Detection of some important viruses in tomato production areas of Diyarbakır province by molecular methods and their molecular characterization

Öz

Surveys were conducted to investigate the presence of Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), Potato virus Y (PVY), Tomato mosaic virus (ToMV), Tomato spotted wilt virus (TSWV) and Tomato ringspot virus (ToRSV) in tomato production areas of Diyarbakır province by molecular methods in 2018. The following methods were implemented to detect the presence of the viruses: PCR method for TYLCV, multiplex-RT-PCR method for PVY and ToMV, and RT-PCR method for TSWV and ToRSV. A total of 278 symptomatic and asymptomatic leaf samples were randomly collected from tomato plants. Fifty-six (20.1%) samples tested by molecular methods were found to be infected with at least one virus. Of the samples tested, 41 were infected with ToMV (14.7%), 21 were infected with PVY (7.6%), and 6 contained mixed infections of ToMV + PVY (2.2%). TYLCV, TSWV, and ToRSV were not detected in the tomato samples tested. Four PVY and four ToMV isolates were randomly selected to characterize the partial movement protein (MP) and coat protein (CP) genes of ToMV, and the partial coat protein (CP) gene of PVY. The nucleotide sequences were deposited in the GenBank database. Diyarbakır isolates of ToMV showed 99-100% similarity while Diyarbakır isolates of PVY showed 88-99% similarity to the other isolates reported around the world. With this study, ToMV and PVY were reported for the first time in tomato production areas in Diyarbakır province.

Anahtar Kelimeler

• tomato
• virus
• multiplex-RT-PCR
• ToMV
• PVY
• movement protein gene
• coat protein gene

Diyarbakır ili domates üretim alanlarındaki bazı önemli virüslerin moleküler yöntemler ile teşhisi ve moleküler karakterizasyonu

Öz

Diyarbakır ili domates üretim alanlarında Domates sarı yaprak kıvırcıklık virüsü (Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV), Patates Y virüsü (Potato virus Y, PVY), Domates mozaik virüsü (Tomato mosaic virus, ToMV), Domates lekeli solgunluk virüsü (Tomato spotted wilt virus, TSWV) ve Domates halkalı leke virüsü (Tomato ringspot virus, ToRSV)’nün varlığının moleküler yöntemler ile ortaya konulması amacıyla 2018 yılında sürvey çalışmaları yürütülmüştür. TYLCV’nin varlığını araştırmak için PCR yöntemi, PVY ve ToMV’nin varlığını araştırmak için multipleks RT-PCR yöntemi, TSWV ve ToRSV’nin varlığını araştırmak için ise RT-PCR yöntemi kullanılmıştır. Domates üretim alanlarında virüs belirtisi gösteren ve göstermeyen toplam 278 adet bitkiden rastgele yaprak örnekleri toplanmıştır. Moleküler yöntemler ile testlenen örneklerin 56 (%20.1)’sının en az bir virüs türü ile enfekteli olduğu tespit edilmiştir. Testlenen örneklerin 41’inin (%14.7) ToMV, 21’nin (%7.6) PVY ve 6’sının (%2.2) ise ToMV+PVY ile karışık enfekteli olduğu saptanmıştır. Çalışma kapsamında yürütülen moleküler testler sonucunda, domates örneklerinde TYLCV, TSWV ve ToRSV enfeksiyonları saptanmamıştır. Tespit edilen PVY ve ToMV izolatlarından rastgele 4’er adet seçilerek PVY izolatlarının kısmi kılıf protein genleri, ToMV izolatlarının kısmı hareket protein ve kılıf protein genleri karakterize edilerek, Gen Bankasına kayıtları yapılmıştır. ToMV izolatları dünyadaki diğer izolatlar ile nükleotid düzeyinde %99-100 arasında benzerlik gösterirken, PVY izolatları %88-99 arasında değişen oranda benzerlik göstermiştir. Yürütülen bu çalışma ile ToMV ve PVY Diyarbakır ili domates üretim alanlarında ilk defa rapor edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• domates virüsleri
• multipleks-RT-PCR
• ToMV
• PVY
• kılıf protein geni

Kaynakça

1. Alavi S. and Massumi H., 2014. Distribution, biological properties and genetic diversity of Iranian tomato mosaic virus isolates. Iranian Journal of Plant Pathology, 50 (1), 37-52.
2. Azeri T., 1981. Preliminary report of tomato spotted wilt virus (TSWV) and its epidemy on tobacco in the Canakkale region of Turkey. Journal of Turkish Phytopathology, 10, 2-3.
3. Azeri T., 1994. Detection of tomato spotted wilt virus in tobacco and tomato cultivars by enzyme linked immunosorbent assay. Journal of Turkish Phytopathology, 23(1), 37-46.
4. Bora T. ve Karaca G., 1970. Bitki Hastalıkları Surveyi, Kültür bitkilerinde hastalığın ve zararın ölçülmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yardımcı Ders Kitabı, Yayın No: 167, Ege Üniversitesi Matbaası, Bornova.
5. Broadbent L., 1965a. The epidemiology of tomato mosaic: XI. Seed‐transmission of TMV. Annals of Applied Biology. 56(2), 177-205.
6. Broadbent L., Read W. H. & Last F. T., 1965b. The epidemiology of tomato mosaic X. Persistence of TMV infected debris in soil, and the effects of soil partial sterilization. Annals of Applied Biology. 55(3), 471-483.
7. Broadbent L., Fletcher J. T., 1966. The epidemiology of tomato mosaic: Sources of TMV in commercial tomato crops under glass. Annals of Applied Biology, 57(1), 113-120.
8. Broadbent L., 1976. Epidemiology and control of tomato mosaic virus. Annual Review of Phytopathology. 14(1), 75-96. Choi S. K., Cho I. S., Choi G. S., Yoon J. Y., 2014. First report of Tomato spotted wilt virus in Brugmansia suaveolens in Korea. Plant Disease. 98(9), 1283-1283.

9. Değirmenci N. F., S. Açıkgöz., 2005. Aydın ilinde yaygın olarak kullanılan sertifikalı domates tohumlarındaki bazı viral etmenlerin saptanmasında biyolojik ve serolojik yöntemlerin kullanılması. Türkiye II. Tohumculuk Kongresi, 9-11 Kasım 2005, Adana, 379-380.
10. Dias H. F., Cation D., 1976. The characterization of a virus responsible for peach rosette mosaic and grape decline in Michigan. Canadian Journal of Botany. 54(11), 1228-1239.
11. Díez M. J., Nuez F., 2008. Tomato.. In: Jaime Prohens, Fernando Nuezin (Eds.), Vegetables II. Springer, New York, NY, 249-323 p.
12. Erkan E., 2008. Samsun ili Buğday Üretim Alanlarında Enfeksiyon Oluşturan Virüslerin Saptanması. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, 102s, Samsun.
13. FAO, 2018. www.fao.org (Erişim tarihi: 24.11.2018).
14. Fereres A., Moreno, A., 2009. Behavioural aspects influencing plant virus transmission by homopteran insects. Virus Research, 141(2), 158–168.
15. Fidan Ü., 1995. Virus diseases of vegetables in greenhouses in İzmir and Muğla. Journal of Turkish Phytopathology. 24(1), 7-14.
16. Guldur M. E., Marchoux G., Yilmaz M. A., 1995. A new virus destructive on tomatoes growing in Mersin and its provinces: tomato spotted wilt virus (TSWV). VII. Congress of Phytopathology in Turkey, Cukurova University, Faculty of Agriculture. 26-29 Sep 1995, Adana, 303-305.
17. Güldür M. E., 1997. Şanlıurfa ili için yeni bir virüs: Domates lekeli solgunluk virüsü (Tomato spotted wilt virus). Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi. 1(3), 71-76.
18. Gul-Seker M., Ekinci H., Ozturk C., Elibuyuk I. O., 2015. Current situation of tomato yellow leaf curl disease (TYLCD) in Antalya, Turkey. Plant Protection Science. 51(4), 208-213.
19. Hämäläinen J. H., Watanabe K. N., Valkonen J. P. T., Arihara A., Plaisted R. L., Pehu E., Slack S. A., 1997. Mapping and marker-assisted selection for a gene for extreme resistance to potato virus Y. Theoretical and Applied Genetics. 94(2), 192-197.
20. Kim S. H., Oh S., Oh T. K., Park J. S., Kim S. C., Kim S. H., Lee H. G., 2011. Genetic diversity of tomato-infecting Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) isolates in Korea. Virus genes, 42(1), 117-127.
21. Köklü G., Rojas A., Kvarnheden A., 2006. Molecular identification and the complete nucleotide sequence of a Tomato yellow leaf curl virus isolate from Turkey. Journal of Plant Pathology. 52(1), 61-66.
22. Geyik S., 2017. Marmara bölgesindeki domates üretim alanlarında virüs hastalıklarının saptanması üzerine araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, 52s, Hatay
23. Sertkaya G., Sertkaya E., 2004. Incidence and Insect Transmission of Tomato Yellow Leaf Curl Virus in Hatay Province of Turkey I International Symposium on Tomato Diseases. 20-24 June, Florida, USA, 423-428.
24. Sertkaya G., Yılmaz M., 2017. Hatay İli Örtüaltı Organik Domates Yetiştiriciliğinde Bazı Begomovirüslerin Enfeksiyon Oranları ile Doğal Taşınması ve Diğer Konukçularının Araştırılması. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi. 22(1), 1-15.
25. Schmelzer K., 1956. Contributions to the knowledge of virus inhibitors in Cuscuta species. Zygopichia Nitrophila Serrano. 2(109), 20-22.
26. Singh M., Sing R.P., 1997. Potato virus Y deduction: sensitivy of RTPCR depends on the size of fragment amplified. Canadian Journal of Plant Pathology. 19, 149-155.
27. Şevik M. A., 2007. Domates Lekeli Solgunluk Virüsü (TSWV)’nün Samsun İlinde Domates Üretim Alanlarındaki Yayılış Durumunun ve Bazı Karakteristik Özelliklerinin Belirlenmesi. Yayımlanmamış Doktora tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun, 117s.
28. Tang J., Khan S., Delmiglio C., Ward L. I., 2014. Sensitive detection of Tomato ringspot virus by real-time TaqMan RT-PCR targeting the highly conserved 3′-UTR region. Journal of virological methods. 201, 38-43.
29. TÜİK, 2018. Türkiye bitkisel üretim istatistikleri https://biruni.tuik.gov.tr/medas/? kn=92&locale=tr. (Erişim tarihi: 30/01/2018).
30. Yeşilçöllü S., Gümüş M., Paylan İ. C., 2011. Ege Bölgesi Çilek Üretim Alanlarındaki Viral Etmenlerin Tanılanması Üzerinde Çalışmalar. The Journal of Turkish Phytopathology. 40(1-2-3), 13-20.
31. Yılmaz M. A., Baloğlu S., Özaslan M., Güldür M. E., 1995. GAP bölgesinde kültür bitkilerinde belirlenen virüsler GAP Bölgesi Bitki Koruma Sorunları ve Çözüm Önerileri Sempozyumu. 27-29 Nisan, Şanlıurfa, 241-250.
32. Wani S. H., Sanghera G. S., Singh N. B., 2010. Biotechnology and plant disease control-role of RNA interference. American Journal of Plant Sciences. 1(02), 55.