Bamya bitkisinde Şalgam mozaik virüsü (Turnip mosaic virus)’nün tespiti ve moleküler karakterizasyonu

Abstract

Şalgam mozaik virüsü (Turnip mosaic virus, TuMV) geniş konukçu dizisine sahip olan bir virüs türü olup, gerek dünyada gerekse ülkemizde birçok sebze türünde saptanmıştır. Bununla birlikte ülkemizde Malvaceae familyasına bağlı yazlık bir sebze olan bamya bitkisinde TuMV'nin enfeksiyonuna yönelik herhangi bir çalışma yapılmamıştır. Bu amaçla 2017 yılı bamya üretim sezonunda İzmir ve Manisa illeri bamya üretim alanlarından 31 adet virüs ve virüs benzeri simptom gösteren bamya örnekleri toplanmıştır. Toplanan örnekler double antibody sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (DAS-ELISA) yöntemi ile TuMV’nin varlığının belirlenmesi amacı ile testlenmiştir. Testlemeler sonucunda 23 örnek (%74.2) TuMV ile enfekteli olarak bulunmuştur. Enfekteli bulunan örnekler içerisinden seçilen iki TuMV izolatının moleküler karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda seçilen izolatların kısmi nüklear inclusion b ve kapsid protein gen bölgeleri, reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) yöntemi ile çoğaltılmış ve daha sonra klonlanmış ve sekans dizileri elde edilmiştir. İzolatların sekans analizi sonucu elde edilen nükleotit dizileri kullanılarak dünya izolatları ile benzerlik oranları ve filogenetik ilişkileri belirlenmiştir. Yapılan çoklu sekans karşılaştırmaları sonucunda TuMV izolatlarının dünya izolatları ile %84-88 ve %91-94 oranında sırası ile nükleotit ve amino asit düzeyinde benzerlikler gösterdiği tespit edilmiştir. Filogenetik analizler sonucunda ise bamya bitkisinden elde edilen TuMV izolatlarının basal-B grubunda olduğu bulunmuştur. Gerçekleştirilen bu çalışma ile ülkemiz bamya üretim alanlarında TuMV varlığı ilk kez belirlenmiştir.

Keywords

• TuMV,benzerlik,NIb,CP,klonlama,filogenetik

Detection and molecular characterization of Turnip mosaic virus infecting okra in Turkey

Abstract

Turnip mosaic virus (TuMV) has a broad host range and its presence has been detected in many species of vegetables both in the world and Turkey. However, there is no study on the infection of TuMV in okra plant, a summer vegetable belonging to the Malvaceae family, in Turkey. For this purpose, 31 samples of okra showing virus and virus-like symptoms were collected from the okra production areas from İzmir and Manisa provinces in 2017. The collected samples were tested by double antibody sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (DAS-ELISA) with the aim of determining the presence of TuMV. The tests revealed that 23 samples (74.2%) were infected with TuMV. Molecular characterization of two TuMV isolates selected from the infected samples was performed. The partial nuclear inclusion b and coat protein genes of the selected isolates were amplified by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), cloned and sequenced. The obtained sequences were used to determine similarity rates and phylogenetic relationships with the world isolates. As a result of the multiple sequence comparison, it was determined that TuMV isolates showed 84-88% and 91-94% identities with the world isolates at the level of nucleotide and amino acid, respectively. Moreover, the results of phylogenetic analyses revealed that the okra TuMV isolates were classified into basal-B group. With this study, the presence of TuMV has been identified for the first time in okra production fields of Turkey.

Keywords

• TuMV,identity,NIb,CP,cloning,phylogenetic

References

1. Clark M. F., Adams A. N., 1977. Characteristics of The Microplate Methods of Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for the Detection of Plant Viruses. Journal of General Virology, 34, 475-83.
2. Erkan S., Gümüş M., Paylan İ. C., Duman İ., Ergün M., 2013. İzmir İli ve Çevresindeki Bazı Kışlık Sebzelerde Görülen Viral Etmenlerin Saptanması. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 50 (3): 311-322.
3. Gera A., Lampel M., Cohen J., Rosner A., 2001. Okra (Hibiscus esculentus)—A New Host of Turnip mosaic virus in Israel. Plant Disease, 85 (3), 336.
4. Karagül S., 2002. BAMYA (Abelmoschus esculantus L. (Monch)). Alatarım, 1 (2), 54-58.
5. Karanfil A., Korkmaz S., 2016. Çanakkale ili kanola (Brassica napus L.) üretim alanlarındaŞalgam mozaik virüsü (Turnip mosaic virus; TuMV) enfeksiyonunun tanılanması ve karakterizasyonu. Bitki Koruma Bülteni, 56 (2), 185-197.
6. Korkmaz S., Tomitaka Y., Onder S., Ohshima K., 2008. Occurrence and Molecular Characterization of Turkish Isolates of Turnip mosaic virus. Plant Pathology, 57, 1155-1162.
7. Muhire B. M., Varsani A., Martin D. P. 2014. SDT: A Virus Classification Tool Based on Pairwise Sequence Alignment and Identity Calculation. PLoS ONE, 9 (9), 1-8.
8. Ndunguru J., Rajabu A. C., 2004. Effect of okra mosaic virus disease on the above-ground morphological yield components of okra in Tanzania. Scientia Horticulturae, 99, 225–235.

9. Nguyen H. D., Trana H. T. N., Ohshima K., 2013a. Genetic variation of the Turnip mosaic virus population of Vietnam: A case study of founder, regional and local influences. Virus Research, 171, 138– 149.
10. Nguyen H. D., Tomitaka Y., Ho S. Y. W., Duchene S., Vetten H. J., Lesemann D., Walsh J. A., Gibbs A. J., Ohshima K., 2013b. Turnip Mosaic Potyvirus Probably First Spread to Eurasian Brassica Crops from Wild Orchids about 1000 Years Ago. PLoS ONE 8 (2), e55336. doi:10.1371/journal.pone.0055336.
11. Ohshima K., Yamaguchi Y., Hirota R., Hamamoto T., Tomimura K., Tan Z. Y., Sano T., Azuhata F., Walsh J. A., Fletcher J., Chen J. S., Gera A., Gibbs A., 2002. Molecular Evolution of Turnip mosaic virus: Evidence of Host Adaptation, Genetic Recombination and Geographical Spread, Journal of General Virology, 83, 1511-21.
12. Provvidenti R., 1996. Turnip mosaic potyvirus. In: Viruses of Plants. Brunt, A. A., Crabtree K., Dallwitz M. J., Gibbs A. J., Watson L. (Eds.). CAB International, Wallingford, 1340–1343.
13. Riechmann J. L., Lain S., Garcia J. A., 1992. Highlights and Prospects of Potyvirus Molecular Biology, Journal of General Virology, 73, 1-16.
14. Seth T., Chattopadhyay A., Dutta S., Hazra P., Singh B., 2017. Genetic control of yellow vein mosaic virus disease in okra and its relationship with biochemical parameters. Euphytica, 213, 30, DOI 10.1007/s10681-016-1789-9.
15. Sevik M. A., 2016. Viruses infecting Brassica crops in the Black Sea Region of Turkey. Acta Agriculturae Scandinavica Section B-Soil And Plant Science, 66 (7), 553-557.
16. Stavolone L., Alioto D., Ragozzino A., Laliberte J. F., 1998. Variability Among Turnip Mosaic Potyvirus İsolates. Phytopathology, 88 (11), 1200-1204.
17. Tomimura K., Spak J., Katis N., Jennerd C. E., Walsh J. A., Gibbs A. J., Ohshima K., 2004. Comparisons of the Genetic Structure of Populations of Turnip Mosaic Virus in West and East Eurasia. Virology, 330, 408-23.
18. Walsh J. A., Jenner C. E., 2002. Turnip mosaic virus and the Quest for Durable Resistance. Molecular Plant Pathology, 3, 289-300.
19. Yasaka R., Fukagawa H., Ikematsu M., Soda H., Korkmaz S., Golnaraghi A., Katis N., Ho S. Y. W., Gibbs A. J., Ohshima K., 2017. The timescale of emergence and spread of turnip mosaic potyvirus. Scientific Reports, 7, 4240.
20. Zubareva I. A., Vinogradova S. V., Gribova T. N., Monakhos S. G., Skryabin, K. G., Ignatov A. N., 2013. Genetic Diversity of Turnip Mosaic Virus and the Mechanism of Its Transmission by Brassica Seeds. Doklady Biochemistry and Biophysics, 450 (1), 119–122.