همراه با این ویروس، همانند علائم ایجاد شده توسط ویروس رگبرگ زرد نکروتیک چغندرقند (Beet necrotic yellow vein virus-BNYVV) گزراش شده است. جدایه‌های مورد استفاده در این بررسی از نمونه‌های خاک آلوده جمع‌آوری شده از مناطق مختلف استان‌های شمال غرب و نیز شمال شرق تهیه و برای مطالعه در گلخانه نگه‌داری شدند. نمونه‌های خاک جمع‌آوری شده با ماسه اتوکلاو شده مخلوط و بذر حساس رقم جلگه در این خاک‌ها کشت گردید. پس از شش هفته از محلول Tri-reagent برای استخراج آر.ان.ای کل (total RNA) از ریشه‌های چغندرقند استفاده شد و ناحیه ژنومی 3’UTR با بکارگیری آغازگرهای اختصاصی تکثیر و سپس تعیین توالی گردیدند. توالی‌های به دست آمده با توالی‌های موجود در بانک ژن مقایسه و آنالیز تبارزایی با روش Neighbor Joining (NJ) موجود در نرم افزار MEGA5 و بررسی احتمال نوترکیبی با استفاده از نرم‌افزار RDP4 انجام گرفت. نتیجه به دست آمده نشان داد که حداقل دو زیر جمعیت از این ویروس در شمال غرب و شمال شرق وجود دارد و جدایه‌های این ویروس اخیرا انشقاق یافته‌اند. نوترکیبی یکی از عوامل اصلی در بروز استرین‌های جدید ویروسی است و شدیدا ساختار ژنومی ویروس-های گیاهی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. به نظر وقوع نوترکیبی داخلی در ناحیه 3’UTR، در ظهور این زیرجمعیت نقش داشته است. این اطلاعات برای اصلاحگران نباتی در برنامه‌های اصلاح ارقام چغندرقند مقاوم یا متحمل به ویروس‌های خاکزی چغندرقند از جمله BBSV دارای اهمیت خاص می‌باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Incidence of intra-recombination in 3’UTR of Iranian Beet black scorch virus
Authors
Shirin Farzadfar, Reza Pourrahim
Abstract
Beet black scorch virus (BBSV) a species of the Betanecrovirus genus, in the family Tombusviridae are among the drastic and considerable threat to sugar beet (Beta vulgaris) field crops worldwide. In recent years, the infection of BBSV has been reported form some Iranian sugar beet cultivation areas. This virus induces severe, systemic disease symptoms by black scorching leaves tips, necrotic fibrous roots and severe stunting of affected sugar beet plants. Although in some case it did not induce black scorching on the leaves but showed exacerbated symptoms like of rhizomania, which induced by Beet necrotic yellow vein virus-BNYVV. The isolates used in this study were isolated from soil samples collected from various sugar beet fields in North-West and North-East Iran provinces and were assayed for virus reaction in greenhouse tests. Soil samples used consisted of autoclaved sand and BBSV-infested soil. Soil samples were mixed in equal parts with autoclaved sand to facilitate ease of root removal of susceptible cultivar Jolge plants at harvest. After six weeks, total nucleic acids were extracted using Tri-reagent from root sugar beet samples and the 3’UTR region were amplified using specific primes and sequenced. The sequences of BBSV isolates were compared to process a comprehensive overview of the genetic diversity in BBSV. Phylogenetic analyses using Neighbor Joining (NJ) implemented in MEGA5, partitions most of the BBSV sequences into two major groups. The Iranian subpopulation in North-West has become more diverged recently. Genetic recombination is critical in the formation of new virus strains. Furthermore, it also strongly shapes the genomes of plant RNA viruses. It seems that intra-recombination in 3’UTR has critical role in emergence of this sub-population. This information is important in breeding programs for sugar beet cultivars resistant to sugar beet soil-borne viruses including BBSV.
Keywords
Beet black scorch virus, recombination