Biber Bitkilerini Enfekte Eden Tobamovirüsler’in Simptomatolojisi ve L4 Genini Tanılayan Farklı Markırlar İle Realtime PCR Sonuçlarının Karşılaştırılması

Year 2022, Volume: 51 Issue: (Özel Sayı 1) 13. Sebze Tarımı Sempozyumu, 420 - 424, 19.12.2022

Pelin Sarıkaya , Tuğba Toksöz Sevgül Çoban Hakan Fidan

Abstract

Biber (Capsicum annuum L.) dünyada en yaygın olarak yetiştirilen ve ekonomik olarak önemli yere sahip sebzelerden gruplarından biridir. Biber yetiştiriciliği yapılan açık alanlar ve seralarda üretim girdilerini sınırlandıran faktörlerin başında virüs hastalıkları gelmektedir. Tohumla ve mekanik yollarla taşınabilen Tobamovirus grubuna ait virüslerden özellikle Pepper mild mottle virus (PMMoV) ve son yıllarda özellikle domates üretiminde ciddi problemlere sebep olan Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV) biber yetiştiriciliği yapılan alanlarda ciddi enfeksiyonlara sebep olmaktadır. Bu iki virüs de biber bitkilerinde benzer simptomlar meydana getirmeleri sebebiyle simptomatolojik olarak ayırt etmek oldukça zordur. Teşhis için virüslere spesifik primerler ile RT-PCR yapılması gerekmektedir. Virüs enfeksiyonlarından korunmanın en etkili yöntemi dayanıklı çeşit kullanmaktır. Bu çalışmada biber bitkilerinde L4 dayanıklılık genini tanılayan farklı klasik markırlar ve DYN firmasına ait ‘simple probe’ teknolojisiyle çalışan L4 RealTime kiti kullanılarak, MAS (Marker-Assisted Selection) çalışmalarıyla L4 geni tanılaması hem klasik PCR hem de qPCR (quantitative PCR) sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. MAS analizlerinde ise L4 genini tanılamak için kullanılan markırlar ile kıyaslama çalışması yapılmıştır. RealTime PCR ile uyumlu çalışan, beklenen-gözlenen sonuçlarını doğrulayan klasik PCR markırı da belirlenmiştir. Laboratuvar imkanları elverişli olduğu sürece L4 klasik markırlarının qPCR kitleri ile doğrulanması gerektiği, tek markıra bağlı kalınarak alınan sonuçların güvenilir olmadığı ortaya konmuştur.

Keywords

MAS , L4 dayanıklılık geni , PMMoV , ToBRFV , virüs

Symptomatology of Tobamoviruses Infecting Pepper Plants and The Comparison of Realtime PCR Results With Different Markers Diagnosing The L4 Gene

Abstract

Pepper (Capsicum annuum L.) is one of the most widely grown and economically important vegetable groups in the world. The primary factors limiting production inputs in open fields and greenhouses where pepper is cultivated are virus infections. Major infections in pepper growing areas are caused on by the PMMoV, one of the Tobamovirus group’s viruses that can spread mechanically and by seeds, and the ToBRFV, which has recently caused serious issues with tomato production. It is quite difficult to diagnose these two viruses symptomatologically, requiring RT-PCR with virus-specific primers for complete diagnosis. The usage of resistant cultivars is the best defense against viral infections. In this study, the results of MAS analyze performed with both classical PCR and qPCR using various markers identifying the L4 gene in pepper plants were compared. The markers used to identify the L4 gene were compared with the results of the MAS analysis. Additionally, a traditional PCR marker was identified, which enhances RealTime PCR and supports the observed results. As long as there are laboratory facilities available, it has been revealed that L4 classical markers should be confirmed using qPCR kits and that the results from using only one marker are unreliable.

Keywords

MAS , L4 resistance gene , PMMoV , ToBRFV , virus

References

• Allersma, A.P., Hofstede, R.J.M., Vreugdenhil, D. 2011. PMMoV resistant capsicum plants. New European Patent Specification, Bulletin 2017/4. U.S. Patent No:7, 943, 831.
• Berzal-Herranz, A., de la Cruz, A., Tenllado, F., Díaz-Ruíz, J.R., López, L., Sanz, A.I., Vaquero, C., Serra, M.T., García-Luque, I. 1995. The Capsicum L3 gene-mediated resistance against the Tobamoviruses is elicited by the coat protein. Virology 209:498-505.
• Boukema, I.W. 1980. Allelism of genes controlling resistance to TMV in Capsicum L. Euphytica 29:433-439.
• Boukema, I.W. 1984. Resistance to TMV in Capsicum chacoense Hunz. is governed by an allele of the L-locus. Capsicum Newsletter 3:47-48.
• Buzkan, N., Yüzer, D. 2009. Molecular detection of seed-borne viruses in Kahramanmaraş red peppers. Alatarım, 8(1):1-7.
• Csillery, G., Tobias, I., Rusko, J. 1983. A new pepper strain of tomato mosaic virus. Acta Phytopathologica Academiae Scientiarum Hungaricae 18:195-200.
• Çağlar, B.K., Fidan, H., Elbeaino, T. 2012. Detection and molecular characterization of pepper mild mottle virus from Turkey. Journal of Phytopathology 161(6):434-438.
• Doyle, J.J., Doyle, J.L. 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19:11-15.
• Fidan, H., Barut, M. 2019. Biber hafif benek virüsüne (PMMoV) karşı L4 dayanıklılık durumunun taranması ve moleküler yöntemlerle karakterizasyonu. Mediterranean Agricultural Sciences 32(3):297-305.
• Fidan, H., Sarikaya, P., Yildiz, K., Topkaya, B., Erkis, G., Calis, O. 2021. Robust molecular detection of the new Tomato brown rugose fruit virus in infected tomato and pepper plants from Turkey. Journal of Integrative Agriculture 20(8):2170-2179.
• Kim, H.J., Han, J.H., Yoo, J.H., Cho, H.J., Kim, B.D. 2008. Development of a sequence characteristic amplified region marker linked to the L4 locus conferring broad spectrum resistance to Tobamoviruses in pepper plants. Molecules and Cells 25:205-210.
• Lee, J.D., Han, J.H., Yoon, J.B. 2012. A set of allele-specific markers linked to L locus resistant to Tobamovirus in Capsicum spp. Horticultural Science & Technology, 30(3):286-293.
• Lefebvre, V., Pflieger, S., Thabuis, A., Caranta, C., Blattes, A., Chauvet, J.C., Daubeze, A.M., Palloix, A. 2002. Towards the saturation of the pepper linkage map by alignment of three intraspecific maps including known-function genes. Genome 45(5):839-854.
• Matsunaga, H.T., Saito, M., Hirai, T., Yoshida, T. 2003. DNA markers linked to pepper mild mottle virus (PMMoV) resistant locus (L4) in Capsicum. Japanese Society for Horticultural Science 72:218-220.
• Rast, A.T.B. 1988. Pepper Tobamoviruses and pathotypes used in resistance breeding. Capsicum Newsletter 7:20-23.
• Sugita, T., Yamaguchi, K., Sugimura, Y., Nagata, R., Yuji, K., Kinoshita, T., Todoroki, A. 2004. Development of SCAR markers linked to L3 gene in Capsicum. Breed. Sci. 54:111-115.
• Tomita, R., Ken-Taro, S., Hiroyuki, M., Sakamoto, M., Murai, J., Kiba, A., Hikichi, Y., Suzuki, K., Kobayashi, K. 2011. Genetic basis for the hierarchical interaction between Tobamovirus spp. and L resistance gene alleles from different pepper species. Molecular Plant Microbe Interactions 24:108-117
• Wetter, C., Conti, M., Altschuh, D., Tabillion, R., Van Regenmortel, M.H.V. 1984. Pepper mild mottle virus, a Tobamovirus infecting pepper cultivars in Sicily. Phytopathology 74(4):405-410.
• Yang, H.B., Lıu, W.Y., Kang, W.H., Jahn, M., Kang, B.C. 2009. Development of SNP markers linked to the L locus in Capsicum spp. by a comparative genetic analysis. In Molecular Breeding 24(4):433-446.