ردیابی آلودگی ویروس وای سیب زمینی (Potato virus Y) در حجم وسیع توده‌های بذری سیب زمینی با استفاده تلفیقی از روش‌های مولکولی و کشت تک جوانه

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

2 آزمایشگاه گیاهپزشکی، موسسه تحقیقات گیاهپزشکی، سازمان تحقیقات، ترویج و آموزش کشاورزی، کرج، ایران.

چکیده

چکیده
سالانه بیش از 300 محموله بذری سیب زمینی در سیستم رسمی کنترل و گواهی بذر کشور با هدف کاهش عوامل بیماریزای سیستمیک و تجمعی، از نظر آلودگی به ویروس­ های مهم سیب زمینی مورد آزمون قرار می­ گیرند. در این فرآیند درستی، حساسیت، اختصاصیت و سرعت روش تشخیصی برای صدور گواهی به موقع و صحیح از اهمیت بسیاری برخوردار است. در پژوهش حاضر کارایی استفاده تلفیقی از روش کشت تک جوانه و روش­های مولکولی مبتنی بر RT-PCR برای ردیابی آلودگی ویروس وای سیب ­زمینی (PVY) در آزمون تعداد زیاد نمونه­ های بذری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد حساسیت، دقت و حتی سرعت ارزیابی توده ­های بذری با روش­ های مبتنی بر RT-PCR در مقایسه با روش سرولوژیکی ELISA افزایش می­ یابد. بهره­ گیری از روش RT-PCR در ردیابی ویروس PVY ، دارای دقت تشخیصی یک نمونه آلوده در نمونه ترکیبی حاصل از 50 بوته بوده در حالی­که توانایی روش  ELISA به میزان یک دهم این قابلیت بود و این روش قادر به ردیابی یک نمونه آلوده در نمونه ترکیبی حاصل از پنج نمونه انفرادی بود. همچنین به دلیل دقت بسیار بیشتر آزمون­ های مبتنی بر RT-PCR صدور گواهی نادرست برای طبقه بذری مشاهده نشد، حال آن که بر اساس نتایج ELISA حدود شش درصد از توده­ های بذری مورد آزمون به جای طبقه گواهی شده به دلیل عدم توان ردیابی غلظت کم ویروس به اشتباه در طبقه مادری گواهی شدند. بر اساس استانداردهای ملی حداکثر آلودگی مجاز به PVY در پایین ­ترین طبقه بذری چهار درصد است که همین موضوع قابلیت اجرایی شدن این سیستم را با هزینه ­های قابل قبول (حداکثر با ارزیابی پنج زیر نمونه) فراهم می­آورد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Detecting Potato virus Y in massive potato seed lots by using single sprout culture and RT-PCR as an integrated diagnostic method

نویسندگان [English]

  • Kobra Moslemkhani 1
  • Fatemeh Khelghatibana 2
  • Mohammad Mohammadi 1
  • Jahanbakhsh Hosseininejhadian 1
  • Farshid Hassani 1
  • Shamsollah Nikjeh Farahani 1
  • Kamaleddin Abbasi 1
1 1Seed and Plant Certification and Registration Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
2 Plant Protection Lab, Iranian Research Institute of Plant Protection, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
چکیده [English]

Abstract
In order to minimize the systemic infection in potato seed tubers, annually more than 300 potato seed lots are subjected to laboratory testing for potato viruses in the national potato seed certification system. The accuracy, sensitivity, specificity and speed are of the most important criteria for a diagnostic method to be employed in seed certification laboratory testing procedure. In this study the efficiency of using two methods including single sprout culture and RT-PCR as an integrated diagnostic method was investigated for detecting Potato Virus Y in potato seed samples. According to the present study, RT-PCR performance in Potato Virus Y detection was better than ELISA in terms of sensitivity, accuracy and time saving. RT-PCR successfully detected one infected sample in a combined sample consists of 50 individual samples while ELISA enabled to detect one infected sample in a much smaller combined sample consists of only five subsamples. Moreover because of ELISA retractions to detect low virus concentration and its false negative result, about six percent potato seed lots were incorrectly labeled basic seeds instead of certified seeds. Considering the maximum permissive virus infection percent in national potato seed standards (4% for the lowest seed class) and the maximum required subsamples to be tested (5 subsamples), using RT-PCR method in potato seed certification is economically recommended.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Certification
  • Detection
  • Potato
  • Seed lot
  • Virus
References
 
Aurori A, Badarau CL, Rakosy-Tican E, 2016. Challenges in the detection and identification of Potato virus Y, an important pathogen of potato. Studia Universitatis Babes-Bolyai, Biologia 61(2).
Baldauf PM, Gray SM, Perry KL, 2006. Biological and serological properties of Potato virus Y isolates in northeastern United States potato. Plant Disease 90: 559–566.
Drygin YF, Blintsov AN, Grigorenko VG, Andreeva IP, Osipov AP, et al., 2012. Highly sensitive field test lateral flow immunodiagnostics of PVX infection. Applied Microbiology and Biotechnology 93: 179–189.
Du Z, Chen J, Hiruki C, 2006. Optimization and application of a multiplex RT-PCR system for simultaneous detection of five potato viruses using 18S rRNA as an internal control. Plant Disease 90: 185–189.
Dupuis B, 2017. The movement of Potato virus Y (PVY) in the vascular system of potato plants. European Journal of Plant Pathology 147: 365–373.
Eigenbrode SD, Ding H, Shiel P, Berger PH, 2002. Volatiles from potato plants infected with potato leafroll virus attract and arrest the virus vector, Myzus persicae (Homoptera: Aphididae). Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences 269: 455–460.
Hühnlein A, Drechsler N, Steinbach P, Thieme T, Schubert J, 2013. Comparison of three methods for the detection of Potato virus Y in seed potato certification. Journal of Plant Diseases and Protection 120: 57–69.
Jeong JJ, Ju HJ, Noh J, 2014. A review of detection methods for the plant viruses. Research in Plant Disease 20: 173–181.
Kogovšek P, Gow L, Pompe-Novak M, Gruden K, Foster GD, et al., 2008. Single-step RT real-time PCR for sensitive detection and discrimination of Potato virus Y isolates. Journal of Virological methods 149: 1-11.
Moslemkhani C, Hasani F, Khaledi N, 2018. Development of seed potato certification system in Iran and Potato virus Y as the most important factor in disruption of certification system. Iranian Journal of Seed Science and Research 5:111–119 (in Persian with English abstract).
Peiman M, Xie C, 2006. Sensitive detection of potato viruses, PVX, PLRV and PVS, by RT-PCR in potato leaf and tuber. Australasian Plant Disease Notes 1: 41–46.
Pfaffi MW, 2001. A new mathematical model for relative quantification in real time RT- PCR. Nucleic Acids Researches 29: 2002–2007
Peterschmitt M, Quiot JB, Reynaud B, Baudin P, 1992. Detection of maize streak virus antigens over time in different parts of maize plants of a sensitive and a so‐called tolerant cultivar by ELISA. Annals of Applied Biology 121 (3): 641–653.
Russo P, Miller L, Singh RP, Slack SA, 1999. Comparison of PLRV and PVY detection in potato seed samples tested by Florida winter field inspection and RT-PCR. American Journal of Potato Research 76: 313–316.
Schumpp O, Bréchon A, Brodard J, Dupuis B, Farinelli L, et al., 2021. Large-Scale RT-qPCR Diagnostics for Seed Potato Certification. Potato Research 1–17.
Singh M, Singh RP, Fageria MS, Nie X, Coffin R, et al., 2013. Optimization of a Real-Time RT-PCR assay and its comparison with ELISA, conventional RT-PCR and the grow-out test for large scale diagnosis of Potato virus Y in dormant potato tubers. American Journal of Potato Research 90: 43–50.
Webster CG, Wylie SJ, Jones MG, 2004. Diagnosis of plant viral pathogens. Current Science 25: 1604-1607.
Yang JG, Wang FL, Chen DX, Shen LL, Qian YM, et al., 2012. Development of a one-step immunocapture real-time RT-PCR assay for detection of Tobacco Mosaic Virus in Soil. Sensors 12: 16685–16694.