تغییرات بیان ژن MYB33 در گیاه گوجه‌فرنگی آلوده به سویه‌های ویروس موزائیک خیار

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1897-25IPPC (R1)
نویسندگان
1کارشناسی ارشد رشته بیماری‌شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2دانشیار ، گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
3دانشجوی دکتری رشته‌ بیماری‌شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
چکیده
ویروس موزاییک خیار (cucumber mosaic virus ,CMV) از ویروس‌های مهم آلوده‌کننده مزارع گوجه‏فرنگی در سرتاسر جهان است و سالانه خسارات قابل توجهی را موجب می‌شود. سویه‌های CMV به دو زیر گروه  و  تقسیم می‌شوند و زیرگروه  نیز به IA و IB تقسیم شده است. سویه‌های این ویروس بیش از ۱۲۰۰ گونه گیاهی را در سراسر جهان آلوده می‌کنند. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات بیان ژن MYB33 در گیاهان گوجه‌فرنگی آلوده به سویه‌های زیرگروه IA و II ویروس موزائیک خیار انجام شد. در ابتدا از گیاهان توتون به عنوان میزبان تکثیری استفاده شد. پس از بروز علائم، عصاره‌ی ‌گیاه توتون آلوده به ویروس روی گیاهان گوجه‌فرنگی مایه‌زنی شد. پس از ظهور علائم، نمونه‌برداری از گیاهان گوجه‌فرنگی در روزهای مشخص انجام و جهت اطمینان از وجود ویروس از آزمون PCR استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده‌های حاصل از واکنش Real-time PCR نشان داد که بیان ژن MYB33 در گیاهان گوجه‌فرنگی آلوده به سویه CMV-Fny در 14dpi (days post inoculation) نسبت به 7dpi افزایش یافته است و قبل از کاهش در 50dpi در 30dpi به اوج خود می‌رسد. احتمالا گیاه گوجه‌فرنگی تا روز سی‌ام بیان این ژن را برای سرکوب سویه Fny افزایش داده ولی در ادامه سیستم دفاعی گیاه مغلوب ویروس شده و بیان کاهش یافته است. نتایج نشان می‌دهد که بیان ژن MYB33 در مقابل سویه‌ی Fny نتوانسته پاسخ موثری باشد و با علائم شدید مشاهده شده در گیاه مطابقت دارد. در مقابل، بیان ژن MYB33 در گیاهان آلوده به سویه CMV-LS در تمام روزهای نمونه‌برداری شده در سطح بالایی بوده و روند ثابتی داشته است که نشان دهنده‌ی نقش آن در دفاع در برابر سویه LS است و با علائم خفیف‌تر مشاهده شده در گیاه گوجه‌فرنگی نیز مطابقت دارد. سطوح بیان بالاتر در گیاهان آلوده به CMV-LS پاسخ دفاعی قوی‌تری را در مقایسه با گیاهان آلوده به CMV-Fny نشان می‌دهد. با توجه به اینکه آزمون روی یک رقم مشخص حساس به این ویروس انجام شد، این افزایش بیان به احتمال زیاد به دلیل بیماری‌زایی کمتر سویه LS است. به دلیل ماهیت تهاجمی‌تر سویه Fny، سطح بیان MYB33 در گیاهان آلوده به CMV-Fny در روز هفتم کمتر از گیاهان آلوده به CMV-LS است، در نتیجه، پاسخ دفاعی در گیاهان گوجه‌فرنگی آلوده به CMV-Fny موفقیت آمیز نبوده است.
کلیدواژه ها
 
Title
Changes of MYB33 gene expression in tomato plants infected with cucumber mosaic virus strains
Authors
Narjes Maleki, Davoud Koolivand, kimia Tochmechi
Abstract
Cucumber mosaic virus (CMV) poses a significant threat to tomato cultivation worldwide, causing substantial annual losses. CMV strains are divided into two subgroups, I and II, with subgroup I further divided into IA and IB. These strains infect over 1,200 plant species globally. This research aimed to analyze and compare the expression of the MYB33 gene in tomato plants infected with CMV subgroups IA and II. Initially, tobacco plants were used as propagative hosts. After symptom development, extracts from infected tobacco plants were inoculated onto the tomato plants. Samples were collected from tomato plants on specific days following the appearance of symptoms. Subsequently, PCR was used to confirm the presence of the virus. Real-time PCR analysis revealed that MYB33 gene expression in tomato plants infected with CMV-Fny increased significantly from 7 dpi (days post inoculation) to 14 dpi, peaking at 30 dpi before declining at 50 dpi. These results suggest an intensified response up to 30 dpi, but the reduction at 50 dpi indicates that MYB33 expression was insufficient against the virulent Fny strain, corresponding to the severe symptoms observed in the tomato plant. The tomato plants increased MYB33 gene expression to suppress the Fny strain up to the 30th day. However, severe symptoms indicate this response was inadequate against the highly pathogenic strain. By the 50th day, expression of MYB33 in CMV-Fny infected plants decreased. In contrast, MYB33 expression in CMV-LS infected plants remained consistently high across all days sampled, indicating its role in defending against the LS strain and correlating with milder symptoms in the tomato plants. The higher expression levels in CMV-LS infected plants suggest a stronger defensive response compared to CMV-Fny infected plants. This heightened response is likely due to the lower pathogenicity of the LS strain bacuase of the test was applied in a sensitive cultivar. Due to the more aggressive nature of the Fny strain, the expression level of MYB33 in plants infected with CMV-Fny on the seventh day is lower than in plants infected with CMV-LS. Consequently, the defense response in plants infected with CMV-Fny was less effective, suggesting a less successful defense mechanism in tomato plants against this more virulent strain.
Keywords
Cucumovirus, LS strain, qPCR, subgroup IA