بررسی تنوع ژنتیکی جدایه‌های باکتریایی عامل سوختگی باکتریایی شمعدانی به روش BOX-PCR

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1319-25IPPC
نویسندگان
1دانشگاه شیراز
2استاد دانشگاه شیراز
3هیات علمی
4پردیس کشاورزی دانشگاه تهران، گروه گیاه پزشکی
چکیده
سوختگی باکتریایی و لکه برگی توسط Xanthomonas hortorum pv. pelargonii یکی از مهمترین عوامل بیماری‌زا در گیاهان شمعدانی می‌باشد. در سال‌های 1399 و 1400، 22 جدایه باکتریایی از گیاهان شمعدانی دارای علائم سوختگی و لکه برگی در استان‌های فارس، اصفهان، مرکزی، تهران، البرز و کهگیلویه و بویر احمد جداسازی شد. توالی‌یابی ژن‌های حفاظت شده (gyrB و lepA) نشان داد که این جدایه‌ها به باکتری X. hortorum pv. pelargonii تعلق دارند. در این مطالعه به منظور بررسی تنوع ژنتیکی جدایه‌ها از آغازگر BOX-A1R استفاده شد. استخراج دی‌ان‌ای به روش CTAB انجام شد. از رفرنس استرین X. hortorum pv. pelargonii (ICMP 24701) و پاتوتیپ استرین X. hortorum pv. gardneri (ICMP 16689PT) نیز در آنالیزها استفاده شد. بعد از اتمام واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز (PCR)، 10 میکرولیتر از محصول پی‌سی‌آر روی ژل آگارز 5/1 درصد الکتروفورز شد. برای ایجاد ماتریس تشابه از الگوی باندی تکثیر شده در جدایه‌ها استفاده شد. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی و گروه‌بندی جدایه‌ها از نرم‌افزار NTYSYS v. 2.02e و الگوریتم UPGMA استفاده شد. نتایج الگوی باندی حاصل از آغازگر BOX-A1R نشان داد که هشت قطعه متفاوت که اندازه‌های آن‌ها از 300 تا 3000 جفت باز متغیر بود، در جدایه‌ها تکثیر شده است. جدایه‌ها از نظر تنوع ژنتیکی در سطح تشابه 86 درصد در دو گروه اصلی قرار گرفتند. از طرفی دیگر، گروه یک، شامل دو زیر گروه بود. زیر گروه اول شامل 10 جدایه‌ بود، که از این تعداد، چهار جدایه از استان فارس، دو جدایه از هر کدام از استان‌های اصفهان و کهگیلویه و بویر احمد و یک جدایه از هر یک از استان‌های البرز و مرکزی بود. زیر گروه دوم، شامل دو استرین از استان‌های فارس و تهران بود. اما در گروه دوم، 10 جدایه قرار گرفتند. در این گروه، پنج جدایه از استان فارس، دو جدایه از هر کدام از استان‌های البرز و تهران و یک جدایه نیز از استان اصفهان بود. رفرنس استرین X. hortorum pv. pelargonii (ICMP 24701) در گروه دوم قرار گرفت. پاتوتیپ استرین X. hortorum pv. gardneri (ICMP 16689PT) با سطح تشابه 68 درصد، از بقیه استرین‌ها جدا شد. نتایج بدست آمده از این تحقیق با استفاده از آغازگر BOX-A1R نشان دهنده پایین بودن تنوع ژنتیکی X. hortorum pv. pelargonii جداسازی شده از استان‌های مختلف در کشور می‌باشد. به عبارتی این نتایج، یک همگنی احتمالی را در ترکیب ژنتیکی بیمارگر در سراسر مکان‌های جغرافیایی در داخل کشور نشان می‌دهد.
کلیدواژه ها
 
Title
Studying the genetic diversity of bacterial strains causing geranium bacterial blight by BOX-PCR method
Authors
iman haghshenas, S. Mohsen Taghavi, Sadegh Zarei, Ebrahim Osdaghi
Abstract
Bacterial blight and leaf spot caused by Xanthomonas hortorum pv. pelargonii is one of the most important pathogens in geranium plants. In 2020 and 2021, 22 bacterial strains were isolated from symptomatic geranium plants showing blight and leaf spot symptoms in Fars, Isfahan, Markazi, Tehran, Alborz, and Kohgiluyeh-Boyer-Ahmad provinces. Sequencing of housekeeping genes (gyrB and lepA) showed that these strains belong to X. hortorum pv. pelargonii. To investigate the genetic diversity of bacterial strains obtained in this study, they were subjected to BOX-PCR-based fingerprinting analyses using BOX-A1R primer. Reference strain of X. hortorum pv. pelargonii (ICMP 24701) and pathotype strain of X. hortorum pv. gardneri (ICMP 16689PT) were also included in the analyses. Ten microliters of PCR products were run on 1.5% agarose gel. Cluster analysis was performed by using the simple matching similarity coefficient, while unweighted pair group with arithmetic mean (UPGMA) was calculated using NTSYS-PC software v. 2.02e. The genetic diversity analysis with BOX-A1R primer produced four to eight fragments in size that ranged from 0.3 to 3 kb. Similarity coefficients ranged from 86% to 100%. Cluster analysis using a cutoff level at 86% of similarity yielded two major clusters I (IA and IB) and II. Cluster IA encompassed10 strains, four strains isolated in Fars Province, two strains eachf rom Isfahan and Kohgiluyeh-Boyer-Ahmad provinces, and one strain each from Alborz and Markazi provinces. Cluster IB consisted of two strains isolated from Fars and Tehran provinces. Ten strains were grouped within cluster II, five of which were isolated in Fars Province, two strains each from Alborz and Tehran, and one strain from Isfahan. The reference strain of X. hortorum pv. pelargonii (ICMP 24701) was grouped in cluster II. However, the pathotype strain of X. hortorum pv. gardneri (ICMP 16689PT) clustered separately from all X. hortorum pv. pelargonii strains, with 68% similarity coefficient. The use of the BOX-A1R primer in this research revealed that X. hortorum pv. pelargonii isolated from different provinces in the country exhibited a low genetic diversity. This finding suggests a possible homogeneity in the genetic makeup of the pathogen across geographical locations within the country.
Keywords
geranium, Bacterial blight, genetic diversity, BOX-A1R