Plum pox virus (PPV) ile inokule edilen test bitkilerinde virüs hareketinin kantitatif olarak belirlenmesi ve kayseri ilinde ppv-t ırkının epidemiyolojisinin araştırılması

Abstract

Şarka hastalığına neden olan Plum pox virus (PPV) Potyviridae familyasına bağlı Potyvirus cinsinin bir üyesidir. Dünya çapında yaygın olan Şarka hastalığı ülkemizde de son yıllarda yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu virüsün bugüne değin saptanmış olan 9 ırkı arasında yer alan PPV-Turkey (PPV-T) sadece ülkemize özgü bir ırk olup son yıllarda karakterizasyonu yapılmıştır. Bu çalışma ile Kayseri ilinde doğal enfeksiyon koşullarında PPV-T'nin farklı Prunus anaçlarına karşı reaksiyonları ve PPV-T ile yapay olarak inokule edilen test bitkilerinde virüs hareketinin kantitaif olarak belirlenmesi araştırılmıştır. Bu çalışmanın iki temel amacı bulunmakta olup birinci çalışma paketinde PPV-T ırkının bitki içerisinde yayılma hızı araştırılmıştır. PPV'nin deneysel konukçusu olan Nicotiana benthamiana bitkisinde mekanik inokulasyon sonrası yapılan Real Time qPCR analizleri sonucunda virüsün iki ile dört gün içerisinde alttan 3-5. yaprağa ulaştığı tespit edilmiştir. İkinci çalışma paketinde PPV-T'nin doğal yayılma potansiyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. PPV-T ile enfekteli olduğu belirlenmiş olan kayısı, erik ve şeftali ağaçları bulunan bir üretici bahçesine Prunus spp. için anaç olarak kullanılabilen, PPV'den ari olarak in vitro koşullarda üretilmiş olan Nemaguard (Prunus persicae × P. davidiana), Myrobolan 29 B ve C (P. cerasifera), Garnem (P. dulcis × [(P. persica × P. davidiana) × P. persica]) ve GF677 (P. amygdalus × P. persica) dikilmiştir. Her bir anaçtan 200 adet olmak üzere deneme 10 tekerrürlü olarak tesadüfi deneme bloklarına göre planlanmıştır. Deneme parselinde kullanılan anaçlar 2015, 2016 ve 2017 yıllarında ve yılda iki kez (ilkbahar ve sonbahar) olmak üzere 5B-IVIA monoklonal antikorları kullanılarak DAS-ELISA analizleri yanında RT-PCR ile de testlenmiştir. Çalışmanın sonucuna göre PPV-T enfeksiyonuna en hasas anaç %3,61 enfeksiyon oranı ile Nemaguard olmuş, bunu %2,74 ile Myrobolan 29C ve %1,04 ile Myrobolan 29B takip etmiştir. Diğer anaçlar üç yıl boyunca yapılan testlemelerde gerek DAS-ELISA gerekse RT-PCR analizleri sonucunda PPV ile enfekteli bulunmamıştır. Deneme parselinde en yaygın afit türleri olarak Aphis gossypii, A. craccrivora, A. spiraecola, Brachycaudus helichrysi, Hyalopterus pruni, Myzus persicae, Macrosiphum euphorbiae ile teşhisi yapılamayan diğer bazı afit türleri saptanmıştır. Real Time RTPCR analizlerine göre; 2015 yılında testlenen afitlerde PPV bulunma oranı en yüksek A. gossypii'de (%100) saptanmış olup bunu sırasıyla B. heliochrysi (%77,77), A. spiraecola (%55,72), M. persicae (%46,05), H. pruni (%30,76) ve diğer afit türleri (%30,76) izlemiştir. 2016 yılında ise en yüksek PPV ile enfeksiyon oranı %100 ile A. gossypii ve M. euphorbiae'da saptanmış olup bunu sırasıyla A. spiraecola (%76,32), M. persicae (%73,1), B. heliochrysi (%61,53), teşhisi yapılamayan diğer türler (%50) ve H. pruni (%62,06) izlemiştir. Bu çalışma sonucunda PPV-T'nin Kayseri ilinde doğal koşullarda afitlerle etkin bir şekilde taşındığı ve Prunus türleri için anaç olarak PPV'ye duyarlı olduğu tespit edilen Nemaguard ve Myrobolan gibi anaçların tercih edilmemesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Plum pox virus (PPV), which causes Sharka disease, is a member of the Potyvirus genus of the Potyviridae family. The disease could be detected all over the world as well as recently widespread in Turkey. Currently, nine PPV strains had been identified and among them, PPV-Turkey (PPV-T) is a unique strain found only in Turkey and it has recently been characterized. The aims of the present study were to identify the susceptibility of six different Prunus rootstocks to PPV-T under natural inoculum conditions in Kayseri province, located in Central Anatolia region of Turkey and to identify PPV-T movement in inoculated test plants by using Real-Time quantitative PCR. There are two main aims in this study. In the first working package, the movement and concentration of PPV-T in inoculated Nicotiana benthamiana was studied by using Real Time qPCR method. The experiment was designed as 10 replications and 7-8 mm diameters leaf discs were collected from the inoculated tobacco plants every day starting from the first inoculation day. According to Real Time qPCR results, PPV reached 3rd to 5th leaves from the bottom in 2-4 days after the inoculation. In the second working package, determination of natural spreading potential of PPV-T was studied. The experimental plot was established near a naturally PPV-T infected orchard which was mixed plantation with apricot, plum and paech. Five different rootstocks which was produced in vitro condition as PPV-free such as Nemaguard (P. persicae × P. davidiana), Myrobolan 29 B and C (P. cerasifera), Garnem (P. dulcis × [(P. persica × P. davidiana) × P. persica]) and GF677 (P. amygdalus × P. persica) were planted in this plot. From each rootstock, 200 plants were planted and experiment was designed in a randomized complete block desing with 10 replications per block. All rootstocks were regularly tested with 5B-IVIA monoclonal antibody in DAS-ELISA and RT-PCR both spring and autumn during 2015-2017. The most susceptible rootstocks in terms of PPV-T infection rate was detected as Nemaguard, Myrobalan 29B and Myrobalan 29 C with the infection rate of 3.61%, 2.74% and 1.04% by DAS-ELISA, respectively. On the other hand, GF677 and Garnem were never found infected with PPV-T. Aphis gossypii, A. craccrivora, A. spiraecola, Brachycaudus helichrysi, Hyalopterus pruni, Myzus persicae, Macrosiphum euphorbiae and some unidentified aphid species were detected as most abundant species in experimental plot. In 2015, the highest percentage of viruliferous aphids was found in A. gossypii (100%), followed by B. heliochrysi (77.77%), A. spiraecola (55.72%), M. persicae (46.05%), H. pruni (30.76%) and unidentified aphid species (30.76%) wheras it was 100% for A. gossypii and M. euphorbiae followed by A. spiraecola (76.32%), M. persicae (73.1%), B. heliochrysi (61.53%), unidentified aphid species (50%), and H. pruni (62.06%) in 2016. As a result of this study, it was concluded that PPV-T was effectively transmitted by different aphid species in natural conditions in Kayseri province of Turkey. Nemaguard and Myrobolan which were found to be the most sensitive rootstocks to PPV-T should not be preferred to use by farmers as Prunus rootstock.