Reactions of Some Species in Brassicaceae Family to Cauliflower mosaic virus (CaMV)

Öz

Middle Black Sea Region of Turkey is one of the major planting area of winter vegetables, such as cauliflower, white cabbage, red cabbage, kale, kohlrabi, and radish. CaMV is a widespread virus on winter vegetables in the World and can cause significant loss in Brassicaceae crops. This study was conducted to determine reaction levels of some Brassica cultivars against CaMV, which are commonly found in Brassicas grown fields. The study carried out at Faculty of Agriculture, the University of Ondokuz Mayis in 2022. The saps obtained by grinding CaMV-infected leaves in phosphate buffer were mechanically inoculated to some Brassica species plants. Observations were recorded according to the disease rating scale (0-9) throughout 10 weeks of experiment. Brassicaceae plants showed systemic symptoms (mosaic, mottle, local lesions) developed at two/three weeks post inoculation. The symptom severity score for plants varied ten weeks after inoculation. The average scales were 7.6 (radish), 6.2 (kohlrabi), 5.0 (white head cabbage), 5.0 (turnip), and 2.0 (kale), respectively. The virus infections were detected in plants using DAS-ELISA method.

Anahtar Kelimeler

• Brassicaceae
• CaMV
• Reaction
• Virus

Bazı Brassicaceae Türlerinin Karnabahar Mozayik Virüsü (CaMV)’ne Karşı Reaksiyonlarının Belirlenmesi

Öz

Orta Karadeniz Bölgesi, ülkemizin beyaz ve kırmızı baş, yaprak lahana, karnabahar, alabaş, turp gibi kışlık sebze türlerinin başlıca üretim alanlarından biridir. Karnabahar mozaik virüsü (CaMV), Dünya'da kışlık sebzelerde yaygın olarak görülen önemli bir viral etmendir ve Brassicaceae familyasına ait bitkilerde önemli kayıplara neden olabilmektedir. Bu çalışma, lahanagillerin yoğun olarak yetiştirildiği alanlarda yaygın olarak bulunan CaMV'ye karşı bazı lahanagil türlerinin reaksiyon düzeylerini belirlemek amacıyla, 2022 yılında Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi'nde yürütülmüştür. CaMV ile enfekte yaprak örnekleri fosfat tamponunda ezilerek elde edilen özsular, bazı Brassica türü bitkilere mekanik olarak bulaştırılmıştır. Bitkiler 10 haftalık deneme süresince gözlemler yapılarak hastalık belirtileri 0-9 skalasına göre kaydedilmiştir. İnokulasyondan iki/üç hafta sonra Brassicaceae bitkilerinde, sistemik semptomların (mozaik, benekli mozaik, lokal lezyonlar) ortaya çıktığı gözlenmiştir. Bitkilerde simptom şiddeti skoru, inokulasyonda sonra 10 hafta boyunca değişiklik göstermiştir. Ortalama hastalık belirti skala değeri sırasıyla 7.6 (turp), 6,2 (alabaş), 5,0 (beyaz baş lahana), 5,0 (şalgam) ve 2,0 (yaprak lahana) olarak belirlenmiştir. DAS-ELISA yöntemi kullanılarak bitkilerde CaMV enfeksiyonları tespit/teyit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Brassicaceae
• CaMV
• Reaksiyon
• Virüs

Kaynakça

1. Akcura C., Sevik, MA. Samsun ili yaprak lahana üretim alanlarında görülen virüslerin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi 2016; 26(2): 196-201.
2. Al-Shehbaz IA., Beilstein MA., Kellogg EA. Systematics and phylogeny of the Brassicaceae (Cruciferae): an overview. Plant Systematic and Evolution 2006; 259(2): 89-120. Anderson EJ., Qiu SG., Schoelz JE. Genetic analysis of determinants of disease severity and virus concentration in cauliflower mosaic virus. Virology 1991; 181(2): 647-655.
3. Bak A., Emerson JB. Cauliflower mosaic virus (CaMV) biology, management, and relevance to GM plant detection for sustainable organic agriculture. Frontiers in Sustainable Food Systems 2020; 4: 21.
4. Balkaya A., Sarıbaş HŞ., Özgen T. Türkiye’de kışlık sebze türlerinin tarımsal üretimdeki yeri ve önemi. TÜRKTOB Türkiye Tohumcular Birliği Dergisi 2018; 6(20): 10-14.
5. Becker R., Ulrich A. Improved detection and quantification of Cauliflower mosaic virus in food crops: assessing false positives in GMO screening based on the 35S promoter. European Food Research and Technology 2018; 244: 1861-1871.
6. Blanc S., Hebrard E., Drucker M., Froissart R. Molecular basis of vector transmission Cauliflower mosaic virus cabb s strain and s delta II hybrid by two species of aphid Myzus persicae (Sulzer) and Brevicoryne brassicae (L.). Research in Virology 2001; 141: 677-683.
7. Bosque-Perez N., Olojede S., Buddenhagen, I. Effect of Maize streak virus disease on the growth and yield of maize as influenced by varietal resistance levels and plant stage at time of challenge. Euphytica 1998; 101: 307-317.
8. Clark MF., Adams AN. Characteristics of the microplate method of ELISA for the detection of plant viruses. Journal of General Virology 1977; 34: 475-483.

9. Doumayrou J., Avellan A., Froissart R., Michalakis Y. An experimental test of the transmission-virulence trade-off hypothesis in a plant virus. Evolution 2013; 67: 477-486.
10. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) Database Statistics. Erişim adresi http://www.fao.org/faostat/en/#data (2020).
11. Fang Z., Liu Y., Lou P., Liu G. Current trends in cabbage breeding. Journal of New Seeds 2005; 6: 75-107. Farzadfar S., Pourrahim R., Ebrahimi HA. Phylogeographical study of the Cauliflower mosaic virus population in mid-Eurasia Iran using complete genome analysis. Archives of Virology 2014; 159: 1329-1340.
12. Fjellstrom RG., Williams PH. Fusarium yellows and Turnip mosaic virus resistance in Brassica rapa and B. juncea. Hort Science 1997; 32: 927-930.
13. Geren H., Demiroğlu G., Avcıoğlu R. Bazı yem şalgamı (Brassica rapa L.) çeşitlerinin verim özellikleri üzerinde araştırmalar. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 2002; 39(1): 47-53.
14. Güner A., Aslan S., Ekim T., Vural M., Babaç MT. Türkiye bitkileri listesi: Damarlı bitkiler. Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmalı Derneği Yayını, Flora Dizisi 1, İstanbul; 2012. Haas M., Bureau M., Geldreich A., Yot P., Keller M. Cauliflower mosaic virus: still in the news. Molecular Plant Pathology 2002; 3(6): 419-429.
15. Jiagang S., Xinke N. Genetics of the resistance to TuMV in Chinese cabbage. Acta Horticulturae 1995; 402: 243-248. Küden AB., Daşgan HY. 2021 Türkiye’de meyve ve sebze yetiştiriciliği. 3. Uluslararası Tarım ve Gıda Etiği Kongresi, 5-6 Kasım 2021, 104-110.
16. Moreno A., De Blas C., Biurrun R., Nebreda M., Palacios I., Duque M., Fereres A. The incidence and distribution of viruses infecting lettuce cultivated Brassica and associated natural vegetation in Spain. Annals of Applied Biology 2004; 144: 339-346.
17. Özbakır M., Balkaya A., Uzun S. Samsun ekolojik koşullarında sonbahar dönemi alabaş (Brassica oleracea var. gongylodes L.) yetiştiriciliğinde değişik tohum ekim zamanlarının büyüme üzerine kantitatif etkileri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi 2012; 27(2): 55-63.
18. Raybould AF., Maskell LC., Edwards ML., Cooper JI., Gray AJ. The prevalence and spatial distribution of viruses in natural populations of Brassica oleracea. New Phytologist 1999; 141: 265-275.
19. Scholelz JE., Shepherd RJ. Host range control of Cauliflower mosaic virus. Virology 1988; 162: 30-37.
20. Scholthof KBG., Adkins S., Czosnek H., Palukaitis P., Jacquot E., Hohn T., Hemenway C. Top 10 plant viruses in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology 2011; 12(9): 938-954.
21. Singh BK., Sharma SR., Singh B. Heterosis for mineral elements in single cross-hybrids of cabbage (Brassica oleracea var. capitata L). Scientia Horticulturae 2009; 122(1): 32-36.
22. Spence NJ., Phiri NA., Hughes SL., Mwaniki A., Simons S., Oduor G., Chacha D., Kuria A., Ndirangu S., Kibata GN., Marris GC. Economic impact of Turnip mosaic virus, Cauliflower mosaic virus and Beet mosaic virus in three Kenyan vegetables. Plant Pathology 2007; 56: 317-323.
23. Sukal AC., Kidanemariam DB., Dale JL., Harding RM., James AP. Characterization of a novel member of the family Caulimoviridae infecting Dioscorea nummularia in the Pacific, which may represent a new genus of dsDNA plant viruses. PLoS One 2018; 13: e0203038.
24. Şevik MA. Sebze üretimini tehdit eden viral hastalık etmeni: Domates lekeli solgunluk virüsü (Tomato spotted wilt virüs-TSWV). Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2015; 5(2): 17-23.
25. Sevik MA. Viruses infecting Brassica crops in the Black Sea Region of Turkey. Acta Agriculturae Scandinavica Section B-Soil & Plant Science 2016; 66(7): 553-557.
26. TÜİK, Türkiye İstatistik Kurumu. Bitkisel üretim istatistikleri, (Web sayfası: www.tuik.gov.tr) (Erişim tarihi: Ekim 2020) 2020.
27. Yasaka R., Nguyen HD., Ho SY., Duchêne S., Korkmaz S., Katis N., Takahashi H., Gibbs AJ., Ohshima K. The temporal evolution and global spread of Cauliflower mosaic virus, a plant pararetrovirus. PLoS One 2014; 9(1): e85641.