مطالعه ویروس های مزارع لوبیای غرب کشور با استفاده از روشهای مبتنی بر توالی یابی نسل جدید
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1514-25IPPC (R1)
نویسندگان
1دانشجوی دانشگاه
2عضو هیئت علمی
3عضو هیات علمی
چکیده
لوبیا معمولی (Phaseolus vulgaris L.) یکی از محصولات زراعی غنی از پروتئین بوده که جایگاه ویژهای در جدول غذایی انسان دارد. گیاهان تیره حبوبات به ویژه لوبیا به طور گسترده در مناطق غربی و مرکزی کشور کشت میشوند. ویروسها از مهمترین عوامل محدود کنندهی افزایش تولید لوبیا در نقاط مختلف جهان بهشمار میروند. از آنجایی که ردیابی ویروسها و بررسی تغییرات ژنتیکی در بین جدایهها، گامی موثر در جهت کنترل این بیمارگرها میباشد، هدف از انجام این پژوهش، مطالعه جامع ویروسهای مزارع لوبیای استانهای لرستان و مرکزی میباشد. برای این منظور، نمونه برداری از بوتههای لوبیای دارای علایم زردی، کوتولگی بوته، پیچیدگی و بدشکلی برگ انجام و برای اولین بار در ایران از روشهای مبتنی بر توالییابی نسل جدید برای مطالعه ویروسهای آنها استفاده شد. با توجه به تنوع علایم در هر دو استان، 20 نمونه برگی با هم مخلوط و برای انجام توالی یابی total RNA مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی متاترانسکریپتوم نشان داد که نمونههای لوبیا به هفت ویروس شامل sesame curly top virus (SeCTV)، beet curly top Iran virus (BCTIV)، tomato leaf curl Palampur virus (ToLCPalV)، cucumber mosaic virus (CMV)، bean common mosaic virus (BCMV)، phaseolus vulgaris endornavirus 1 (PvEV1) و phaseolus vulgaris endornavirus 2 (PvEV2) آلوده بودند. حضور همه گونههای ویروسی، با استفاده از PCR و RT-PCR و توالی یابی به روش سنگر تایید شد. از آنجایی که گونههای PvEV1 و PvEV2 بذر برد بوده و برای اولین بار از ایران گزارش میشوند، بررسی حضور PvEV1 و PvEV2 در بذور ارقام ایرانی لوبیا انجام شد و نتایج RT-PCR نشان داد که PvEV1 و PvEV2 به شکل آلودگی منفرد و مخلوط در بعضی از ارقام لوبیا شامل ناز، پاک، درخشان، اختر، الماس، صیاد، یاقوت و شکوفا وجود دارند. بهعلاوه، نتایج مطالعه حاضر حاکی از حضور SeCTV و ToLCPalV برای اولین بار در غرب کشور بود. مقایسه توالی نوکلئوتیدی و درخت فیلوژنی حاصل از ژنوم کامل دو سویه BCTIV بدست آمده از مطالعه حاضر با تمام جدایههای موجود، نشان داد که سویه جدیدی از BCTIV در مزارع لوبیا وجود داشت. در مجموع از بین هفت ویروس گزارش شده از مزارع لوبیا مشخص شد که ویروسهای DNAدار همانند ویروس های RNAدار از شیوع بالایی برخوردار میباشند که بایستی در برنامههای مدیریتی توجه ویژهای به این امر شود.
کلیدواژه ها
Title
Study of viruses in common bean fields in the west of the country using methods based on next generation sequencing
Authors
Sajad Astaraki, Mohamad Reza Atighi, Masoud Shams-bakhsh
Abstract
Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is one of the crops rich in protein, which has a special condition in the human diet. Fabaceae plants, especially beans, are widely cultivated in the western and central regions of Iran. Viruses are one of the most important factors limiting the increase in the production of common beans, in different parts of the world. The detection of viruses and the investigation of genetic variation among isolates is an effective step in the management of these pathogens. The purpose of this research is a comprehensive study of viruses in common bean fields in Lorestan and Markazi provinces. For this purpose, sampling of common bean plants with yellowing, dwarfing, curling, and deformed leaves symptoms was done and for the first time in Iran, methods based on next-generation sequencing were used to study their viruses. Considering the variety of symptoms in both provinces, 20 leaf samples were mixed and were used for total RNA sequencing. The results of the metatranscriptome analysis showed that common bean samples were infected with seven viruses, including sesame curly top virus (SeCTV), beet curly top Iran virus (BCTIV), tomato leaf curl Palampur virus (ToLCPalV), cucumber mosaic virus (CMV), bean common mosaic virus (BCMV), phaseolus vulgaris endornavirus 1 (PvEV1), and phaseolus vulgaris endornavirus 2 (PvEV2). The presence of all viral species was confirmed using PCR, RT-PCR, and Sanger sequencing methods. Since PvEV1 and PvEV2 species are seed-borne and are reported for the first time from Iran. The presence of PvEV1 and PvEV2 were investigated in the seeds of Iranian bean cultivars, and RT-PCR results showed that PvEV1 and PvEV2 were single and mixed infections in some cultivars of common beans, including Naz, Pak, Derakhshan, Akhtar, Almas, Sayad, Yaghoot and Shokofa. In addition, the results of the present study indicated the presence of SeCTV and ToLCPalV for the first time in the west of the country. Comparing the nucleotide sequences and the phylogenetic tree obtained from the complete genome of two BCTIV strains obtained from the present study with all the available isolates, showed that there was a new strain of BCTIV in the common bean fields. Among the seven viruses reported from common bean fields, it was found that DNA viruses such as RNA viruses have a high prevalence, which should be given special attention in management programs.
Keywords
Phaseolus vulgaris, Virome, Geminivirus, Endornavirus, NGS