توصيفگر ها :
ويروس موزاييك رگهاي گندم , كنه پيچيدگي گندم , راندمان انتقال , تنوع ژنتيكي
چكيده فارسي :
گندم (Triticum aestivum L.) به عنوان فراون ترين غله، نقش مهمي در تامين انرژي، كربوهيدرات و پروتيين گياهي براي انسان دارد. ويروس موزاييك رگهاي گندم (wheat streak mosaic virus, WSMV) متعلق به خانواده Potyviridae و جنس Tritimovirus، سالانه خسارت زيادي به توليد غلات، به ويژه گندم، در بسياري از مناطق جهان از جمله ايران وارد ميكند. اين ويروس داراي ماده ژنتيكي RNA تك لا با قطبيت مثبت مي باشد و در طبيعت توسط كنه پيچيدگي گندم wheat curl mite (WCM) با نام علمي Aceria tosichella متعلق به خانواده Eriophyidae، منتقل مي شود. اين پژوهش در قالب دو مطالعه مجزا انجام شد. در مطالعه اول، بهمنظور تعيين تنوع ژنتيكي ويروس موزاييك رگهاي گندم، در سالهاي1401 تا 1403 از مزارع گندم و جو در استانهاي اصفهان و چهارمحال و بختياري مجموعاً 196 نمونه از برگ گياهان با علايم موزاييك رگهاي، جمعآوري گرديد. استخراج RNA كل به روش CTAB انجام و ازآزمون RT-PCR با استفاده از جفت آغازگر اختصاصي WSMVF/WSMVR به منظور رديابي WSMV استفاده شد. نتايج نشاندهنده وجود WSMV در ميزبانهاي آژيلوپس، مرغ، دمروباهي، قياق، يولاف، چاودار، ارزن و علف خرچنگ علاوه بر گندم و جو بود. از ميان نمونههايي كه در آنها قطعه bp 948 تكثير شد، شش نمونه از مناطق مختلف مربوط به ميزبانهاي Aegilops sp.، مرغ، گندم، ارزن و جو به روش سنگر توالييابي شدند. كيفيت توالي ها توسط نرم افزار2.6.6 Chromas بررسي و توسط نرم افزار BLASTn با ديگر توالي هاي موجود در GenBank مقايسه شدند. نتايج BLASTn نشاندهنده شباهت بالاي آن ها با توالي هاي WSMV بود. همرديف سازي چندتايي توالي هاي اين پژوهش به همراه ديگر توالي ها موجود در GenBank و رسم درخت تبارزايي به روش neighbor-joining با اعتبارسنجي(bootstrap) 1000 توسط نرم افزار 02-10-DNAMAN X انجام شد. نتايج همرديف سازي نشاندهنده وجود يكنواختي نوكلئوتيدي اين جدايهها به ميزان 56/96% تا 92/97% با تواليهاي WSMV موجود در GenBank بود. اين يافتهها شباهت بالاي اين جدايهها را در سطح نوكلئوتيدي با وجود تفاوت ميزباني نشان ميدهد. بر اساس درخت تبارزايي، جدايههاي اين پژوهش در گروه جدايههاي فلات ايران و در يك كلاد نزديك به جدايه سعادتشهر گروهبندي شدند. در مطالعه دوم ارزيابي راندمان انتقال دو جدايه WSMV (كوهرنگ و دهاقان) توسط دو جمعيت (كوهرنگ و دهاقان) كنه پيچيدگي گندم از ژنوتيپ نوع 2 ، در دو مرحله رشدي (نابالغ و بالغ) به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي با 6 تركيب تيماري انجام شد. تيمارها براي محاسبه هر مرحله رشدي، مجموعاً شامل 360 گلدان بودند كه به صورت 20 تكرار بيولوژيكي (هر گلدان يك تكرار بيولوژيكي) و 3 تكرار آماري تنظيم شدند. پس از انتقال تك كنه هاي ويروليفروس (viruliferous) به گياهان گندم در مرحله دوبرگي، گياهان داراي علايم در 30 روز پس از مايه زني شمارش شدند. براي اطمينان از آلودگي گياهان، استخراج RNA و واكنش RT-PCR با استفاده ازجفت آغازگر اختصاصي WSMVF/WSMVR انجام گرفت. نتايج حاصل از تجزيه واريانس و مقايسه ميانگين راندمان انتقال نشان دادكه نوع جدايه ويروس نقش كليدي در تعيين راندمان انتقال دارد و تفاوتهاي قابل توجهي بين راندمان انتقال جدايههاي ويروسي وجود دارد. همچنين، مشاهده شد كه كنههاي نابالغ داراي راندمان بالاتري نسبت به كنههاي بالغ در انتقال WSMV دارند. اثر متقابل مرحله رشدي و جدايه ويروسي نيز معني دار بود. در مورد جمعيتهاي كنه، نتايج نشان داد كه تفاوت معنيداري در نرخ انتقال بين دو جمعيت كوهرنگ و دهاقان وجود ندارد. همچنين، تأثير جدايه ويروسي و مرحله رشدي كنه بر راندمان انتقال ويروس مستقل از نوع كنه بود؛ به اين معني كه هيچ يك از عوامل جدايه ويروسي، جمعيت كنه، يا مرحله رشدي كنه تأثير مشتركي بر راندمان انتقال ويروس نداشتند. با توجه به اهميت اقتصادي WSMV افزايش دانش در زمينه نقش كنه پيچيدگي گندم در انتقال آن مي تواند در مديريت بيماري ناشي از ويروس بسيار موثر باشد.
چكيده انگليسي :
Wheat (Triticum aestivum L.) as the most abundant ceraeal, plays an important role in providing energy, carbohydrates and plant protein for humans. The wheat streak mosaic virus (WSMV; Genus Tritimovirus; Family Potyviridae) causes significant annual damage to cereal production, especially wheat, in many regions of the world including Iran. This virus has a single-stranded RNA genome with positive polarity (+ssRNA) and is transmitted in nature by the wheat cur mite, WCM (Aceria tosichella) (Eriophyidae). This research was conducted in two separate studies. In the first study, to determine the genetic diversity of WSMV, a total of 196 leaf samples showing streak mosaic symptoms were collected from wheat and barley fields in Isfahan and Chaharmahal and Bakhtiari provinces, during the years 2022 to 2024. Total RNA extraction was performed using the CTAB method, and RT-PCR was carried out using the specific primer pair WSMVF/WSMVR to detect WSMV. The results indicated the presence of WSMV in hosts such as Bermuda grass, foxtail, Johnson grass, Aegilops sp., oats, rye, millet, and crabgrass, in addition to wheat and barley. Among the samples in which a 948 bp fragment was amplified, six isolates from different region related to hosts Aegilops sp., Bermuda grass, wheat, millet, and barley were sequenced using the Sanger method. The quality of sequences was assessed using Chromas software version 2. 6. 6 and compared to other sequences available in GenBank using BLASTn. The BLASTn analysis showed a high nucleotide similarity to the WSMV sequences. Multiple sequence alignment of the sequences in this study along with other sequences available in GenBank and the construction of a phylogenetic tree using the Neighbor-joining method with bootstrap validation of 1000 were performed using the DNAMAN X software version 10. 02 The results of the alignment indicated a nucleotide identity of these isolates with the WSMV sequences available in GenBank ranging from 96.56% to 97.92%. These findings demostrate the high similarity of these isolates at the nucleotide level despite host differences. Based on the phylogenetic tree, the isolates of this study grouped within the Iranian Plateau isolates and were closely clustered with the Saadatshahr isolate. In the second study, the transmission efficiency of two WSMV isolates (Kouhrang and Dehaghan) was evaluated by two WCM populations from genotype type 2 (Kouhrang and Dehaghan) in two developmental stages (immature and mature) in a factorial arrangement within a completely randomized design with six treatment combinations. The treatments for each developmental stage included a total of 360 pots, arranged in 20 biological replicates (each pot being one biological replicate) and three statistical replicates. After the transfer of individuale viruliferous mites to the wheat plants at the two-leaf stage, plants showing symptoms were counted 30 days post-inoculation. To confirm the infection of plants, RNA extraction and RT-PCR were conducted using the specific primer pair WSMVF/WSMVR. The results from the analysis of variance and mean comparison of transmission efficiency indicated that the type of virus isolate plays a key role in determining transmission efficiency and that there are significant differences between the transmission efficiencies of the viral isolates. It was also observed that immature mites had higher efficiency than mature mites in transmitting WSMV. The interaction effect of the developmental stage and the viral isolate was also significant. Regarding the mite populations, the results showed no significant difference in transmission rates between the two populations Kuhareng and Dehaghan.