Marmara Bölgesi Kabak Üretim Alanlarında Tobacco Mosaic Virus İzolatlarının Yaygınlığı ve Moleküler Karakterizasyonu

Abstract

Kültür bitkilerinde önemli üretim kayıplarına neden olan etmenlerden bir tanesi de tobacco mosaic virus (TMV)’dir. Tobacco mosaic virus (TMV) bilinen en fazla sayıda konukçu genişliğine sahip bitki virüs hastalığı olarak tanımlanmaktadır. Ülkemizde de farklı konukçularda etmenin varlığı tespit edilmesine rağmen kabak bitkilerinde (Cucurbita spp.) TMV enfeksiyon durumu ve izolatlarının genetik çeşitliliğine yönelik gerçekleştirilmiş bir çalışma bulunmamaktadır. Bu bağlamda Çanakkale, Edirne ve Tekirdağ illeri kabak üretim alanlarında arazi çıkışları gerçekleştirilerek, virüs hastalığı simptomu taşıyan 45 bitkiden yaprak örnekleri alınmıştır. Alınan örnekler RT-PCR ile TMV varlığı açısından teslenmiş ve 5 bitkide enfeksiyon belirlenmiştir. TMV ile enfekteli bulunanlar izolatlar içerisinden 3 TMV izolatı seçilerek, kılıf protein (Coat Protein: CP) gen bölgesine göre moleküler karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla etmenin CP gen bölgesi RT-PCR ile amplifye edilerek, çift yönlü olarak sekanslanmıştır. Elde edilen sekans verileri kullanılarak gerçekleştirilen çoklu dizi analizleri sonucunda Marmara bölgesi CMV izolatlarının kendi içlerinde nükleotid ve amino asit düzeyinde %99’un üzerinde benzerlikler gösterdiği belirlenmiştir. Dünya TMV izolatları ile gerçekleştirilen benzerlik analizleri sonucunda ise izolatların birbirleri nükleotid düzeyinde %90-99, amino asit düzeyinde ise %94-99 oranlarında benzerlikler gösterdiği belirlenmiştir. Gerçekleştirilen filogenetik analizler sonucunda ise kabak TMV izolatlarının birbirleri ile oldukça yakın ilişkili olduğu ve gen bankasında bulunan diğer Türk TMV izolatları ile ayrı bir alt-grup oluşturduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Benzerlik
• filogenetik
• kabak
• RT-PCR
• virus

Prevalence and Genetic Diversity of Tobacco Mosaic Virus Isolates Infecting Squash Plants in Marmara Region of Turkey

Abstract

One of the most important virus diseases that cause significant production losses in cultivated plants is tobacco mosaic virus (TMV). TMV is defined as the plant virus disease with the largest known host range. Although the presence of TMV in different hosts has been detected in Turkey, there has been no study conducted on its preva-lence and genetic diversity of isolates in squash plants (Cucurbita spp.). In this context, leaf samples were collected from 45 plants showing virus disease symptoms by surveying in the squash cultivation areas of Çanakkale, Edirne, and Tekirdağ provinces. The samples were tested for the presence of TMV by RT-PCR and infection was deter-mined in 5 plants. The coat protein (CP) gene regions of the three isolates were sequenced for molecular characteri-zation. For this purpose, the CP gene region of the isolates was amplified by RT-PCR and sequenced bidirectionally. Pairwise nucleotide and amino acid sequence identity among the three isolates was 99%. Moreover, the squash isolates showed 90-99% nucleotide and 94-99% amino acid similarities to world TMV isolates. The phylogenetic analysis showed that the squash TMV isolates were very closely related to each other forming a subgroup with the other Turkish TMV isolates retrieved from the GenBank.

Keywords

• Phylogenetic
• RT-PCR
• similarity
• squash
• virus

References

1. Creager, A. N., Scholthof, K. B. G., Citovsky, V. ve Scholthof, H. B. (1999). Tobacco mosaic virus: pioneering research for a century. The Plant Cell, 11(3), 301-308.
2. Harrison, B. D. ve Wilson, T. M. A. (1999). Milestones in research on tobacco mosaic virus. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 354(1383), 521-529. https://doi.org/10.1098/rstb.1999.0403
3. Karanfil, A. ve Korkmaz, S. (2021). Güney Marmara Bölgesi Kabakgil Üretim Alanlarında Cucumber Mosaic Virus Enfeksiyonunun Tespiti ve Genetik Çeşitliliği. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 58(2), 31-40.
4. King, A. M., Lefkowitz, E., Adams, M. J. ve Carstens, E. B. (2011). Virus Taxonomy, Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier Academic Press, Amsterdam.
5. Korkmaz, F., Topkaya, Ş. ve Yanar, Y. (2018). Tokat Kabakgil üretim alanlarında enfeksiyon oluşturan virüslerin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 7(2), 46-56.
6. Kumar, S., Stecher, G., Li, M., Knyaz, C. ve Tamura, K. (2018). MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Molecular Biology and Evolution, 35(6), 1547.
7. Letschert, B., Adam, G., Lesemann, D. E., Willingmann, P. ve Heinze, C. (2002). Detection and differentiation of serologically cross-reacting tobamoviruses of economical importance by RT-PCR and RT-PCR-RFLP. Journal of Virological Methods, 106(1), 1-10. https://doi.org/10.1016/s0166-0934(02)00135-0.
8. Muhire, B.M., Varsani, A. ve Martin, D. P. (2014). SDT: a virus classification tool based on pairwise sequence alignment and identity calculation. Plos One, 9(9), 0108277. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0108277

9. Örs, F., Oksal, H. D. ve Sipahioğlu, H. M. (2021). Occurrence and Molecular Characterization of Some Economically Relevant Cucurbit Viruses in Malatya, Turkey. Alinteri Journal of Agriculture Science, 36(1), 14-20.
10. Scholthof, K. B. (2004). Tobacco mosaic virus: a model system for plant biology. Annual Review of Phytopathology, 42, 13–34. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.42.040803.140322
11. Yeşil, S. (2021). Detection and molecular characterization of viruses infecting edible seed squash in Turkey. Journal of Plant Diseases and Protection, 1-15. https://doi.org/10.1007%2Fs41348-021-00477-4