واکنش گیاهان چغندرقند، فلفل و لوبیا به آلودگی مخلوط ویروس موزاییک خیار و ویروس های پیچیدگی بوته چغندر

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه بیماری شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

آلودگی مخلوط ویروس‌های گیاهی در طبیعت پدیده‌ای عمومی است. در پژوهش حاضر برهمکنش ویروس‌ ایرانی پیچیدگی بوته چغندرقند و ویروس پیچیدگی بوته چغندرقند با ویروس موزاییک خیار در گیاهان چغندرقند رقم BTS 853 مقاوم به بیماری پیچیدگی بوته در دمای 20 و 26 درجه سلسیوس، فلفل رقم کالیفرنیا واندر و لوبیا ارقام اختر و گلی در دمای 26 درجه سلسیوس بررسی شدند. آزمایش‌ها در قالب طرح کاملا تصادفی و آلوده سازی گیاهان با همسانه‌های عفونت‌زای ویروس-های پیچیدگی بوته چغندرقند و مایه‌زنی مکانیکی عصاره برگ‌های کدوی آلوده به جدایه فارس ویروس موزاییک خیار انجام شد. شدت باند‌های حاصل از الکتروفورز محصولات پی سی آر توسط نرم افزار Totallab بررسی شد. بررسی تاثیر دما روی مقاومت چغندرقند نشان داد که ویروس‌های مورد بررسی در دمای 1±20 درجه سلسیوس به استثنای رگبرگ روشنی خفیف در بعضی تیمار‌ها، علائم خاصی ایجاد نکردند. علائم بیماری در تیمار‌های BCTV-Svr +CMV وBCTV-Svr +BCTIV یک هفته زودتر نسبت به تیمار‌های آلودگی منفرد در دمای 1±26 درجه سلسیوس ظهور کرد. در تیمارهای مربوط به گیاهان فلفل و لوبیا نیز نتایج مشابهی به دست آمد. تجزیه و تحلیل داده‌های پی سی آر نیز نشان داد که غلظت BCTV-Svr در تیمار‌های BCTV-Svr+CMV وBCTIV+BCTV-Svr نسبت به تیمار منفرد این ویروس افزایش داشت. نتایج این پژوهش نشان داد آلودگی مخلوط ویروس‌های پیچیدگی بوته چغندرقند و جدایه ایرانی پیچیدگی بوته چغندرقند با ویروس موزاییک خیار منجر به شکست مقاومت و تشدید علائم بیماری‌ در گیاهان چغندرقند، فلفل و لوبیا می‌شود. بنابراین به نظر می‌رسد میزبان تاثیری روی برهمکنش این ویروس‌ها با یکدیگر ندارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Reaction of sugar beet, pepper and bean plants to co-infection with Cucumber mosaic virus and beet curly top viruses

نویسندگان [English]

  • Sajad Astaraki 1
  • Naser Safaie 1
  • Masoud Shams-bakhsh 2
1 Department of Plant Pathology, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
2 Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Mixed infections of plants with viruses is a common phenomenon occurring in nature. In the present study, interactions between Beet curly top virus (BCTV-Svr), Beet curly top Iran virus (BCTIV) and Cucumber mosaic virus (CMV) were investigated in resistant cultivar (BST853) of sugar beet (Beta vulgaris) to curly top disease at 20°C and 26 °C; pepper (California Wander cultivar) and bean (Akhtar and Goli cultivars) at 26 °C. Experiments were performed in a completely randomized design. Plants were inoculated with infectious clones of BCTV-Svr and BCTIV and also mechanically with the sap of the Fars isolate of CMV infected Cucumis sp. leaves. The intensity of the bands of PCR products was evaluated by Totallab software. The viruses did not induce any symptoms at 20 ± 1 °C on sugar beet plants, except vein clearing observed in some treatments. In the case of BCTV-Svr + CMV and BCTV-Svr + BCTIV treatments, plants showed symptoms one week earlier than single infection treatments at 26 ± 1 °C. Similar results were obtained in treatments using pepper and bean plants. Analysis of PCR data showed that BCTV-Svr accumulation in BCTV-Svr + CMV and BCTIV + BCTV-Svr treatments increased compared to single treatment of the virus. Results of this study showed that co-infection of BCTV-Svr and BCTIV with CMV leads to breakdown of resistance and induction of severe symptoms in sugar beet, pepper and bean plants. Hence, it seems that the host plant, does not affect interaction of these viruses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beet curly top Iran virus
  • Beet curly top virus
  • Cucumber mosaic virus
  • Sugar beet
  • Bean

مراجع

  1. REFERENCES

    1. Barrett, L.G., Kniskern, J.M., Bodenhausen, N., Zhang, W. and Bergelson, J. 2009. Continua of specificity and virulence in plant host–pathogen interactions: causes and consequences. New Phytologist 183: 513-529.
    2. Briddon, R.W., Stenger, D.C., Bedford, I.D., Stanley, J., Izadpanah, K. and Markham, P.G., 1998. Comparison of a beet curly top virus isolates originating from the old world with those from the new world. European Journal of Plant Pathology 104(1): 77-84.
    3. Brigneti, G., Voinnet, O., Li, W.X., Ji, L.H., Ding, S.W. and Baulcombe, D.C. 1998. Viral pathogenicity determinants are suppressors of transgene silencing in Nicotiana benthamiana. The EMBO Journal, 17: 6739-6746.
    4. Butterbach, P., Verlaan, M. G., Dullemans, A., Lohuis, D., Visser, R. G., Bai, Y., and Kormelink, R. 2014. Tomato yellow leaf curl virus resistance by Ty-1 involves increased cytosine methylation of viral genomes and is compromised by Cucumber mosaic virus infection. Proceedings of the National Academy of Sciences 111: 12942-12947.
    5. Caracuel, Z., Lozano‐Durán, R., Huguet, S., Arroyo‐Mateos, M., Rodríguez‐Negrete, E.A. and Bejarano, E.R., 2012. C2 from Beet curly top virus promotes a cell environment suitable for efficient replication of geminiviruses, providing a novel mechanism of viral synergism. New Phytologist 194: 846-858.
    6. Chavez-Calvillo, G., Contreras-Paredes, C.A., Mora-Macias, J., Noa-Carrazana, J.C., Serrano-Rubio, A.A., Dinkova, T.D., Carrillo-Tripp, M. and Silva-Rosales, L. 2016. Antagonism or synergism between papaya ringspot virus and papaya mosaic virus in Carica papaya is determined by their order of infection. Virology 489: 179-191.
    7. Doyle, J.J. 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19: 11-15.
    8. Ebadzad, G., Behjatnia, S.A.A. and Izadpanah, K. 2008. Infectivity of the cloned genome of Iranian isolate of Beet severe curly top virus in experimental hosts. Iranian Journal of Plant Pathology 44: 9-15. (in Persian with English Summary).
    9. Elena, S.F., Bedhomme, S., Carrasco, P., Cuevas, J.M., de la Iglesia, F., Lafforgue, G., Lalić, J., Pròsper, À., Tromas, N. and Zwart, M.P. 2011. The evolutionary genetics of emerging plant RNA viruses. Molecular Plant-Microbe Interactions 24(3): 287-293.
    10. Faria, J.C., Albino, M.M., Dias, B.B., Cançado, L.J., da Cunha, N.B., Silva, L.d.M., Vianna, G.R. and Aragao, F.J. 2006. Partial resistance to Bean golden mosaic virus in a transgenic common bean (Phaseolus vulgaris) line expressing a mutated rep gene. Plant Science 171(5): 565-571.
    11. Garcıa-Arenal, F. and Palukaitis, P. 2008. Cucumber mosaic virus. Desk encyclopedia of Plant and Fungal Virology 171-176.
    12. García-Cano, E., Resende, R.O., Fernández-Muñoz, R. and Moriones, E. 2006. Synergistic interaction between Tomato chlorosis virus and Tomato spotted wilt virus results in breakdown of resistance in tomato. Phytopathology 96(11): 1263-1269.
    13. Gharouni Kardani, S., Heydarnejad, J., Zakiaghl, M., Mehrvar, M., Kraberger, S. and Varsani, A. 2013. Diversity of Beet curly top Iran virus isolated from different hosts in Iran. Virus Genes 46(3): 571-575.
    14. Ghodoum, P.M., Behjatnia, S.A.A. and Izadpanah, K. 2013. Effect of temperature on the infection of sugar beet plants by Beet severe curly top virus and on recovery of virus-infected plants. Iranian Journal of Plant Pathology 49: 552-553. (in Persian with English Summary).
    15. Ghorbani, S., Shahraeena, N. and Elahinia, S. 2010. Distribution and impact of virus associated diseases of common bean (Phaseolus vulgaris) in northern Iran. Archives of Phytopathology and Plant Protection 43(12): 1183-1189.
    16. Gildow, F., Shah, D., Sackett, W., Butzler, T., Nault, B. and Fleischer, S. 2008. Transmission efficiency of Cucumber mosaic virus by aphids associated with virus epidemics in snap bean. Phytopathology 98: 1233-1241.
    17. Grimsley, N., Hohn, B., Hohn, T. and Walden, R. 1986. “Agroinfection,” an alternative route for viral infection of plants by using the Ti plasmid. Proceedings of the National Academy of Sciences 83(10): 3282-3286.
    18. Hammond, J., Lecoq, H., and Raccah, B. 1999. Epidemiological risks from mixed virus infections and transgenic plants expressing viral genes. Advances in Virus Research 54: 189–314.
    19. Heydarnejad, J., Keyvani, N., Razavinejad, S., Massumi, H. and Varsani, A. 2013. Fulfilling Koch’s postulates for Beet curly top Iran virus and proposal for consideration of new genus in the family Geminiviridae. Archives of Virology 158: 435-443.
    20. Kamali, M., Heydarnejad, J., Massumi, H., Kvarnheden, A., Kraberger, S., and Varzani, A. (2016). Molecular diversity of turncurtoviruses in Iran. Archives of Virology 161: 551-561.
    21. Larsen, R.C. and Miklas, P.N., 2004. Generation and molecular mapping of a sequence characterized amplified region marker linked with the Bct gene for resistance to Beet curly top virus in common bean. Phytopathology 94(4): 320-325.
    22. Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology 148: 350-382.
    23. Luna, A.P., Rodríguez-Negrete, E.A., Morilla, G., Wang, L., Lozano-Durán, R., Castillo, A.G. and Bejarano, E.R., 2017. V2 from a curtovirus is a suppressor of post-transcriptional gene silencing. Journal of General Virology 98(10): 2607-2614.
    24. Martín, S. and Elena, S.F. 2009. Application of game theory to the interaction between plant viruses during mixed infections. Journal of General Virology 90: 2815-2820.
    25. Montazeri, R., Shams-Bakhsh, M., Mahmoudi, S.B. and Rajabi, A. 2016. Evaluation of sugar beet lines for resistance to Beet curly top viruses. Euphytica 210: 31-40.
    26. Murphy, J.F. and Bowen, K.L. 2006. Synergistic disease in pepper caused by the mixed infection of Cucumber mosaic virus and Pepper mottle virus. Phytopathology 96: 240-247.
    27. Palukaitis, P. and García-Arenal, F. 2003. Cucumoviruses. Advances in Virus Research 62: 241-323.
    28. Pruss, G., Ge, X., Shi, X.M., Carrington, J.C. and Vance, V.B. 1997. Plant viral synergism: the potyviral genome encodes a broad-range pathogenicity enhancer that transactivates replication of heterologous viruses. The Plant Cell 9: 859-868.
    29. Ryang, B.-S., Kobori, T., Matsumoto, T., Kosaka, Y. and Ohki, S.T. 2004. Cucumber mosaic virus 2b protein compensates for restricted systemic spread of Potato virus Y in doubly infected tobacco. Journal of General Virology 85: 3405-3414.
    30. Strausbaugh, C.A., Wintermantel, W.M., Gillen, A.M. and Eujayl, I.A., 2008. Curly top survey in the western United States. Phytopathology 98: 1212-1217.
    31. Swiech, R., Browning, S., Molsen, D., Stenger, D.C. and Holbrook, G.P. 2001. Photosynthetic responses of sugar beet and Nicotiana benthamiana infected with Beet curly top virus. Physiological and Molecular Plant Pathology 58: 43-52.
    32. Taheri H., Izadpanah K., Behjatnia S.A.A. 2014. Synergism interaction between Beet severe curly top virus and Beet curly top Iran virus in sugar beet and tomato. In: Proceedings of the 21st Iranian Plant Protection Conference, p. 398. Urmia University, Urmia, Iran. (in Persian with English Summary).
بیماریهای گیاهی
دوره 56، شماره 3
آذر 1399
صفحه 221-236

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار