Türkiye`de şeker pancarı üretim alanlarında enfeksiyon oluşturan beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) izolatlarının p31 proteininin moleküler karakterizasyonu

Abstract

Vektör Polymyxa betae ile taşınan ve `rhizomania` hastalığına neden olan Beetnecrotic yellow vein virus (BNYVV), şeker pancarı üretim alanlarında sıklıklarastlanan en tahripkar virüstür. Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı coğrafikbölgelerinden elde edilmiş olan ve BNYVV ile bulaşık olduğu bilinen 15 toprak örneğikullanılmıştır. Öncelikle, tuzak bitki testi yöntemine göre BNYVV izolatlarınınyeniden çoğaltımı sağlanmıştır. Şeker pancarı köklerinde P. betae'nın varlığımikroskobik olarak ve RT-PCR ile belirlenmiştir.BNYVV RNA-4'ü tarafından kodlanan P31 proteini, virüsün vektörle etkilitaşınması ve virülensi ile ilişkilidir. Bu çalışmada, 10 BNYVV izolatının P31 genbölgesinin nükleotit dizileri elde edilmiştir. Bu izolatların Dünya izolatları ile BLASTanalizi ve elde edilen filogenetik ağaç, izolatları; Grup II ve Grup III olmak üzere ikifarklı P31 grubuna ayırmıştır. Grup II'de sadece IGDR-6 izolatı yer almış, Kas2 izolatı(Kazakistan) ile yüksek nükleotit benzerliğine (%99.76) sahip olduğu belirlenmiştir.GZNP-27, ELZG-44, SMSN-61, EDRN-125, BRSA-148, CNKL-150, KSTM-281,KYSR-524 ve ANKR-617 izolatları ise Grup III'de yer almış, IV4 izolatı (İtalya) ileen yüksek benzerlik (%99.88-%100) göstermişlerdir.Ayrıca, 15 BNYVV izolatı virüsün sistemik konukçusu Nicotianabenthamiana'ya mekanik olarak inokule edilmiştir. Şiddetli (cücelik ve mozayik) yada zayıf (mozayik) simptom oluşumu gözlenen bu bitkilerin sistemik yapraklarındanRNA izolasyonunu takiben, gen spesifik primerler kullanılarak RT-PCR çalışmalarıgerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda; 15 BNYVV izolatı ile enfekteli N.Benthamiana'da P31 geni ile ilgili bölge saptanmasına rağmen, kılıf proteini bölgesi10 izolatta, P25 gen bölgesi 1 izolatta, P26 gen bölgesi ise 4 izolatta belirlenmiştir. Busonuç, N. benthamiana'da BNYVV'nin simptom oluşumunda P31 geninin roloynadığını desteklemiş, P25 ve P26 gen bölgelerinin ise bazı izolatlarda virüsünreplikasyonu esnasında tespit edilemediğini göstermiştir.

Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), which is known as `the agent of rhizomaniadisease` and transmitted by Polymyxa betae, is the most destructive and prevalent virusin sugar beet fields. In this study, 15 BNYVV-infested soil samples were selectedaccording to their geographic locations. Firstly, BNYVV was propogated as bait planttechnique. The presence of P. betae was detected in the roots of bait plants using alight microscopy and by RT-PCR using specific primers.P31 protein encoded by BNYVV RNA-4 is associated with efficient vectortransmission and virulence. In this study, nucleotide sequences of P31 coding regionof 10 different isolates were obtained. The BLAST and phylogenetic analysis dividedBNYVV isolates into two different P31 groups as Group II and Group III. The GroupII consisted of only IGDR-6 isolate and found to have high nucleotide identity withKas2 isolate (99.76%). Also, GZNP-27, ELZG-44, SMSN-61, EDRN-125, BRSA-148, CNKL-150, KSTM-281, KYSR-524 and ANKR-617 which were divided intoGroup III had the highest similarity (99.88%-100%) with IV4 isolate (Italy).Additionally, systemic host Nicotiana benthamiana was mechanicallyinoculated by 15 BNYVV isolates. Some BNYVV isolates induced very strongsymptom (dwarfing and mosaic) the others induced mild symptom (mosaic) on N.benthamiana. After RNA isolation, RT-PCR studies were conducted by using genespecific primers. This study showed that the P31 gene could be detected in N.benthamiana plants infected with 15 BNYVV isolates, the CP gene with only 10isolates, the P25 gene with one isolate and the P26 gene with four isolates. This resultsupported that the P31 gene is involved in symptom expression on N. benthamiana,the P25 and P26 genes were not possible to be detected with some BNYVV isolatesduring virus replication.