تضعیف علایم ناشی از ویروس کوتولگی بادام زمینی مرتبط با جهش غیرمعمول در ژنوم ویروس

Document Type : Research Paper

Author

Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.

Abstract

ویروس­های گیاهی، بویژه آنهایی که در طبیعت با ناقل منتقل می شوند، در گلخانه ممکن است متفاوت از محیط بیرون عمل کنند. آزمون­ های زیستی به عنوان قدیمی­ ترین روش­ های ردیابی ویروس که هنوز هم مورد استفاده قرار می ­گیرند شامل مایه زنی گیاه میزبان و بررسی بروز علایم در گلخانه یا آزمایشگاه می­ باشد. به هنگام نگهداری ویروس کوتولگی بادام زمینی (Peanut stunt virus (PSV)) در گلخانه با علایم تضعیف شدۀ نژاد ب پس از هشت بار پاساژ در گیاه تنباکو (Nicotiana benthamiana) مواجه شدیم. برای تعیین اینکه آیا تغییراتی در ژنوم جدایۀ ب بوجود آمده است ذرات ویروس از گیاه آلوده تخلیص و آر ان ای از ذرات ویروس با استفاده از تیمار با فنول/ کلروفرم استخراج گردید تا پروتئین پوششی ویروس حذف شود و به ­دنبال آن ترسیب با اتانول انجام گرفت تا آر ان ای ویروس مورد تخلیص قرار گیرد. آنگاه الکتروفورز آر ان ای های ویروسی روی ژل آگاروز نشان داد که قطعۀ آر ان ای 3 (RNA3) نژاد PSV-B بزرگتر از قطعۀ مشابه در جدایۀ مرجع این نژاد می ­باشد که حکایت از بوجود آمدن نوکلئوتیدهای مضاعف درج شده در قطعه مورد نظر را داشت. برای تأیید این مشاهدات، cDNA منطبق بر RNA3 از طریق RT-PCR با آغازگرهای انتهای '5 و '3 ساخته شد که بر اساس ترادف­ های انتهایی RNA3 (رس شمار PSU31366)  طراحی شده بودند. قطعۀ حاصل از  RT-PCR مورد ترادف­یابی با روش "ترادف یابی چرخ ه­ای دی داکسی" قرار داده ­شد و داده ­های حاصله مورد مقایسه با ترادف­ های PSV RNA3 قرارگرفتند. این بررسی آشکار نمود که تکراری به اندازۀ 183 نوکلئوتید در انتهای 3 پریم ترجمه نشوندۀ RNA3 بوجود آمده­ است که حاکی از رابطۀ بین این جهش (تکرار) و تضعیف علایم بود. نتایج این تحقیق تأکید بر این دارد که در مطالعات گلخانه ­ای، پاساژهای پی در پی ویروس منجر به بروز جهش یافته­ های ویروسی می­ شود. این مشاهدات همچنین در رابطه با حفاظت گیاه نیز دارای پیآمد می­ باشد برای اینکه واریانت-های جهش یافته و تضعیف شدۀ ویروس را می­ توان به عنوان نژاد ملایم در حفاظت گیاه به کار برد.

Keywords


Barends S, Rudinger-Thirion J, Florentz C, Giege R, Pleij CW, Kraal B, 2004. tRNA-like structure regulates translation of Brome mosaic virus RNA. Journal of Virology 78: 4003–4010.
Bastin M, Hall TC, 1976. Interaction of elongation factor 1 with aminoacylated brome mosaic virus and tRNA’s. Journal of Virology 20: 117–122.
Bujarski JJ, 2021. Bromoviruses (Bromoviridae). Encyclopedia of Virology 3: 260–267. doi: 10.1016/B978-0-12-809633-8.21563-X. Epub 2021 Mar 1. PMCID: PMC7307136.
Dreher TW, 1999. Functions of the 3'-untranslated regions of positive strand RNA viral genomes. Annual Review of Phytopathology 37: 151–174.
Ghabrial SA, Pickard CM, Stuckey RE, 1977. Identification and distribution of virus diseases of soybean in Kentucky. Plant Disease Report 61: 690–694.

Green MR, Sambrook J, 2012. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 4th Edition. Cold Spring Harbor Laboratory, New York, 2028 pp.

Gubler U, Hoffman BJ, 1983. A simple and very efficient method for generating cDNA libraries. Gene 25: 263–269.
Hall TA, 1999.  Bio Edit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT.  Nucleic Acids Symposium Series 41: 95–98.
King AMQ, Lefkowitz E, Adams MJ, Carstens EB, 2011. Virus taxonomy: ninth report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier, Oxford, 1327 pp.
Lecoq H, Raccah B, 2001. Cross-protection: Interactions between strains exploited to control plant virus diseases. In Jeger MJ, Spence NJ (Eds). Biotic Interactions in Plant–Pathogen Associations. CABI Publishing, Oxon-New York, pp. 177–192.
Lorenz R, Bernhart SH, Höner zu, Siederdissen C, Tafer H, Flamm C, Stadler PF, Hofacker IL, 2011. "ViennaRNA Package 2.0". Algorithms for Molecular Biology 6: 26.
Nicholas KB, Nicholas HBJ, 1997. GeneDoc: a tool for editing and annotating multiple sequence alignments. Distributed by the author. http://www.psc.edu/biomed/genedoc. 1997.
Rakhshandehroo F, Pazooki Z, Rezaee S, 2021. The effect of mirabilis antiviral protein (MAP) in infections by Cucumber mosaic virus (CMV) and Potato virus Y (PVY) in Nicotiana benthamiana plants under greenhouse condition. Journal of Applied Research in Plant Protection 11: 51–64. DOI: https://dx.doi.org/10.22034/arpp.2021.15402
Rao ALN, Kao CC, 2015. The brome mosaic virus 3′ untranslated sequence regulates RNA replication, recombination, and virion assembly. Virus Research 206: 46–52.
Rodríguez-Cerezo E, Klein PG, Shaw JG, 1991. A determinant of disease symptom severity is located in the 3'-terminal noncoding region of the RNA of a plant virus. Proceedings of National Academy of Sciences, USA. 88: 9863–7. doi: 10.1073/pnas.88.21.9863.
Green MR, Sambrook J, 2012. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 4th Edition. Cold Spring Harbor Laboratory, New York, 2028 pp.
Sippel AE, 1973. Purification and characterization of adenosine triphosphate-ribonucleic acid adenyl transferase from Escherichia coli. European Journal of Biochemistry 37: 31–40.
Zhang QY, Liu SQ, Li XD, Li JQ, Zhang YN, et al., 2022. Sequence duplication in 3′ UTR modulates virus replication and virulence of Japanese encephalitis virus. Emerging Microbes & Infections 11: 123–135, DOI: 10.1080/22221751.2021.2016354.