Biological and Molecular Detection of Cucumber mosaic virus (CMV) Isolates Obtained from Izmir

Objective: This study was intended to determine cucumber mosaic virus (CMV) isolates present in tomato-growing areas of the Izmir province of Turkey in 2021-2022 based on mechanical inoculations and RT-PCR method. Materials and Methods: 17 CMV suspected plant samples previously obtained from Izmir between 2019-2022 and preserved under the appropriate temperature in the Faculty of Agriculture, Department of Plant Protection of Ege University were used to carry out mechanical inoculation of the virus into a number of different test plants consisting of Nicotiana glutinosa, Solanum lycopersicum ‘SC-2121’, and Cucumis sativus ‘Beit Alpha’ cultivars. Virus-inoculated plants were visually evaluated for symptom development, followed by a DAS-ELISA test with CMV-specific antibodies. CMV-positive tobaccos were used to repeat mechanical inoculation of the virus into newly grown test plants, followed by a second ELISA and final RT-PCR test. Results: As a result, CMV-D and CMV-B2 isolates obtained from Izmir produced CMV-like symptoms in the test plants. However, only CMV-D inoculated test plants consistently came out to be positive in the final ELISA and RT-PCR test. CMV-D isolate in tobacco and cucumber induced systemic mosaic and in tomato, caused mosaic, stunting and bushy appearance during 3 weeks of virus inoculation. CMV-D inoculated plants when tested for RT-PCR produced an amplified cDNA band of 280 bp in agarose gel indicating the presence of the virus. Conclusion: This study concludes that CMV causes a variety of symptoms depending upon the viral strain involved, infected host species, and other factors. The presence of CMV-D isolate has been biologically and molecularly identified based on repeated mechanical inoculations in its host species and a final RT-PCR test performed under a controlled experimental setup. Further study of the responsible isolate can be achieved by its genome sequencing and phylogenetic analysis to better understand the viral strain involved in the infection.

Amaç: Bu çalışma, 2021-2022 yıllarında Türkiye’nin İzmir ilinin domates yetiştirilen bölgelerinde bulunan Hıyar mozaik virüs izolatlarının mekanik inokulasyon ve moleküler RT-PCR yöntemlerine dayalı olarak belirlemesini amaçlamışır. Materyal ve Yöntem: Daha önce 2019-2022 yılları arasında İzmir’den temin edilen ve Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Koruma Bülümü iklim odalarında uygun sıcaklıkta muhafaza edilen CMV izolatlarıyla enfekte şüphesi olan 17 bitki örneği, Nicotiana glutinosa, Solanum lycopersicum 'SC-2121', ve Cucumis sativus 'Beit Alpha' kültüvarından oluşan çok sayıda farklı test bitkisine virüsün mekanik inokulasyonu gerçekleştirmek için kullanılmış. Virüs inokule edilmiş bitkiler, simptom gelişimi açısından görsel olarak değerlendirilmiş, ardından CMV'ye özgün antiserumlarla DAS-ELISA testi yapılmıştır. CMV pozitif tütünler virüsün yeni yetiştirilen test bitkilerine mekanik inokulasyonu tekrarlamak için inokulum kaynağı olarak kullanılmış, ardından ikinci bir ELISA ve nihai RT-PCR testi yapılmıştır. Araştırma Bulguları: Bulgularda, İzmir'den temin edilen CMV-D ve CMV-B2 izolatları test bitkilerinde CMV benzeri simptomlara neden olmuştur. Ancak, son ELISA ve RT-PCR testinde yalnızca CMV-D izolatı ile inokule edilen test bitkilerinin sürekli olarak pozitif olduğu ortaya çıkmıştır. CMV-D izolatı, virus inokulasyonundan 3 hafta sonra tütün ve hıyarda sistemik mozaik, ve domateste mozaik, bodurluk ve çalılaşma görünümüne neden olmuştur. CMV-D izolatı RT-PCR için test edildiğinde agaroz jelde virüsün varlığını gösteren 280 bp'lik cDNA bandı gözlenmiştir. Sonuç: Bu çalışma, CMV'nin ilgili viral ırka, enfekte konukçu türlere ve diğer faktörlere bağlı olarak çeşitli semptomlara neden olduğu sonucuna varmaktadır. CMV-D izolatın varlığı, kontrollu bir deney düzeneğinde konakçı türde tekrarlanan mekanik inokulasyona ve son RT-PCR testine dayalı olarak biyolojik ve moleküler olarak tespit edilmiştir. Enfeksiyona neden olan viral ırkın genetik özellikerini daha iyi anlamak için gelecek çalışmalarda ilgili izolatın genom dizilimi ve filogenetik analizi ile daha fazla bilgi sağlanması amaçlanmaktadır.