Detection of Cucumismeloendornavirus Infection in South Marmara Region of Turkey and Molecular Characterization of Isolates

Year 2023, Volume: 10 Issue: 4, 1001 - 1008, 13.10.2023

Ali Karanfil , Filiz Randa Zelyüt , Savaş Korkmaz

https://doi.org/10.30910/turkjans.1328361

Abstract

Cucumis melo endornavirus (CmEV) is one of the viral diseases that cause infection in cucurbits in recent years. The virus has been detected in a limited area in Turkey, and no study has been conducted on the causal agent's presence and genetic diversity in other production regions. This study was conducted in this context to find out the presence of CmEV infection in the Southern Marmara region, as well as their genetic diversity. Seventy-one samples showing virus and virus-like symptoms were collected from the cucurbit cultivation fields in the provinces forming the Southern Marmara region. Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to analyze the samples using a gene-specific primer. The testing revealed that CmEV was present in 31 of the samples that were collected. Melon, zucchini, watermelon, cucumber, and gherkins are among the cucurbit species where the infection has been found. CmEV infection detected in cucumber and zucchini plants is a new host report for Turkey, and CmEV infection detected in watermelon plants is a new host report for the world. As a result of the molecular characterization of 6 isolates selected from among the isolates obtained, it was determined that the isolates generally showed sequence similarity of 91% and above at the nucleotide and amino acid levels. As a result of the phylogenetic analysis, it was seen that most of the Turkish isolates were in a different phylogenetic group from the world isolates. With this study, it was determined that the areas and cucurbit species in which CmEV detected increased in Turkey.

Keywords

Cucurbit, CmEV, new host

Güney Marmara Bölgesi Kabakgil Üretim Alanlarında Cucumis melo endornavirus Enfeksiyonunun Belirlenmesi ve İzolatların Moleküler Karakterizasyonu

Abstract

Son yıllarda, kabakgillerde enfeksiyona neden olan ve tanısı yapılan virüs hastalıklarından biri de cucumis melo endornavirus (CmEV)’dır. Virüs, ülkemizde sınırlı bir alanda tespit edilmiş olup etmenin diğer üretim bölgelerindeki varlığı ve genetik çeşitliliğine yönelik gerçekleştirilmiş bir çalışma bulunmamaktadır. Bu bağlamda, bu çalışma Güney Marmara bölgesindeki CmEV varlığının ve izolatlarının genetik çeşitliliğinin belirlenmesi amacı ile yürütülmüştür. Güney Marmara bölgesini oluşturan illerdeki kabakgil üretim alanlarından virüs ve virüs-benzeri belirti gösteren 71 örnek alınmıştır. Alınan örnekler gen spesifik primerler kullanılarak reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) yöntemi ile testlenmiştir. Testlemeler sonucunda, toplanan örneklerin 31 tanesi CmEV ile enfekteli bulunmuştur. Etmenin enfeksiyonu tespit edilen kabakgil türleri ise kavun, kabak, karpuz, hıyar ve acurdur. CmEV enfeksiyonu tespit edilen hıyar ve kabak bitkileri ülkemizde yeni konukçu kaydı niteliğinde olup, karpuz bitkisinde tespit edilen CmEV enfeksiyonu ise dünya için yeni bir konukçu kaydı niteliği taşımaktadır. Elde edilen izolatlar arasından seçilen 6 izolatın moleküler karakterizasyonu sonucunda ise izolatların genel olarak birbirleri ile nükleotit ve amino asit düzeyinde %91 ve üstü sekans benzerlikleri gösterdikleri belirlenmiştir. Filogenetik analizler sonucunda ise Türk izolatlarının büyük bir kısmının dünya izolatlarından farklı bir filogenetik grupta olduğu görülmüştür. Gerçekleştirilen bu çalışma ile ülkemizde CmEV tespit edilen alanların ve kabakgil türlerinin arttığı belirlenmiştir.

Keywords

Kabakgil, CmEV, Yeni konukçu

References

• Adeleke, I. A., Kavalappara, S. R., McGregor, C., Srinivasan, R. ve Bag, S. 2022. Persistent, and asymptomatic viral infections and whitefly-transmitted viruses impacting cantaloupe and watermelon in Georgia, USA. Viruses, 14(6): 1310.
• Andres, T. C. 2004. Diversity in tropical pumpkin (Cucurbitamoschata): a review of infraspecificclassifications. Progress in Cucurbit Genetics and Breeding Research. Proc. of Cucurbitaceae, 107-112.
• Çat, A., Yardımcı, N. ve Kılıç, H. Ç. 2016. Antalya İli ve İlçelerindeki Örtüaltı Hıyar (Cucumissativus L.) ve Kabak (Cucurbitapepo L.) Üretim Alanlarında Viral Etmenlerin Saptanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(1): 129-132.
• Güller, A. ve Usta, M. 2020. Occurrence of Cucumber mosaic cucumovirus and watermelon mosaic potyvirus on melon exhibiting viral symptoms in Bingöl province of Turkey and their phylogenetic affinities. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 7(4): 948-958.
• Günay, A. 1993. Özel Sebze Yetiştiriciliği. Cilt V, Ankara-Türkiye.
• Kamberoglu, M. A., Caliskan, A. F. ve Desbiez, C. 2016. Currentstatus of some cucurbit viruses in Çukurova region (Adana and Mersin provinces) of Turkey and molecular characterization of zucchini yellow mosaic virus isolates. Romanian Biotechnological Letters, 21(4), 11709.
• Karanfil, A. 2022. Marmara bölgesi kabak üretim alanlarında tobacco mosaic virus izolatlarının yaygınlığı ve moleküler karakterizasyonu. Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences, 8(2): 163-170.
• Karanfil, A. ve Korkmaz, S. (2020). First Report of Cucumis Melo Endornavirus With a New Host, the Gherkin (Cucumis Anguria Linn.), in Turkey. Trakya University Journal of Natural Sciences, 21(1): 63-67.
• Karanfil, A. ve Korkmaz, S. 2021. Güney Marmara Bölgesi kabakgil üretim alanlarında cucumber mosaic virus enfeksiyonunun tespiti ve kılıf protein gen diziliminin filogenetik analizi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 58(2): 239-246.
• Köklü, G. ve Yilmaz, Ö. 2006. Occurrence of cucurbitviruses on field-grown melon andwatermelon in the Thrace region of Turkey. Phytoprotection, 87(3); 123-130.
• Li, R., Mock, R., Huang,Q., Abad, J., Hartung, J. ve Kinard,G., 2008. A reliable and inexpensive method of nucleic acid extraction for the PCR-based detection of diverse plant pathogens. Journal of Virological Methods, 154(1-2): 48–55.
• Muhire, B.M., Varsani, A. ve Martin,D.P. 2014. SDT: A virus classification tool based on pairwise sequence alignment and identity calculation. PLoSOne, 9: 0108277.
• Tomašechová, J., Olmos, A., Ruiz-García, A. B., Canales, C., Mrkvová, M., ve Glasa, M. (2022). First report of Cucumis melo endornavirus infecting Cucurbitaceae plants in Slovakia. Journal of Plant Pathology, 104(3), 1179-1180.
• Topkaya, S., Desbiez, C. ve Ertunc, F. 2019. Presence of cucurbit viruses in Ankara and Antalya province and molecular characterization of coat protein gene of zucchini yellow mosaic virus Turkish isolates. Fresenius Environmental Bulletin, 28(4): 2442-2449.
• Yeşil, S. (2021). Detection and molecular characterization of viruses infecting edible seed squash in Turkey. Journal of Plant Diseases and Protection, 128(5): 1341-1355.