توصيفگر ها :
بيماري كوتولگي زبر ذرت , ويروس كوتولگي رگه سياه برنج , توالي كامل ژنوم ويروس , RNA Sequencing , تنوع ژنتيكي , انتقال
چكيده فارسي :
بيماري ويروسي كوتولگي زبر ذرت يكي از بيماري هاي مهم ذرت در دنيا و ايران است. تا كنون چهار فيجي ويروس در دنيا به عنوان عوامل اين بيماري شناخته شده اند كه عبارتند از ويروس كوتولگي رگه سياه برنج rice black-streaked dwarf virus (RBSDV) ، ويروس كوتولگي رگه سياه جنوبي برنجsothern rice black-streaked dwarf virus (SRBSDV) ، ويروس كوتولگي زبر ذرتmaize rough dwarf virus (MRDV) و mal de Rio Cuarto virus (MRCV). علائم اين بيماري شامل كوتولگي، تيرگي برگ¬ها و تشكيل گال بر روي رگبرگ ها در پشت برگ مي باشد. در مطالعاتي كه در سال هاي 1379-1360 بر اساس روش هاي سرولوژيكي و بيولوژيكي انجام شده، MRDV به عنوان عامل بيماري كوتولگي زبر ذرت در ايران گزارش شده است. ويروس كوتولگي رگه سياه برنج و ويروس كوتولگي زبر ذرت در بسياري از ويژگي ها ازجمله دامنۀ ميزباني، علايم بيماري، ناقل و روابط سرولوژيكي مشابه هستند، بنابراين تشخيص اين دو ويروس بر اساس مشخصات بيولوژيكي و سرولوژيكي دشوار است. از اين رو، روش هاي مولكولي مي توانند به عنوان ابزاري قدرتمند براي تشخيص گونه¬هاي جنس فيجي ويروس استفاده شوند. در اين تحقيق، توالي كامل ژنوم، تنوع ژنتيكي و دامنه ميزباني عامل بيماري كوتولگي زبر ذرت در ايران مشحص گرديد. به منظور رديابي و تشخيص مولكولي عامل بيماري كوتولگي زبر ذرت، نمونه برداري از مزارع ذرت، برنج و گندم از استان هاي اصفهان، چهار محال و بختياري، فارس، كهگيلويه و بوير احمد، تهران و البرز طي سال هاي 98-95 انجام شد. نمونه¬هاي داراي علائم ويروسي پس از استخراج RNA كل توسط جفت آغازگرهاي ) MRDV-F1/MRDV-R2آغازگر عمومي براي شناسايي دو گونه MRDV و RBSDV، مشترك بين قطعۀ نه RBSDV و قطعۀ هشت MRDV)، RBSDV s10F/RBSDV s10R (آغازگر اختصاصي RBSDV مربوط به قطعۀ شماره ده (RBSDV، و MRS6-1/MRS6-2(آغازگر اختصاصي MRDV مربوط به قطعۀ شش (MRDVتحت آزمون RT-PCR قرار گرفتند. آغازگر RBSDVS10F / RBSDVS10R قطعه اي مورد انتظار 501 جفت باز را در تمام گياهان ذرت تكثير كرد. محصول RT-PCR با استفاده از جفت آغازگر MRDV-F1 / MRDV-R2 قطعه مورد انتظار 568 جفت باز بود. هيچ باندي با استفاده از جفت آغازگر MRS6-1 / MRS6-2 در RT-PCR تكثير نشد. باند هاي 501 و 568 جفت باز توالي يابي شدند. مقايسه توالي هاي حاصل با پايگاه داده GenBank تشابه بالاي آن ها را با جدايه هاي چيني RBSDV نشان داد. توالي كامل ژنوم عامل بيماري كوتولگي زبر ذرت (RBSDV-Ir) با استفاده از روش RNA Sequencing بدست آمد. بر اين اساس، ژنوم جدايۀ ايراني داراي 29141 نوكلئوتيد است و سازمان ژنوم آن مشابه جدايه هاي RBSDV است. مقايسۀ كل ژنوم و وتجزيه و تحليل فيلوژنتيكي نشان داد كه جدايۀ ايراني داراي بالاترين تشابه نوكلئوتيدي (3/91%-5/86%) و نزديكترين رابطۀ تكاملي با جدايه هاي چيني RBSDV مي باشد. تنوع ژنتيكي سيزده جدايه از RBSDV از استان¬هاي اصفهان، فارس و چهارمحال¬وبختياري بر اساس توالي نوكلئوتيدي چارچوب ژني قطعۀ ده مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اين اساس، جدايه هاي ايراني RBSDV، تشابه بالاي 99% را نشان دادند و در درخت فيلوژنتيكي در يك كلاد قرار گرفتند. در مطالعات دامنۀ ميزباني، RBSDV-Ir توسط زنجرك Loadelphax striatellus به گياهان ذرت، برنج، گندم، جو، ارزن، يولاف، چاودار و Lolium perenne منتقل شد. گياهان آلوده علايم بيماري مانند كوتولگي ، بدشكلي و تيرگي برگ ها و در ذرت گال هاي پشت برگ را نشان دادند. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي دهد كه عامل بيماري كوتولگي زبر ذرت در ايران نزديكترين تشابه ژنتيكي را با RBSDV دارد و به RBSDV نسبت بهMRDV نزديك تر است.
چكيده انگليسي :
Maize rough dwarf disease (MRDD) is one of the most important viral diseases in Iran and around the world. So far, four fijiviruses have been identified as the causal agents of the disease including rice black-streaked dwarf virus (RBSDV), southern rice black-streaked dwarf virus (SRBSDV), maize rough dwarf virus (MRDV) and mal de Rio Cuarto virus (MRCV). Symptoms of MRDD are stunting, leaf darkening, and vein enations on the underside of leaves. In studies conducted from 1981 to 2000, based on serological and biological methods, MRDV has been determined as the causal agent of MRDD. RBSDV and MRDV are similar in many features such as host range, disease symptoms, vector, and serological relationships, which make it hard to differentiate them based on serological and biological properties. However, molecular analyses as powerful tools could be used for differentiating species of fijiviruses. In this study the complete genome sequence, genetic variation and host range of MRDD causal agent in Iran were determined. To detect and molecular identification of the causal agent of MRDD, samples of corn, rice and wheat with viral symptoms from different regions of Isfahan, Chaharmahal va Bakhtiari, Fars, Kohgiluyeh va Boyer-Ahmad, Tehran and Alborz provinces were collected during 2016-2019. Total RNA was extracted from collected samples and subjected to RT-PCR using primer pairs of MRDV-F/MRDV-R2 for detection of RBSDV and MRDV, RBSDV s10F/RBSDV s10R for specific detection of RBSDV, and MRS6-1/MRS6-2 MRDV for specific detection of MRDV. The RBSDVS10F/RBSDVS10R and MRDV-F1/MRDV-R2 primer pairs amplified fragments of the expected size of 501 bp and 568 bp in all maize plants, respectively. No amplification was obtained using MRS6-1/MRS6-2 primer pair. The PCR products of 501 bp and 568 bp were sequenced. The resulting sequences showed the highest identity with RBSDV Chinese isolates. The complete sequence of the genome of MRDD causal agent (RBSDV-Ir) was obtained using RNA sequencing method. Accordingly, RBSDV-Ir genome has 29141 nucleotides, and its organization is similar to RBSDV. Comparison of the whole genome and phylogenetic analysis showed that RBSDV-Ir has the highest nucleotide similarity (86.5-91.3%) and the closest evolutionary relationship with RBSDV Chinese isolates. Genetic variation of thirteen isolates from Isfahan, Fars and Chaharmahal va Bakhtiari provinces were determined based on the nucleotide sequence of the ORF10. The Iranian isolates showed over 99% homology based on amino acid sequence of ORF10 and were grouped in one clade through phylogenetic analysis. RBSDV-Ir was experimentally transmitted to maize, rice, barley, wheat, millet, oat, rye, and Lolium perenne by Loadelphax striatellus. Infected plants showed symptoms of disease such as stunting, leaf darkening and deformation and vein enations on the underside of maize leaves. The results of this study revealed that the MRDD causal agent in Iran (RBSDV-Ir) had the closest genetic similarity to RBSDV demonstrating it is closer to RBSDV than MRDV.
