Detection and characterization of Lettuce mosaic virus (LMV) in Adana and Mersin provinces in Turkey

Abstract

Aims: This study was conducted for the detection and characterization of Lettuce mosaic virus (LMV) in the fields where the lettuce cultivation was made extensively in Adana (Ceyhan, Çukurova, Karaisalı, Sarıçam, Seyhan, Yakapınar, Yumurtalık and Yüreğir districts) and Mersin (Tarsus and Yenice districts) provinces in the autumn and winter months between 2015-2019.

Methods and Results: A total of 180 lettuce plants suspected to be infected with LMV were sampled symptomologically and tested by Double Antibody Sandwich ELISA method firstly. The presence of LMV were detected in 26 samples. In the RT-PCR studies using LMV-specific 1196; 1087 primer pair, 24 samples were found to be infected with LMV and the band a size of 800 bp was observed in the LMV positive samples. As a result of sequence analysis was made with 5 LMV isolates selected among them, Adana and Mersin isolates showed nucleotide similarity rate between 91.48-98.69% with LMV isolates reported from different parts of the world.

Conclusions: In this study, the survey of LMV was made in lettuce growing areas in Adana and Mersin provinces and its presence in suspicious samples was revealed.

Significance and Impact of the Study: With this study, the presence of LMV, which is one of the important viruses that cause disease in lettuce, which is amongthe top vegetables grown in many countries, was revealed by serological and molecular methods and molecular characterization was successfully made.

Keywords

• Lettuce
• LMV
• DAS-ELISA
• RT-PCR
• sequence analysis

Adana ve Mersin illeri’nde marul yetiştirilen alanlarda Marul mozaik virüsü (Lettuce mosaic virus, LMV)’nün saptanması ve karakterizasyonu

Öz

Amaç: Bu çalışma 2015-2019 yılları arasında sonbahar ve kış aylarında Adana (Ceyhan, Çukurova, Karaisalı, Sarıçam, Seyhan, Yumurtalık ve Yüreğir ilçeleri ile Yakapınar mahallesi) ve Mersin (Tarsus ilçesi ile Yenice mahallesi) illerinde yaygın olarak marul yetiştiriciliğinin yapıldığı alanlarda marul mozaik virüsü (Lettuce mosaic virus, LMV)’nün saptanması ve karakterizasyonu amacıyla yürütülmüştür.

Yöntem ve Bulgular: Arazi çıkışlarında simptomatolojik olarak LMV ile enfekteli olduğundan şüphelenilen toplam 180 adet marul bitkisinden örnekleme yapılmış ve toplanan örnekler öncelikle Double Antibody Sandwich ELISA (DAS-ELISA) yöntemi ile testlenmiştir. Toplam 26 örnekte LMV’nin varlığı saptanmıştır. LMV’ye spesifik primer çifti (1196;1087) kullanılarak yapılan RT-PCR çalışmalarında ise, 24 örnek LMV ile enfekteli bulunmuş ve 800 bp büyüklüğünde band elde edilmiştir. Bunlar arasından seçilen 5 LMV izolatı ile yapılan sekans analizleri sonucunda, Adana ve Mersin izolatları dünyanın diğer ülkelerinden rapor edilen LMV izolatları ile %91.48-98.69 arasında benzerlik göstermiştir.

Genel Yorum: Bu çalışmada Adana ve Mersin illerinde marul yetiştirilen alanlarda LMV’ninsurveyi yapılmış ve araştırılan örneklerde varlığı ortaya konulmuştur.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Bu çalışma ile birçok ülkede yetiştirilen sebzeler arasında ilk sıralarda yer alan marullarda hastalık oluşturan önemli virüslerden biri olan LMV’nin varlığı serolojik ve moleküler yöntemlerle ortaya konulmuş ve moleküler olarak karakterizasyonu başarıyla yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Marul
• LMV
• DAS-ELISA
• RT-PCR
• dizi analizi

References

1. Abak A, Düzyaman E, Şeniz V, Gülen H, Pekşen A, Kaymak HÇ (2010) Sebze üretimini geliştirme yöntem ve hedefleri. Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi. 11-15 Ocak 2010, Ankara, 477-492.
2. Alan B (2012) Doğu Akdeniz Bölgesi’nde yetiştirilen bazı kışlık sebzelerde hastalık yapan virüslerin tanılanması ve karakterizasyonu. Doktora Tezi, Çukurova Üniveritei, Fen Bil. Ens., Bitki Koruma ABD, 134s.
3. Anonymous (2015) Kış sebzeleri nelerdir. https://evhayat.com/kis-sebzeleri-nelerdir/ Erişim Tarihi: 20 Ekim 2015.
4. Astruc N, Marcos JF, Macquarie G, Candresse GT, Vicent P (1996) Studies on the diagnosis of Hop stunt viroid in fruit trees: Identification of new host and application of a nucleic acid extraction procedure based on non-organic solvents. European Journal of Plant Pathology 102: 837-846.
5. Brunt AA, Crabtree K, Dallwitz MJ, Gibbs AJ, Watson L (1996) Viruses of plants. Descriptions and lists from the WIDE Database. CAB International, Wallingford. 1484.
6. Candresse T, Lot H, German-Retana S, Krause-Sakate R, Thomas J, Souche S, Delaunay T, Lanneau M, Le Gall O (2007) Analysis of the serological variability of Lettuce mosaic virus using monoclonal antibodies and surface plasmon resonance technology. Journal of General Virology 88: 2605-2610.
7. Dinant S, Lot H (1992) Lettuce mosaic virus. Plant Pathology 41: 528-542.
8. Erkan S, Gümüş M, Paylan İC, Duman İ, Ergün M (2013) İzmir İli ve çevresindeki bazı kışlık sebzelerde görülen viral etmenlerin saptanması. Ege Üniv. Ziraat Fakültesi Derg. 50(3): 311-322.

9. Eşiyok D (2012) Kışlık ve Yazlık Sebze Yetiştiriciliği. Meta Basım, Bornova/İzmir. 410s.
10. FAO (2015) The world lettuce economy. http://www.fao.org/faostat/en/#data (Erişim Tarihi: 19 Ekim 2015.
11. Fidan Ü, Türkoğlu T (1988) Ege Bölgesi marul bitkilerinde görülen virüs hastalıkları üzerinde ön çalışmalar. Bitki Koruma Bülteni 28(1-2): 43-56.
12. Fletcher JD, France CM, Butler RC (2005) Virus surveys of lettuce crops and management of Lettuce Big-Vein Disease in New Zealand. New Zealand Plant Protection 58: 239-244.
13. Galitelli D, Minafra A (1994) Electroforesis. Course on Plant Virus Diagnosis, 15-30 October 1994. Adana-Turkey. Page:89-99.
14. Günay A (2005) Sebze Yetiştiriciliği, Cilt II. İzmir, 531s.
15. Jagger IC (1921) A transmissible mosaic disease of lettuce. J. Agric. Res. 20: 737-741.
16. Karanfil A, Korkmaz S (2016) Güney Marmara Bölgesi marul üretim alanlarında Marul mozaik virüsü (Lettuce mosaic virus; LMV) izolatlarının kılıf protein genine göre moleküler karakterizasyonu. Uluslararası Katılımlı Türkiye VІ. Bitki Koruma Kongresi. 5-8 Eylül 2016, Konya, 938 s.
17. Karanfil A, Çevik B, Korkmaz S (2018) Detection of Lettuce mosaic virus infection in South Marmara Region of Turkey and coat protein gene characterization. Zemdirbyste 105(4): 363-368. DOI 10.13080/z-a.2018.105.046.
18. Krause-Sakate R, Mello RN, Pavan MA, Zambolim EM, Carvalho MG, Le Gall O, Zerbini FM (2001) Molecular Characterization of Two Brazilian Isolates of Lettuce Mosaic Virus With Distinct Biological Proporties. Fitopotologia Brasileira 26: 153-157.
19. Krause-Sakate R, Redondo E, Richard-Forget F, Jadao AS, Houvenaghel MC, German-Retana S, Pavan MA, Candresse T, Zerbini FM, Gall OL (2005) Molecular mapping of the viral determinants of systemic wilting ınduced by a Lettuce Mosaic Virus (LMV) isolate in some lettuce cultivars. Virus Research 109: 175-180.
20. Messiaen, MC, Lafon R (1965) Les Maladies Des Plantesmaraicheres,Vol; II, IRA. pp 272-276.
21. Moreno A, Fereres A (2012) Virus diseases in lettuce in the Mediterrenean Basin. Advances in Virus Research 84: 247-248.
22. Murray MG, Thompson WF (1980) Rapid isolation of high moleculer weight plant DNA. Nücleic Acids Res 8(19): 4321-4325.
23. Navarro JA, Botella F, Marhuenda A, Sastre P, Sanchez-Pina MA, Pallas V (2004) Comparative infection progress analysis of Lettuce big-vein virus and Mirafiori lettuce big-vein virus in lettuce crops by developed molecular diagnosis techniques . European Journal of Plant Pathology, 94(5): 470-477.
24. Nebreda M, Moreno A, Perez N, Palacios I, Seco-Fernandez V, Fereres A (2004) Activity of Aphids associated with lettuce and broccoli in Spain and their efficiency as vectors of Lettuce Mosaic Virus. Virus Research 100: 83-88.
25. Pavan MA, Krause-Sakate R, Silva N, Zerbini FM, Gall OL (2008) Virus diseases of lettuce in Brazil. Plant Viruses. M. Pavan (corresponding author), Plant Viruses, Global Science Books, Viçosa. pp 35-40.
26. Prieto H, Bruna A, Hinrichsen P, Munoz C (2001) Isolation and molecular characterization of a Chilean isolate of Zucchini yellow mosaic virus. Plant Disease 85: 644-648.
27. Sertkaya G, Karaca F, Nurel S, Yokarıbaş H (2009) Marul alanlarında Marul mozaik virüsü ve Hıyar mozaik virüsü’nün biyolojik ve serolojik yöntemlerle araştırılması. Türkiye ІІІ. Bitki Koruma Kongresi. 15-18 Temmuz 2009, Ankara, 380s.
28. Sertkaya G (2015) Hatay ili marul ve ıspanak alanlarında bazı virüslerin araştırılması. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(1): 7-12.
29. Soleimani P, Mosahebi G, Koohi-Habibi M (2011) Identification of some viruses causing mosaic on lettuce and characterization of Lettuce mosaic virus from Tehran province in Iran. African Journal of Agricultural Research, 6(13): 3029-3035.
30. Svanella-Dumas L, Verdin E, Faure C, German-Retana S, Gognalons P, Danet JL, Marais A, Candresse T (2014) Adaptation of Lettuce mosaic virus to Catharanthus roseus involves mutations in the central domain of the VPg. Molecular Plant-Microbe Interactions, 27(5): 491–497. https://doi.org/10.1094/MPMI-10-13-0320-R
31. Tomlinson JA (1970) Lettuce mosaic virus. Desciptions of plant viruses. No. 9. Common Wealth. Mycological Institute of Associated and Applied Biology, Kew, England.
32. TÜİK (2017a) Adana ilinde Marul Üretimi, 2012-2016. https://biruni.tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul Erişim Tarihi: 14 Eylül 217.
33. TÜİK (2017b) Mersin ilinde marul üretimi, 2012-2016. https://biruni.tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul Erişim Tarihi: 14 Eylül 2017.
34. Uzunoğulları N, Beşirli G (2011) Yedikule marul (L.S.L.var. Longifolia) çeşidinde zarar yapan bazı viral etmenlerin tanılanması. Türkiye 4. Bitki Koruma Kongresi. 28-30 Haziran 2011, Kahramanmaraş, 496s.
35. Wang M, Gonsalves D (1990) ELISA detection of various tomato spotted wilt virus isolates using specific antisera to structural proteins of the virus. Plant Dis. 75: 154‒158.
36. Yılmaz MA (1981) Virus particles associated with disease of tomato and lettuce in Turkey. Phytopath. Medit. 2: 79-80.
37. Zelyüt RF, Ertunç F (2016) Ankara ili marul ekim alanlarında saptanan virüs enfeksiyonları. Uluslararası Katılımlı Türkiye VІ. Bitki Koruma Kongresi. 5-8 Eylül 2016, Konya, 938s.