Detection of Tomato chlorosis virus from Tomato Production Areas in Isparta and Burdur Provinces Using a Nested-RT-PCR Method

Abstract

In this study, Tomato chlorosis virus (ToCV) was investigated in tomato production areas of Isparta and Burdur provinces. For this purpose surveys were conducted in some tomato production areas of Isparta and Burdur and 82 tomato samples were collected from 24 different production areas. First, total nucleic acid was isolated and then cDNA was synthesized from all samples by reverse transcription, (RT). ToCV was then detected by nested RT-PCR method using heat shock protein homologue (hsp70h) gene-specific primes previously used for ToCV detection. RT-PCR results showed that 6 of the 82 samples were infected with ToCV. The results showed the presence of ToCV in Isparta and Burdur for the first time but the infection rates was low (5.71% in Isparta and 8.00% in Burdur). The hsp70h gene of Burdur isolate ToCV55 was re-amplified and sequenced. The sequence was compared with the hsp70h genes of isolates from different tomato production areas and phylogenetic analysis was performed among ToCV isolates. As a result of nucleotide sequence comparison Burdur 55 showed 93-95% similarity with other ToCV isolates. Phylogenetic analysis revealed that ToCV isolates were divided into two main groups according to hsp70h gene; however, Burdur 55 isolate was outside of these two groups indicating that it is different from others isolates.

Keywords

• Tomato,ToCV,hsp70h,nested-RT-PCR,sequence analysis,phylogenetic analysis

Isparta ve Burdur İli Domates Üretim Alanlarında Tomato chlorosis virus'un Nested-RT-PCR Yöntemiyle Tanılanması

Abstract

Bu çalışmada, Isparta ve Burdur illerin domates üretim alanlarında Tomato chlorosis virus (ToCV) varlığı araştırılmıştır. Bu amaçla bu illerin yoğun domates üretimi yapılan bazı bölgelerinde arazi çalışmaları yapılarak 24 farklı üretim alanından 85 adet domates örneği toplanmıştır. Elde edilen örneklerden öncelikle total nükleik asit izolasyonu yapılmış ve daha sonra tüm örneklere tersine transkripsiyon uygulanarak (reverse transcription, RT) cDNA sentezi sentezlenmiştir. Daha önce ToCV tanısında kullanılan ısı şoku protein homolog (heat shock protein homologue, hsp70h) genine spesifik primerler kullanılarak nested-RT-PCR yöntemiyle ToCV tanılaması yapılmıştır. Yapılan RT-PCR testleri sonucunda, 85 örnekten 6 tanesinin ToCV pozitif olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar Isparta ve Burdur illerinde ToCV varlığını ilk kez göstermiş, ancak enfeksiyon oranının düşük (Isparta % 5,71 ve Burdur % 8,00) olduğunu ortaya koymuştur. Burdur'dan elde edilen ToCV55 numaralı izolatının hsp70h geni yeniden çoğaltılarak DNA dizisi belirlenmiştir. Bu izolatın DNA dizisi dünyanın farklı domates üretim bölgelerinden elde edilen ToCV izolatların hsp70h genleriyle karşılaştırılmış ve filogenetik analizler yapılmıştır. Yapılan dizi analizleri sonucunda, Burdur 55 ToCV izolatının diğer ToCV izolatlarıyla %93-95 oranında benzerlik gösterdiği belirlenmiştir. Yapılan filogenetik analizler ToCV izolatlarının hsp70h genine göre iki ana gruba ayrıldığını, ancak Burdur 55 izolatının bu iki grubun dışında kalan farklı bir izolat olduğunu göstermiştir.

Keywords

• Domates,ToCV,hsp70h,nested-RT-PCR,dizi analizi,filogenetik analiz

References

1. Akdura, N. ve Cevik, B. 2011. Batı Akdeniz Bölgesi Domates Üretim Alanlarında Domates Kloroz Virüsü (Tomato cholorosis virus, ToCV)’nün Tespiti ve Moleküler Karakterizasyonu. IV. Ulusal Bitki Koruma Kongresi, 28-30 Haziran, Kahramanmaraş, sayfa 400.
2. Albuquerque, L.C., Villanueva, F., Resende, R.O., Navas-Castillo, J., Barbosa, J.C., & Inoue-Nagata, A.K. 2013. Molecular characterization reveals Brazilian Tomato chlorosis virus to be closely related to a Greek isolate. Tropical Plant Pathology, 38(4):332-336.
3. Arli-Sokmen, M. and Sevik M.A. 2006. Viruses infecting field-grown tomatoes in Samsun province, Turkey. Archives Phytopathology and Plant Protection, 39 (4): 283-288.
4. Çevik, B. and Erkış, G. 2008. First Report of Tomato chlorosis virus in Turkey. Plant Pathology, 57 (4): 767.
5. Delatte, H., Naze, F., Cottineau, J.S., Lefeuvre, P., Hostachy, B., Reynaud, B. and Lett, J.M. 2005. Occurrence of Tomato chlorosis virus in Réunion Island. Plant Pathology, 55: 289.
6. Dovas, C.I., Katis, N.I. and Avgelis, A.V. 2002. Multiplex Detection of Criniviruses Associated With Epidemics of A Yellowing Disease of Tomato in Greece. Plant Diseases, 86 (12): 1345-1349.
7. Erkan, S., Gümüş, M., Türküsay, H. ve Duman, İ. 2001. Sanayi Domates Çeşitlerinin Bazı Viral ve Bakteriyel Hastalık Etmenlerine Karşı Davranışlarının Belirlenmesi. XI. Türkiye Fitopatoloji Kongresi, tarih, şehir, 198-204.
8. EPPO, 2013. Tomato chlorosis virus and Tomato infectious chlorosis virus. Diagnostic protocol PM 7/118(1). EPPO Bulletin 43: 462–470.

9. FAO, 2009. http://www.fao.org (erişim tarihi: 20.01.2010).
10. Gharsallah, C., Halima, A. B., Fakhfakh, H., & Gorsane, F. (2015). Insights into the genetic diversity and the phylogenetic analysis of Tunisian isolates of Tomato chlorosis virus. Phytoparasitica, 43(1): 87-96.
11. Hanssen, I.M., Lapidot, M. and Thomma, B.P. 2010. Emerging viral diseases of tomato crops. Molecular plant-microbe interactions, 23 (5): 539-548.
12. Hirota, T., Natsuaki, T., Murai, T., Nishigawa, H., Niibori, K,. diğer yazarlarda eklenmeli 2010. Yellowing disease of tomato caused by; Tomato chlorosis virus newly recognized in Japan. Journal of General Plant Pathology, 76: 168-171.
13. Jacquemond, M., Verdin, E., Dalmon, A., Guilbaud, L. and Gognalons, P. 2009. Serological and molecular detection of Tomato chlorosis virus and tomato infectious chlorosis virus in tomato. Plant Pathology, 58 (2): 210–220.
14. Kataya, A.R.A., Stavridou, E., Farhan, K. and Livieratos, I.C. 2008. Nucleotide sequence analysis and detection of a Greek isolate of Tomato chlorosis virus. Plant Pathology, 57: 819–824.
15. Lett, J.M., Hoareau, M., Reynaud, B., Saison, A., Hostachy, B., Lobin, K., and Benimadhu, S.P. 2009. First Report of Tomato chlorosis virus in tomato on Mauritius Island. Plant Dis. 9:111.
16. Li, R., Mock, R., Huang, Q., Abad, J., Hartung, J. diğer yazarlar eklenmeli 2008. A reliable and inexpensive method of nucleic acid extraction for the PCR-based detection of diverse plant pathogens. Journal of Virological Methods, 154: 48-55.
17. Louro, D., Accotto, G.P. and Vaira, A.M. 2000. Occurrence and diagnosis of tomato chlorosis virus in Portugal. European Journal of Plant Pathology, 106 (6): 589-592.
18. Lozano, G., Moriones, E. and Navas-Castillo, J. 2006. Complete nucleotide sequence of the RNA2 of the crinivirus tomato chlorosis virus. Archives of Virology, 151 (3): 581-587.
19. Martelli, G.P., Agranovsky, A.A., Bar-Joseph, M., Boscia, D., Candresse, T., Coutts, R.H., Dolja, V.V., Falk, B.W., Gonsalves, D., Jelkmann, W., Karasev, A.V., Minafra, A., Namba, S., Vetten, H.J., Wisler, G.C. and Yoshikawa, N. 2002. The family Closteroviridae revised. Archives of Virology, 147: 2039–2044.
20. Navas-Castillo, J., Camero, R., Bueno, M. and Moriones, E. 2000. Severe yellowing outbreaks in tomato in Spain associated with infections of Tomato chlorosis virus. Plant Diseases, 84: 835–837.
21. Öztünç, H. 2010. Antalya ilinde Domates Yetiştiriciliği Yapılan Seralarda Domates Kloroz Virüsünün Moleküler Yöntemlerle Tanılanması. Lisans bitirme tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Koruma Bölümü, 27 sayfa, Isparta.
22. Öztünç, H. ve Çevik, B. 2016. İlave edilmeli Page, R. D. M. 1996. TREEVIEW: An application to display phylogenetic trees on personal computers. Computer Applications in the Biosciences 12: 357-358.
23. Papayiannis, L.C., Ioannou, N., Dovas, C.I., Maliogka, V.I. and Katis, N.I. 2005. First report of Tomato chlorosis virus (ToCV) on tomato crops in Cyprus. Plant Pathology, 55: 567.
24. Pehlivan, D. 2013. Adana ve Mersin İllerinde Domates Kloroz Virüsü (Tomato chlorosis crinivirus, ToCV)'nün Saptanması ve Moleküler Karakterizasyonu. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bitki Koruma Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi. 65 Sayfa. Adana
25. Segev, L., Polston, J.E. and Lapidot, M. 2004. First report of Tomato chlorosis virus in Israel. Plant Diseases, 88: 160.
26. Smith, K.M. 2012. A textbook of plant virus diseases. Elsevier, Şehir, Ülke.
27. Sulley, S. 2016. Tomato chlorosis virus (ToCV) izolatlarının örtü protein gen bölgesinin moleküler olarak belirlenmesi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bitki Koruma Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi Ankara. 86 sayfa.
28. TÜİK, 2009. http://www.tuik.gov.tr (erişim tarihi: 20.01.2010). Wintermantel, W.M., Polston, J.E., Escudero, J. and Paoli, E.R. 2001. First report of Tomato chlorosis virus in Puerto Rico. Plant Diseases, 85: 228.
29. Wintermantel, W.M. and Wisler, G.C. 2006. Vector specificity, host range, and genetic diversity of Tomato chlorosis virus. Plant Diseases, 90: 814-819.
30. Wisler, G.C., Li, R.H., Liu, H.Y., Lowry, D.S. and Duffus, J.E. 1998. Tomato Chlorosis Virus., A New Whitefly-Transmitted,Phloem-Limited, Bipartite Closterovirus of Tomato The American Phytopathological Society, 88 (5): 402-409.
31. Wisler, G.C. and Duffus, J.E. 2001. Transmission properties of whitefly-borne criniviruses and their impact on virus epidemiology. In: Harris KF, Smith OP, Duffus JE (eds), Virus-insect–plant interactions. Academic Press, San Diego, pp. 293–308.
32. Zitter, T.A., Stall, R.E. and Jones, J.P., 1997. Diseases caused by viruses. J. B. Jones, eds.) Compendium of Tomato Diseases, APS Pres, Minnesota, USA. pp. 31-42.