Current Status of Phytoplasma Diseases in the Vineyards of Eastern and Southeastern Anatolia Regions

Year 2022, Volume: 11 Issue: 2, 295 - 306, 30.12.2022

Osman Çiftçi , Deniz Çaplık , Şahimerdan Türkölmez , Feyzullah Yılmaz , Behzat Güler

https://doi.org/10.55007/dufed.1102809

Abstract

Surveys were carried out between 2013-2021 to determine the status of phytoplasma agents in the vineyard areas of Adıyaman, Batman, Elazığ, Malatya, Mardin, Şanlıurfa and Diyarbakır provinces located in the Eastern and Southeastern Anatolia Regions. As a result of the surveys carried out according to the guided sampling method, a total of 1110 plant samples were collected. Rapid diagnosis of the collected samples was performed by Real Time Polymerase Chain Reaction (qPCR) analysis to determine the presence of the associated phytoplasma. Based on qPCR analysis, phytoplasma was detected in 2 samples, one in a sample from Elazig and the other in a sample from Mardin. Nested Real Time Polymerase Chain Reaction (Nested qPCR) analyzes were performed using the universal primers R16mF2/R16mR1 and R16F2n/R16R2 for the identification of the detected positive samples and bands of 1.25 kb were obtained. BLAST and virtual RFLP analyzes were applied to the 1.25 kb amplification products obtained from the 16S rDNA region of the phytoplasma samples. BLAST analysis of the 16SrDNA sequences and virtual computer-simulated restriction fragment length polymorphism (virtual RFLP) analyses confirmed the presence of ‘Candidatus Phytoplasma solani’ (16Sr group XII, subgroup A) in 2 grapevine samples (OM212474 ve OM909048). In the BLAST comparison of 16S rDNA sequences of phytoplasma isolates, it was determined that there was a 99-100% similarity with other phytoplasma isolates in the world.

Keywords

Vineyard , Ca. Phytoplasma solani , Survey , qPCR , Nested qPCR

Project Number

TAGEM–BS–12/ 08 - 05/ 02 -28(4)

Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgeleri Bağ Alanlarında Fitoplazma Hastalıklarının Durumu

Abstract

Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgesinde yer alan Adıyaman, Batman, Elazığ, Malatya, Mardin, Şanlıurfa ve Diyarbakır illerindeki bağ alanlarında fitoplazma hastalık etmenlerinin durumlarını belirlemek için 2013-2021 yılları arasında sörveyler gerçekleştirilmiştir. Güdümlü örnekleme yöntemine göre yapılan bu sörveyler sonucu 1110 bitki örneği toplanmıştır. Fitoplazma varlığını belirlemek amacıyla toplanan örneklerin Gerçek Zamanlı Polimeraz Zincir Reaksiyonu (qPCR) analizi ile hızlı teşhisleri gerçekleştirilmiştir. qPCR analizi sonucunda biri Elazığ diğeri ise Mardin ilinde olmak üzere toplam 2 örnekte fitoplazma etmeni tespit edilmiştir. Tespit edilen pozitif örneklerin teşhisleri için R16mF2/R16mR1 ve R16F2n/R16R2 üniversal primerlerinin kullanıldığı Yuvalanmış Gerçek Zamanlı Polimeraz Zincir Reaksiyonu (Nested qPCR) analizleri gerçekleştirilmiş ve 1.25 kb boyutunda bantlar elde edilmiştir. Fitoplazma örneklerinin 16S rDNA bölgesinden elde edilen 1.25 kb’lik amplifikasyon ürünlerine BLAST ve sanal RFLP analizleri uygulanmıştır. Bu analizler ile doğrulanan 2 pozitif örnekte ‘Candidatus Phytoplasma solani’ (16Sr group XII, subgroup A)’nin varlığı belirlenmiştir (OM212474 ve OM909048). Fitoplazma izolatlarına ait 16S rDNA dizilerinin BLAST karşılaştırmasında dünyadaki diğer fitoplazma izolatları ile %99-100 arasında benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir.

Keywords

Bağ , Ca. Phytoplasma solani , Sörvey , qPCR , Nested qPCR

Supporting Institution

Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü

Project Number

TAGEM–BS–12/ 08 - 05/ 02 -28(4)

Thanks

Bu çalışmayı TAGEM–BS–12/ 08 - 05/ 02 -28(4) proje numarası ile destekleyen Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü’ne ve Gıda ve Kontrol Genel Müdürlüğünün “Bitki Sağlığı ve Uygulama Programı” kapsamında kurumumuza materyal temininde destek olan Bitkisel Üretim ve Bitki Sağlığı Şube Müdürlüğü teknik personellerine teşekkür ederiz.

References

• M. G. Mullins, A. Bouquet, L. E. Williams, Biology of the grapevine, Cambridge University Press, 1992.
• H. Çelik, Y. S. Ağaoğlu, Y. Fidan, B. Marasali, G. Söylemezoğlu, Genel Bağcılık, Fersan Press, 1998.
• S. Çelik, Bağcılık (Ampeloji), Namık Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü ders kitabı, pp. 427, 2007.
• Anonim. (2022). Erişim Tarihi: 24.01.2022. [Online]. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize.
• TÜİK. (2022). Erişim Tarihi: 24.01.2022. [Online]. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=en.
• G. N. Agrios, Plant Diseases Caused by Prokaryotes: Bacteria And Mollicutes. Plant Pathology, Elsiever Academic Press, pp. 687-691, 2005.
• G. Belli, P. A. Bianco, M. Conti, “Grapevine yellows in Italy: past, present and future.” Journal of Plant Pathology, 303-326, 2010.
• M. R. Karimi, S. Paltrinieri, N. Contaldo, H. Kamali, M. Sajadinejad, M. R. Ajami, A. Bertaccini, “Phytoplasma detection and identification in declining pomegranate in Iran.” Phytopathogenic Mollicutes, vol. 5, no. 2, pp. 95-99, 2015.
• S. A. Hogenhout, K. Oshima, E. D. Ammar, S. Kakizawa, H. N. Kingdom, S. Namba, “Phytoplasmas: bacteria that manipulate plants and insects” Molecular Plant Pathology, vol. 9, no. 4, pp. 403-423, 2008.
• T. Bora, İ. Karaca, Kültür bitkilerinde hastalığın ve zararın ölçülmesi. Ege Üniversitesi Yardımcı Ders Kitabı, Yayın, 167, 1970.
• M. J. Green, D. A. Thompson, D. J. MacKenzie “Easy and efficient DNA extraction from woody plants for the detection of phytoplasmas by polymerase chain reaction.” Plant Disease, vol. 83, no. 5, pp. 482-485, 1999.
• N. M. Christensen, M. Nicolaisen, M. Hansen, A. Schulz, “Distribution of phytoplasmas in infected plants as revealed by real-time PCR and bioimaging.” Molecular Plant-Microbe Interactions, vol. 17, no. 11, pp. 1175-1184, 2004.
• I. M. Lee, R. W. Hammond, R. E. Davis, D. E. Gundersen, “Universal amplification and analysis of pathogen 16S rDNA for classification and identification of mycoplasmalike organisms.” Phytopathology, vol. 83, no. 8, pp. 834-842, 1993.
• I. M. Lee, D. Gundersen-Rindal, R. E. Davis, I. M. Bartoszyk, “Revised classificationscheme of phytoplasmas based on RFLP analysis of 16S rRNA and ribosomal protein gene sequences.” International Journal of Systematic Bacteriology, vol. 48, no. 4, pp. 1153-1169, 1998.
• F. Ertunc, D. C. Orel, S. Bayram, S. Paltrinieri, A. Bertaccini, S. Topkaya, and G. Soylemezoglu, “Occurrence and identification of grapevine phytoplasmas in main viticultural regions of Turkey,” Phytoparasitica, vol. 43, no. 3, pp. 303–310, 2015.
• H. F. Yurttaş, Ege Bölgesinde bağ fitoplazma hastalıklarının varlığı ve sıcak su uygulamalarının etkisi, Yüksek lisans tezi, Aydın Adnan Menderes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Ana Bilim Dalı, Aydın, 2019.
• Y. Karabıçak, İ. Alaserhat, Ş. Altundağ, İ. Özdemir, and E. D. Özden, “Erzincan ili bağ alanlarında fitoplazma hastalıklarının ve olası vektör böcek türlerinin tespiti,” Bitki Koruma Bülteni, vol. 60, no. 1, pp. 31–39, 2020.
• E. Şimşek and M. Güldür, “Detection and molecular characterization of phytoplasmas based on 16s rDNA gene region by phylogenetic and in silico RFLP analysis of local grapevine cultivars in Şanlıurfa and Adıyaman,” Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, vol. 25, pp. 204–213, 2021.
• A. Laviña, A. Batlle, J. Larrue, X. Daire, D. Clair, and E. Boudon-Padieu, “First report of grapevine bois noir phytoplasma in Spain,” Plant Disease, no. 10, 1995.
• E. Choueiri et al., “First report of grapevine ‘Bois Noir’ disease and a new Phytoplasma infecting solanaceous plants in Lebanon,” Plant Disease, vol. 86, no. 6, pp. 697, 2002.
• D. Delic, M. Martini, P. Ermacora, L. Carraro, and A. Myrta, “First report of grapevine bois noir in Bosnia and Herzegovina,” Journal of Plant Pathology, vol. 88, no. 2, 2006.
• D. Sakalieva, S. Paltrinieri, A. Calari, and A. Bertaccini, “Molecular identification of``bois noir’’phytoplasmas in grapevine in Bulgaria,” Bulletin of Insectology, vol. 60, no. 2, 2007.
• M. Rott, R. Johnson, C. Masters, and M. Green, “First report of Bois Noir Phytoplasma in grapevine in Canada,” Plant Disease, vol. 91, no. 12, pp. 1682, 2007.
• N. M. Salem et al., “First report of ‘Candidatus Phytoplasma solani’strains associated with grapevine bois noir in Jordan,” Plant Disease, no. 11, pp. 1505–1505, 2013.
• F. Quaglino, D. Maghradze, N. Chkhaidze, P. Casati, O. Failla, and P. A. Bianco, “First report of ‘Candidatus Phytoplasma solani’and ‘Ca. P. convolvuli’associated with grapevine Bois Noir and bindweed yellows, respectively,” Plant Disease, vol. 98, no. 8, pp. 1151–1151, 2014.
• S. M. Mirchenari, A. Massah, and L. Zirak, “Bois noir’: new phytoplasma disease of grapevine in Iran,” Journal of Plant Protection Research, vol. 55, no. 1, 2015.
• G. Balakishiyeva, A. Mammadov, X. Foissac, I. Huseynova, and J. Aliyev, “First report of grapevine ‘bois noir’in Azerbaijan,” Plant Disease, vol. 100, no. 12, pp. 2522–2522, 2016.
• E. V. Porotikova, E. G. Yurchenko, and S. V. Vinogradova, “First Report of ‘Candidatus Phytoplasma solani’associated with Bois Noir on grapevine (Vitis vinifera) in Krasnodar Region of Russia,” Plant Disease, vol. 104, no. 1, pp. 277–277, 2020.