Assessment of a six-year national survey and eradication program for Plum pox virus in Turkey

Abstract

Plum pox virus (PPV) is the most dangerous viral agent of stone fruits. PPV can be transmitted by vector aphids and may cause serious damage on fruits, leaves and flowers of Prunus species, especially on plum, apricot, and peach. Eradication of infected plants is one of the most recommended control methods of PPV in the world. The main objective of this study is to evaluate the National PPV survey and eradication program carried by the National Plant Health Authority between 2013 and 2018. During the six years of study, approximately 60.000 trees in 96.26% of Turkey were screened for PPV symptoms and 21.394 samples were collected from suspected plants from seven different fruit species. The samples were tested by ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay), and then ELISA questionable samples were verified by RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction). Based on the six years results, 2.718 samples from 161 locations were determined as PPV positive and the infection rate was calculated as 12.70%. During this study, 78.868 trees were eradicated. By the help of intensive monitoring and eradication program, PPV infection rate decreased from 35.72% to 7.47%. On the other hand, PPV infection was firstly recorded and eradicated in seven provinces (Aydın, Bolu, Denizli, Erzincan, Kırıkkale, Sivas, Samsun) which have been known as PPV-free before. This study showed that eradication is a very effective way to suppress PPV infection and spread. In conclusion, the national survey and eradication program should be operated nationwide and concentrated in nurseries.

Keywords

• eradication
• PPV
• stone fruit
• sharka
• virus

Türkiye'de Plum pox virus’un altı yıllık ülkesel sürvey ve eradikasyon programının değerlendirilmesi

Abstract

Plum pox virus (PPV), sert çekirdekli meyve türlerinin bilinen en tehlikeli viral etmenidir. PPV vektör yaprak bitleri tarafından taşınmakta ve sert çekirdekli meyve ağaçlarında özellikle erik, kayısı ve şeftalinin meyveleri, yaprakları ve çiçeklerinde ciddi hasarlara neden olmaktadır. Enfekteli bitkilerin eradike edilmesi, PPV'ye karşı alınması gereken tedbirlerin başında gelmektedir. Bu çalışmanın temel amacı; Ulusal Bitki Sağlığı Kurumu olan, Tarım ve Orman Bakanlığı Gıda ve Kontrol Genel Müdürlüğü (GKGM) tarafından 2013-2018 yılları arasında yürütülen Ulusal PPV sürvey ve eradikasyon programının sonuçlarını değerlendirmektir. Altı yıllık çalışma süresince Türkiye’de yaklaşık 60.000 bitki makroskobik olarak incelenmiş ve yedi farklı meyve türünde toplam 21.394 bitkiden örnek (çiçek, yaprak ve meyve) alınmıştır. Alınan örnekler ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) metodu ile analiz edilmiştir. ELISA’da şüpheli sonuç veren örnekler, RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) yöntemi ile doğrulanmıştır. Test sonuçlarına göre 161 farklı noktadan alınan örneklerin 2.718'i PPV pozitif olarak tespit edilmiş ve enfeksiyon ortalaması altı yıl boyunca %12.70 olarak hesaplanmıştır. Çalışma süresince 78.868 bitki eradike edilmiş, yoğun sürvey ve eradikasyon programı sonucunda PPV enfeksiyon oranının %35.72'den %7.47'ye gerilediği görülmüştür. Diğer taraftan, daha önce PPV'den ari olarak bilinen yedi ilde (Aydın, Bolu, Denizli, Erzincan, Kırıkkale, Sivas, Samsun) PPV’nin varlığı belirlenmiş ve eradikasyonu gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu çalışma sonucunda eradikasyon uygulamalarının PPV’nin bulaşma ve yayılmasını baskılamada çok etkili bir yöntem olduğu ortaya konmuştur. Buna ek olarak ulusal sürvey ve eradikasyon programına ülke çapında devam edilmesi ve fidanlıklarda yoğunlaştırılması kanaatine varılmıştır.

Keywords

• eradikasyon
• PPV
• sert çekirdekli meyve
• şarka
• virüs

References

1. Agrios G. N., 1988. Plant Pathology. Control of plant viruses. Third Edition. Academic press, Londan. P 655-656.
2. Akbaş B., Değirmenci K., Çiftçi O., Kaya A., Yurtmen M., Uzunoğulları N., Çelik N., Türkölmez Ş., 2011. Update on Plum pox virus distribution in Turkey, Phytopathologia Mediterranea, 50, 75−83.
3. Anonim 2011. Bitki Karantinası Yönetmeliği EK2-BTürkiye’de Sınırlı Olarak Bulunan Karantinaya Tabi Zararlı Organizmalar. https://kms.kaysis.gov.tr/Home/Kurum/24308110 (Erişim tarihi: 27.04.2020). Anonim 2013. Şarka Hastalığı İle Mücadele Hakkında Talimat. https://kms.kaysis.gov.tr/Home/Goster/56206 (Erişim tarihi: 27.04.2020).
4. Anonim 2017. Şarka virüsü Plum pox potyvirus-PPV Sürvey Talimatı. https://www.tarimorman.gov.tr/Konu/943/Survey (Erişim tarihi: 27.04.2020).
5. Anonim 2018. Zirai Karantinaya Tabi Zararlı Organizmalar Teşhis Protokolleri. Viroloji Meyve Virüsleri (Madde 10). https://www.tarimorman.gov.tr/gkgm/menu/55/bitki-sagligi-hizmetleri (Erişim tarihi: 27.04.2020).
6. Anonim 2020. Bitki Sağlığı Uygulama Program kitapları (2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018) https://www.tarimorman.gov.tr/Konu/1803/Bitki_Sagligi_Uygulama_Programi_Kitaplari. (Erişim tarihi: 27.04.2020).
7. Azeri T., 1994. Detection of Virus Diseases of Stone Fruits in Agean Region of Turkiye. 9th Congress of Mediterranean Phytopathological Union, Kuşadası, Aydın, Türkiye, 511-513. Buzkan N., Öztekin V., Demir M., Onura D., Ilgın M., 2006. SEKAMER Kayısı Koleksiyon Parselindeki Ağaçlarda Virüs Hastalıklarının Saptanması ve Çözüm Yolları. KSÜ. Fen ve Mühendislik Dergisi; 9(2), 2006.
8. CABI 2020. Plum pox virüs (Sharka). Date sheet. Invasive species compendium. https://www.cabi.org/isc/datasheet/42203#todiagnosis (Erişim tarihi: 27.04.2020).

9. Cambra M., Asensio M., Gorris M. T., Pérez E., Camarasa E., Garcia J. A., ... & Sanz A. 1994. “Detection of plum pox potyvirus using monoclonal antibodies to structural and non‐structural proteins 1”, Eppo Bulletin, 24(3), 569-577.
10. Cambra M., Capote N., Myrta A,. Llácer G., 2006a. Plum pox virus and the estimated costs associated with sharka disease. EPPO Bull. 36: 202–204.
11. Cambra, M., Capote, N., Cambra, M. A., Llacer, G., Botella, P., Lopez- Quılez, A. 2006b. “Epidemiology of sharka disease in Spain”, EPPO Bulletin, 36:271–275.
12. Candresse T., Svanella-Dumas L., Gentit P., Çağlayan K., Çevik B., 2007. First report of the presence of Plum pox virus Rec strain in Turkey. Plant Disease 91(3):331.
13. Capote N., Cambra M.A., Botella P., Gorris M.T., Martínez M.C., López-Quílez A., and Cambra M., 2010. Detection, Characterization, Epidemiology and Eradication of Plum Pox Virus Marcus Type in Spain Journal of Plant Pathology, 92 (3), 619-628.
14. Clark M.F., and Adams A.N., 1977. Characteristics of the microplate method of enzyme linked immuno sorbent assay for the detection of plant viruses. J. Gen. Virol. 34: 475-483.
15. Cui H., Wang A., 2016. Plum pox virus 6K1 protein is required for viral replication and targets the viral replication complex at the early stage of infection. J. Virol. 90 (10), 5119–5131. doi: 10.1128/JVI.00024-16.
16. Çaglayan K., Serce C.U., Gazel M., Kaya K., Cengiz F.C., Vidal E., & Cambra M., 2013. “Evaluation of the susceptibility of different Prunus rootstocks to natural infection of Plum pox virus-T”, Journal of plant pathology, 579-586.
17. Çelik N., Kütük B.T., 2013. Antalya ilinde şarka virüs hastalığının belirlenmesi. Derim, 30(2), 1-10.
18. Değirmenci K., Morca A.F., Umar S., 2016. New Infection Areas of Plum pox virus (PPV) in Turkey. 3rd International Symposium on Plum pox virus, 9-13 May 2016 Antalya-Turkey. S:37.
19. Deligöz İ., Değirmenci K., Sökmen M., 2015. Samsun İlinde Sert Çekirdekli Meyve Türlerinde Şarka Hastalığı Etmeninin (Plum pox virus) Belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 30 (3), 227-235.
20. Dunez J., 1986. Preliminary observations on virus and virus like diseases of stone fruit trees in Mediterranean and near east countries. FAO Plant Protection Bulletin, 34: 43-48. Eldoğan Ü., Şahan A., and Çoban N., 2014. Current Situation of Almond Cultivation in Turkey and World. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences Special 2. (1379-1386).
21. Elibuyuk İ.Ö., 2004. Current situation of sharka disease in Ankara, Turkey. Phytoparasitica, 32 (4), 417–420.
22. EPPO 2004. Diagnostic protocols for regulated pests PM7/32. Plum pox potyvirus. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1365-2338.2004.00726.x (Erişim tarihi: 27.04.2020).
23. EPPO 2020. https://gd.eppo.int/taxon/PPV000/photos (Erişim tarihi: 27.04.2020).
24. FAO 2016. ISPM 5 Internatıonal Standards For Phytosanıtary Measures. http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/faoterm/PDF/ISPM_05_2016_En_2017-05-25_PostCPM12_InkAm.pdf
25. FAO 2018. http://www.fao.org/faostat/en/#data (Erişim tarihi: 27.04.2020).
26. Fujiwara Y., Saito N., Kasugai K., Tsukamoto T., & Aihara F., 2010. Occurrence and eradication strategies of Plum pox virus in Japan. In International Symposium on Plum Pox Virus 899 (pp. 165-170).
27. Gazel M., Serce C.U., Cağlayan K., 2010. New outbreaks of Plum pox virus in Turkey. International Symposium on Plum pox virus, PPVS 2010 Sofia, Bulgaria.
28. Gougherty G., 2011. "An epidemiological comparison of the US and Canadian Plum pox virus eradication programs". Graduate Theses and Dissertations. Paper 12149.
29. Gougherty A. V., and Nutter F.W., 2015. Impcat of Erdaication Program on The Temporal and spatial Dynamics of Plum Poc Virus of Prunus spp.in Pensilvania and Ontroia, Canada. Plant Diseases May 2015: 593-603.
30. Gumus M., Paylan I.C., Matic S., Myrta A., Sipahioglu H.M., Erkan S., 2007. Occurrence and distribution of stone fruit viruses and viroids in commercial plantings of Prunus species in western Anatolia, Turkey. Journal of Plant Pathology 89, 265–268.
31. Gürcan K., Ceylan A., Akbulut M., Değirmenci K., 2013a. PPV-T is common in home gardens of Central Anatolia. 2nd International Symposium on Plum Pox Virus, 3-6 September 2013a, Olomouc, Czech Republic, 21.
32. Gürcan K., Ceylan A., Akbulut M., Comart S., Akbaş B., Ghaderi M., 2013b. Plum Pox Virus D in Turkey. 2nd International Symposium on Plum Pox Virus, 3-6 September 2013, Olomouc, Czech Republic, 22.
33. Gürcan K 2016. Trakya Bölgesi’nde Şarka hastalığının DASI-ELISA ve RT-PCR yöntemleri ile belirlenmesi. Bitki Koruma Bülteni Cilt 56 syf. 309 – 326.
34. Gürcan K., Ceylan A., 2016. Strain identification and sequence variability of plum pox virus in Turkey, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 40(5), 746-760.
35. Gürcan K., 2017. Bursa’da plum pox virus (Şarka)'ün yaygınlığının ve genetik çeşitliliğinin belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilim. Derg./Anadolu J Agr Sci 32, 1-15.
36. Gürcan K., Teber S., Çağlayan K., 2019. Further investigation of a genetically divergent group of Plum pox virus-M strain in Turkey, Journal of Plant Pathology, 101(2), 385-391.
37. Gürcan K., Teber S., Candresse T., 2020. Genetic analysis suggests a long and largely isolated evolutionary history of plum pox virus strain D in Turkey. Plant Pathology, 69.2: 370-378.
38. Herrera G., (2013). Investigations of the Plum pox virus in Chile in the past 20 years. Chilean Journal of Agricultural Research 73(1): 60-65.
39. Koç G., Baloglu S., 2006. Disease Note First Report of Sharka in The Çukurova Region of Turkey. Journal of Plant Pathology, 88(3), S65-S70.
40. Kurçman S., 1973. Nachweis des sharka-virus an aprikosen und pflaumenbaumen aumenbaumen in Ankara. Journal of Turkish Phytopathology, 2: 124-129.
41. Levy L., Damsteegt V., & Welliver R., 2000. “First report of Plum pox virus (Sharka disease) in Prunus persica in the United States”, Plant Disease, 84(2), 202.
42. Myrta, A., Di Terlizzi B., Savino V., & Martelli G. P., 2006. Control and monitoring: monitoring and eradication of sharka in south‐east Italy over 15 years. EPPO Bulletin, 36(2), 309-311.
43. Nemeth M. 1986. “Plum pox (sharka). In: Virus, Mycoplasma, and Rickettsia Diseases of Fruit Trees”, Akademiai Kiado Budapest, Pp. 463-479.
44. Olmos A., Capote N., Candresse T., 2006. “Detection and characterization of Plum pox virus: molecular methods”, EPPO Bull, 36:262–266.
45. Revers F., Garcia J.A., 2015. Molecular biology of potyviruses. Adv. Virus Res. 92, 101–199. doi: 10.1016/bs.aivir.2014.11.006.
46. Rimbaud L., Dallot S., Gottwald T., Decroocq V., Jacquot E., Soubeyrand S., and Thébaud G., 2015. Sharka Epidemiology and Worldwide Management Strategies: Learning Lessons to Optimize Disease Control in Perennial Plants. Annual Reviee of Phytopatology. V 53: p 357-378.
47. Rosenbaum R., & Hansen M., 2006. “Plum pox virus and what it means for Michigan”, Michigan State University. Special plum pox issue, 1-7.
48. Sahtiyanci S., 1969. Virus de la sharka chez le prunier. Bulletin phytosanitaire FAO, 17, 69.
49. Scholthof K.B., Adkins S., Czosnek H., Palukaitis P., Jacquot E., Hohn T., Hohn B., Saunders K., Candresse T., Ahlquist P., Hemenway C., Foster G.D., 2011. Top 10 plant viruses in molecular plant pathology. Mol Plant P. 12: 938-954.
50. Serçe Ç.U., Candresse T., Svanella-Dumas L., Krizbai L., Gazel M., Çağlayan K., 2009. Further characterization of a new recombinant group of Plum pox virus isolates, PPV-T, found in orchards in the Ankara province of Turkey. Virus Research, 142(1-2), 121-126.
51. Sertkaya G., Ulubaş Ç., Çağlayan K., 2003. Detection and Characterization of Plum Pox Potyvirus (PPV) by DAS-ELISA and RT-PCR/RFLP Analysis in Turkey. Turkish Journal of Agriculture and Forestry TÜBİTAK. Vol. 27, S.213-220.
52. Stevens W. A., 1983. Virology of Flowering Plants. Plant virüs disease control. Blackie & Son Ltd. Glasgow, Scotland. P: 115-132.
53. Teber S., Gürcan K., 2016. Recombination analysis of 51 PPV isolates including 10 genomes of PPV-M Istanbul, 3nd International Symposium on Plum Pox Virus, S. 33, 9-13, Antalya, Turkey.
54. Teber S., Ceylan A., Gürcan K., Candresse T., Ulubaş Serçe Ç., Akbulut M., Kaymak S., Akbaş B., 2019. Genetic diversity and molecular epidemiology of the T strain of Plum pox virus, Plant Pathology, 68(4), 755-763.
55. Thresh J.M., 2003. Control of Plant Virus iıseases in Sub-Saharan Africa: The Possibility and Feasibility of an Integrated Approach. African Crop Science Journal, Vol. 11. No. 3, pp. 199-223.
56. Uzun A., Yaman M., Pınar H., Çetin N., Say A., 2018. Türkiye’de Ekonomik Olarak Yetiştiriciliği Yapılan Sert Çekirdekli Meyvelerin Üretim Projeksiyonu. Uluslararası Tarım Kongresi (UTAK) 2018 Özel Sayı 2: 79–83.
57. Welliver R., Valley K., Richwine N., Clement G., & Albright D., 2014. Expelling a Plant Pest Invader: The Pennsylvania Plum Pox Eradication Program, a Case Study in Regulatory Cooperation.
58. White K.A., 2015. The polymerase slips and PIPO exists. EMBO Rep. 16, 885–886. doi: 10.15252/embr.201540871.
59. Yurtmen M., Fidan H., Ünlü A., Koç G., Ünlü M., 2013. Doğu Akdeniz Bölgesinde Şarka Virüs Hastalığı Sörveyi ve Kontrolü Türkiye ", IV. Bitki Koruma Kongresi, VAN, TÜRKIYE, 28-31 Mayıs 2013, ss.1-1.
60. Yurtmen M., Hazır A., Gök Güler P., & Fidan H., 2016. Attempts to eradicate sharka disease in the Eastern Mediterranean region of Turkey. In III International Symposium on Plum Pox Virus 1163 (pp. 153-160).
61. Yürektürk M., 1984. Marmara Bölgesinde Sert Çekirdekli Meyvelerde Görülen Sharka Hastalığı Üzerinde Araştırmalar. Atatürk Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü Yayınları, 37 s.