اولین گزارش از وقوع ویروئید Apple hammerhead viroid از ارقام تجاری درختان سیب در استان های البرز، سمنان و مازندران

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1622-25IPPC
نویسندگان
1دانشجو
2عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
3استاد بیوتکنولوژی موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور بخش تحقیقات ویروس‌شناسی گیاهی
4بخش تحقیقات بیوتکنولوژی میکروبی، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران (ABRII)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، کرج
5مرکز بین المللی مطالعات پیشرفته زراعی مدیترانه والنزانو، ایتالیا
چکیده
ویروئیدهای گیاهی از جمله عوامل ایجاد خسارت در محصولات باغی و زراعی می باشند. در این مطالعه به منظور بررسی ویروئیدهای گیاهی در محصول سیب، نمونه برداری از مناطق عمده کشت سیب در استان های البرز، سمنان و مازندران در طول سال های 1399 تا 1400 انجام گردید. در مجموع از 20 باغ بازدید گردید و 170 نمونه برگ درختان سیب دارای علائم؛ شامل بدشکلی برگها، لکه های کلروتیک یا نکروتیک روی برگ و زردی رگبرکها که بیشتر نمونه ها از ارقام تجاری گالا، گلدن دلیشز، رد دلیشز و شفیع آبادی بودند، جمع آوری گردید. نمونه های برگی با استفاده از Illumina Hiseq2500تحت توالی‌یابی نسل بعدی (NGS) قرار گرفتند. NGS، حضور عوامل ویروئیدی، Apple hammerhead viroid (AHVd) و Hop stunt viroid (HSVd) در ایران را نشان داد و توالی ژنوم کامل آنها تعیین شد. وجود این ویروئیدها که توسط NGS آشکار شد با RT-PCR تایید شد و نشان داد که HSVd شایع ترین ویروئید در مناطق مورد بررسی بود. در این تحقیق جدایه‌های AHVd که به‌عنوان یک ویروئید جدید و با شیوع زیاد در باغ‌های سیب ایران دیده شد؛ به‌صورت فیلوژنتیکی تجزیه و تحلیل گردید. ثابت شد که تنوع مولکولی بالای AHVd در ایزوله‌ها به دلیل تفاوت‌های تک نوکلئوتیدی و رخداد حذف ایجاد می‌شود. ویژگی‌های مولکولی ساختمانی ژنتیکی این ویروئید نیز مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. در نتیجه، NGS داده های جدیدی از حضور ویروئیدها در درختان سیب در ایران ارائه کرد. AHVd برای اولین بار از ایران در سیب گزارش شد. بیشترین فراوانی حضور ویروئید AHVd در استان مازندران از ارقام گالا و شفیع آبادی و ویروئید HSVd در استان مازندران از ارقام گلدن دلیشز و شفیع آبادی بوده است. تجزیه و تحلیل HTS کنونی اطلاعات ژنومی ما را در مورد ویروئیدهای آلوده کننده سیب گسترش می دهد و پاسخ سریع به بیماری های ویروئیدی در حال ظهور این درخت میوه را ممکن می سازد.
کلیدواژه ها
 
Title
The first report of the occurrence of Apple hammerhead viroid in commercial apple tree varieties in the provinces of Alborz, Semnan, and Mazandaran
Authors
آناهیتا حامدی, Farshad Rakhshandehroo, Mohammad Reza Safarnejad, Gholamreza Salehi Jouzani, Toufic Elbeaino
Abstract
Plant viroids are among the factors causing damage to orchard and crop products. In this study, in order to investigate plant viroids in apple crops, sampling was conducted in the main apple cultivation areas in the provinces of Alborz, Semnan, and Mazandaran during the years 2020 to 2021. A total of 20 orchards were visited, and 170 leaf samples from apple trees showing symptoms, including deformation, chlorotic or necrotic leaf spots, and yellow veins, were collected. Most of the samples were from commercial varieties such as Gala, Golden Delicious, Red Delicious, and Shafi Abadi. The leaf samples were subjected to next-generation sequencing (NGS) using the Illumina HiSeq 2500. NGS revealed the presence of viroid agents, Apple hammerhead viroid (AHVd) and Hop stunt viroid (HSVd), in Iran and determined their complete genome sequences. The presence of these viroids, revealed by NGS, was confirmed by RT-PCR and showed that HSVd was the most prevalent viroid in the studied areas. In this research, the AHVd isolates, identified as a new and highly prevalent viroid in Iranian apple orchards, were analyzed phylogenetically.It was proven that the high molecular diversity of AHVd in the isolates is due to single nucleotide differences and deletion events. The structural and genetic molecular characteristics of this viroid were also analyzed and examined. As a result, NGS provided new data on the presence of viroids in apple trees in Iran. AHVd was reported for the first time in apples from Iran. The highest prevalence of AHVd was found in Mazandaran province in the Gala and Shafi Abadi varieties and HSVd was most prevalent in the Golden Delicious and Shafi Abadi varieties in Mazandaran province. The current HTS analysis expands our genomic information on apple-infecting viroids and enables a rapid response to emerging viroid diseases in this fruit tree.
Keywords
Plant viroids, apple, next-generation sequencing (NGS)