ارزیابی واکنش ارقام خیار گلخانه ای در برابر مایه کوبی با همسانه عفونت‌زای ویروس پالامپور پیچیدگی گوجه‌فرنگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه­فرنگی (Tomato leaf curl Palampur virus, ToLCPMV) یک بگوموویروس مخرب با ژنوم دو بخشی می باشد که اخیرا از کشورهای هند و ایران گزارش شده است. در حال حاضر این ویروس به عنوان عامل اصلی خسارت در گوجه فرنگی و انواع کدوئیان (غیر از هندوانه) به خصوص گلخانه­های خیار در مناطق مرکزی و جنوبی ایران معرفی شده است. در تحقیق حاضر از سازه عفونت زای ToLCPMV، جهت ارزیابی واکنش ارقام مختلف خیار گلخانه­ای در برابر ویروس فوق استفاده گردید. بدین منظور 16 رقم که در مقایسه با سایر ارقام در بیشتر گلخانه­های مناطق یزد و جیرفت کاشته می­شدند، انتخاب شده و با سازه­ی عفونت­زا مایه کوبی شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که در بین تمامی ارقام مورد مطالعه، رقم کیان ضمن داشتن کمترین میزان آلودگی (از نظر تعداد گیاهان آلوده شده)، دارای روند کندتری از نظر پیشرفت آلودگی نیز بود؛ بطوریکه آلودگی به ToLCPMV د ر این رقم، باعث کاهش یا توقف رشد گیاه نشد و با گذشت زمان، شدت علائم آلودگی ویروسی نیز کاهش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق، رقم کیان بطور نسبی و در مقایسه با سایر ارقام خیار گلخانه­ای، در مقابل ToLCPMV دارای حساسیت کمتری است. با این وجود، برای یافتن و یا تولید منابع مطمئن­تر مقاومت به ویروس فوق، نیاز به مطالعات بیشتری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the reaction of greenhouse cucumber cultivars inoculated by the infectious clone of Tomato leaf curl Palampur virus

نویسندگان [English]

  • Maryam Sabouri
  • Jahangir Heydar Nezhad
چکیده [English]

Tomato leaf curl Palampur virus (ToLCPMV) is a destructive bipartite begomovirus which have recently been reported from India and Iran. Currently, ToLCPMV is known as the main factor causing yield loss in tomato and different cucurbits (other than watermelon) especially in greenhouse cucumbers in central and northern Iran. In this study, the reaction of sixteen cucumber cultivars was evaluated against inoculation by a ToLCPMV infectious clone under greenhouse conditions. Results showed that among all tested cultivars, Kian showed a minimum infection. Furthermore, this cultivar showed lower disease progress in compare to other cultivars and relatively recovered from disease. According to this study, in compare to other greenhouse cucumber cultivars, Kian is relatively resistance. However, more studies are needed to found or produce more reliable source of resistance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tomato leaf curl Palampur virus
  • Infectious clone
  • Resistance
  • Greenhouse cucumber cultivars

ارزیابی واکنش ارقام خیار گلخانه­ای در برابر مایه کوبی با همسانه عفونت­زای ویروس پالامپور پیچیدگی گوجه­فرنگی

 

مریم صبوری1، جهانگیرحیدرنژاد*2

 

1- دانشجوی سابق کارشناسی ارشد بیماری شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2- دانشیار بخش گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

 

چکیده

ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه­فرنگی (Tomato leaf curl Palampur virus, ToLCPMV) یک بگوموویروس مخرب با ژنوم دو بخشی می باشد که اخیرا از کشورهای هند و ایران گزارش شده است. در حال حاضر این ویروس به عنوان عامل اصلی خسارت در گوجه فرنگی و انواع کدوئیان (غیر از هندوانه) به خصوص گلخانه­های خیار در مناطق مرکزی و جنوبی ایران معرفی شده است. در تحقیق حاضر از سازه عفونت زای ToLCPMV، جهت ارزیابی واکنش ارقام مختلف خیار گلخانه­ای در برابر ویروس فوق استفاده گردید. بدین منظور 16 رقم که در مقایسه با سایر ارقام در بیشتر گلخانه­های مناطق یزد و جیرفت کاشته می­شدند، انتخاب شده و با سازه­ی عفونت­زا مایه کوبی شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که در بین تمامی ارقام مورد مطالعه، رقم کیان ضمن داشتن کمترین میزان آلودگی (از نظر تعداد گیاهان آلوده شده)، دارای روند کندتری از نظر پیشرفت آلودگی نیز بود؛ بطوریکه آلودگی به ToLCPMV در این رقم، باعث کاهش یا توقف رشد گیاه نشد و با گذشت زمان، شدت علائم آلودگی ویروسی نیز کاهش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق، رقم کیان بطور نسبی و در مقایسه با سایر ارقام خیار گلخانه­ای، در مقابل ToLCPMV دارای حساسیت کمتری است. با این وجود، برای یافتن و یا تولید منابع مطمئن­تر مقاومت به ویروس فوق، نیاز به مطالعات بیشتری است.

واژه های کلیدی، همسانه عفونت زا، مقاومت، ارقام خیار گلخانه ای

 


مقدمه

جمینی­ویروس­ها خانواده بزرگ و متنوعی از ویروس­های گیاهی هستند که در سراسر جهان گیاهان تک لپه و دو لپه را مورد حمله قرار می­دهند (Stanley et al., 2005). این ویروس­ها در طول سه دهه­ی اخیر خسارت های قابل توجهی را به محصولات مختلف زراعی وارد کرده­اند. بسیاری از اعضای این خانواده به دلیل انتقال با حشرات و هم­چنین انتقال مواد گیاهی، تهدید مهمی برای گیاهان زراعی محسوب می­شوند؛ بویژه با پیدایش بیوتیپ جدیدی از مگس سفید، توسعه و تکامل جمینی­ویروس­ها در کشور­های گرمسیری و نیمه­گرمسیری به طور چشم­گیری افزایش یافته است (Jeske, 2009). اعضای این خانواده از لحاظ پیکره­ و ماهیت ژنوم از سایر ویروس­های گیاهی متمایز هستند؛ به طوریکه پیکره­های آنها به صورت دوقلوی بهم چسبیده­، با اندازه­ی تقریبی 30-­18 نانومتر بوده و ژنوم آنها نیز به صورت یک یا دو مولکول دی­ان­ای تک رشته­ای حلقوی با طول kbp 3-5/2 می­باشد (Stanley et al., 2005).

اساس طبقه­بندی جنس­ها در اعضای خانواده­ی Geminiviridae میزان تشابه ترادف ژنوم، نوع ناقل و دامنه میزبانی است. بر این اساس ویروس­های موجود در این خانواده به چهار جنس شامل مستر­ویروس (Mastrevirus)، کرتوویروس (Curtovirus)، توپوکوویروس (Topocuvirus) و بگوموویروس (Begomovirus) تفکیک می­شوند. مجموعه ویروس های عامل پیچیدگی برگ (زرد) گوجه فرنگی از اعضای جنس بگوموویروس بوده و از مهم­ترین، گسترده­ترین و مخرب­ترین ویروس­های بیماری­زای گوجه­فرنگی در نواحی گرمسیری و نیمه­گرمسیری به شمار می­آیند (Rojas et al., 2005). اولین بار بیماری ناشی از این ویروس ها از ایران در سال 1996 از مزارع گوجه­فرنگی استان­های جنوبی شامل سیستان و بلوچستان، کرمان، هرمزگان، فارس و خوزستان گزاش شده است (Hajimorad et al., 1996). در مطالعات بعدی این بیماری تقریبا در اکثر نواحی ایران گزارش گردید (Fazeli et al., 2009; Bananej et al., 2009). علیرغم اینکه بیماری پیچیدگی برگ گوجه­فرنگی تقریباً در تمام نقاط ایران وجود دارد، بر اساس مشاهدات انجام شده بیشترین آلودگی به مربوط به استان­های مرکزی وجنوبی ایران می باشد (Heydarnejad et al., 2009). ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه­فرنگی (Tomato leaf curl Palampur virus, ToLCPMV) یک بگوموویروس جدید با ژنوم دو بخشی می باشد که اولین بار در سال 2008 روی گوجه فرنگی با علائم زردی و پیچیدگی برگ از نواحی نیمه گرمسیری هند گزارش شد (Kumar et al., 2009). این ویروس در ایران اولین بار در سال 2005 از استان­های هرمزگان و کرمان مشاهده و سپس در سال 2008 از این مناطق گزارش گردید (Fazeli et al., 2009). مقایسه ترادف قطعات DNA-A و DNA-B جدایه ایرانی ویروس فوق با جدایه هندی بترتیب نشان داد که این دو قطعه در این دو جدایه بترتیب 99 و 89 درصد شباهت دارند (Heydarnejad et al., 2009). مطالعات بعدی نشان داد که این ویروس در ایران بخصوص در نواحی مرکزی و جنوبی دارای گسترش زیادی است و از این نواحی به سمت سایر مناطق از جمله مناطق شمال شرقی در حال پیشروی است. یکی دیگر از ویژگی های این ویروس مخرب، دامنه میزبانی وسیع آن است. بعنوان مثال تاکنون آلودگی گوجه فرنگی، انواع کدوئیان (غیر از هندوانه)، لوبیا و برخی از علف های هرز به این ویروس اثبات گردیده است (Heydarnejad et al., 2012). خیار گلخانه ای یکی از محصولات بسیار حساس در مقابل این ویروس است. در یک مطالعه میزان آلودگی ناشی از این ویروس در برخی از مزارع و گلخانه­های خیار در شهرستان جیرفت 100 درصد تخمین زده شد (Heydarnejad et al., 2009).

برای کنترل بیماری پیچیدگی برگ گوجه فرنگی از روش های مختلفی شامل کنترل شیمیائی ناقل (Hilje et al., 2001)، اعمال زراعی (Hilje et al., 2001; Pico et al., 1996) ارقام مقاوم (Lapidot, 2007) و تولید گیاهان تراریخت (Polston and Hiebert, 2007) استفاده می شود. مبارزه شیمیائی با ناقل، علاوه بر آلودگی های زیست محیطی، غالبا باعث مقاوم شدن B. tabaci در مقابل سموم گردیده است (Horowitz et al., 2007; Antignus, 2007). از طرف دیگر، کاربرد اعمال زراعی، علیرغم برخی از مزیت های آن، روش قاطعی برای کنترل این بیماری نیست (Anfoka, 2007). تولید گیاهان تراریخت نیز در کوتاه مدت عملی نیست و نیاز به امکانات پیچیده ای دارد (Antignus, 2007; Polston and Hiebert, 2007). استفاده از منابع موجود مقاومت، در کوتاه مدت یک روش سریع به منظور کاهش خسارت این بیماری است. در تحقیق حاضر، باتوجه به خسارت شدید ToLCPMV در گلخانه­های خیار، واکنش 16 رقم تجارتی خیار گلخانه ای که در مناطق مرکزی و جنوبی ایران کشت می­گردند در مقابل همسانه عفونت زای ToLCPMV مورد ارزیابی قرار گرفته است.

 

مواد و روش ها

منبع اولیه ویروس

ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه­فرنگی همانند بسیاری از اعضای موجود در جنس بگوموویروس دارای ژنوم دوبخشی بنام­های DNA-A و DNA-B بوده که طول آنها به ترتیب 2756 و 2720 نوکلئوتید می­باشد. در این مطالعه منبع اولیه­ی ویروس، برای قطعه­ی A، جدایه T69P و برای قطعه­ی B، جدایه T55P نام داشت که در سال 2008 از گلخانه­های خیار جیرفت جمع­آوری شده بودند. مشخصات ترادف نوکلئوتیدی قطعات فوق در بانک جهانی ژن ToLCPMV-[IR:Jir:T69P:Cuc:08]_JQ825226 برای قطعه­ی ژنومی A و ToLCPMV-[IR:Jir1:T55P:Cuc:08]_FJ660423 برای قطعه­ی ژنومی B می باشد. ساخت همسانه عفونت زا با قرار دادن دو طول کامل ژنوم برای هر قطعه بطور جداگانه در درون ناقل دوگانه pGreen صورت گرفت و سازه ساخته شده ابتدا به Escherichia coli و سپس به آگروباکتریوم نژاد C58 منتقل گردید (Sabouri and Heydarnejad, 2013).

 

ارقام خیار گلخانه­ای و شرایط کاشت

مشخصات ارقام خیار گلخانه ای مورد استفاده در این تحقیق در جدول 1 بیان شده است. برای کاشت بذور، خاک مزرعه و خاک برگ به نسبت مساوی باهم مخلوط شده و مورد استفاده قرار گرفتند. در مرحله نخست از هر رقم 35 عدد بذر (سه بذر در هر گلدان) کشت گردید و تا دو ماه بعد از عمل مایه کوبی در شرایط گلخانه در دمای تقریبی Cº25 دوازده ساعت نور و دوازده ساعت روشنائی نگهداری شدند. در مرحله دوم از میان ارقام مختلف، چهار رقم که دارای کمترین تعداد گیاهان آلوده شده بودند، انتخاب و از هر رقم 55 عدد بذر با همان شرایط قبلی کشت گردید. بعد از مایه کوبی ارقام انتخابی در مرحله دوم، این گیاهان نیز تا دو ماه به منظور ایجاد علائم و روند توسعه بیماری در شرایط گلخانه تحت نظر قرار گرفتند.

 

آماده­سازی عصاره مایه­کوبی

چهار تا پنج روز قبل از مایه­کوبی، نمونه های آگروباکتریوم حاوی سازه­ی عفونت­زا (حاوی قطعات ژنومی A و B)، بر روی محیط کشت مایع محتوی آنتی­بیوتیک­های ریفامپیسین و کانامایسین با غلظت های مشابه μg/ml50 کشت شده و برای رشد به مدت یک شب درون شیکر انکوباتور، در دمای ˚C28 با 200 دور در دقیقه قرار داده شدند. با گذشت حدود 20 ساعت از زمان کشت و رشد مناسب، باکتری به صورت نسبتا انبوه روی محیط کشت جامد محتوی آنتی­بیوتیک، کشت شده و در دمای ˚C28-25 به مدت سه روز نگهداری شد تا باکتری به رشد مناسب بر روی محیط کشت جامد برسد. برای تهیه سوسپانسیون جهت عمل مایه­زنی از روش ارائه شده توسط Grimsley et al. (1986) استفاده شد. باکتری های حاوی قطعات ژنومی A و B توسط کاردک استریل بطور جداگانه از روی محیط کشت جامد جمع­آوری و درون یک میلی­لیتر آب­مقطر استریل داخل یک لوله قرار داده شد و با وارونه کردن لوله، باکتری کاملا در آب حل گردید به نحوی که یک سوسپانسیون شیری رنگ بدست آمد.


مایه­کوبی گیاهان توسط همسانه­ی عفونت­زا

مایه­کوبی گیاهان توسط سلول های آگروباکتریوم حاوی سازه عفونت زا (قطعات ژنومی A و B) در مرحله سه برگی (2-1 روز بعد از بیرون آمدن برگ سوم) و بر اساس روش Grimsley et al. (1986) انجام گرفت. مایه­کوبی در دمای تقریبی ˚C25 با استفاده از سرنگ یک میلی­لیتری انسولین بصورت دو بار تزریق با سوسپانسیون باکتری انجام شد. تزریق اول در ناحیه­ی مرکزی ساقه دقیقا در قسمت طوقه، و دومین تزریق در محل انشعاب برگ­ها، قسمت اتصال برگ­ها به ساقه صورت گرفت. تعیین آلودگی یا عدم آلودگی گیاهان ابتدا با بررسی علائم و سپس با استفاده از آزمون واکنش زنجیره ای پلیمراز صورت گرفت. در طول این مدت برای مبارزه با مگس سفید و جلوگیری از انتقال ویروس توسط ناقل، گیاهان هر سی روز یک بار با مخلوط سم استامی­پرید (کریشی هند) %20 اس پی و روغن دی-­جی مورد سم­پاشی قرار گرفتند. برای پاک­سازی محیط گلخانه از کنه نیز که باعث بروز علائم برگی و در نهایت خشک شدن گیاه می­گردد، دو بار سم­پاشی با فاصله­ی سی روز با سم فن­پروپاترین %10 انجام شد؛ و بعد از دو روز، از روغن دی- جی نیز برای از بین بردن تخم­های آن استفاده شد.

 


آزمون واکنش زنجیره ای پلیمراز

به منظور تشخیص قطعی آلودگی و عدم آلودگی گیاهان مایه کوبی شده، از آزمون واکنش زنجیره ای پلیمراز استفاده شد. بدین منظور ابتدا استخراج دی­اِن­اِی کل از بافت­های گیاهی به روش موسوم به CTAB (Cetyl trimethylammonium bromide) و بر اساس روش ارائه شده توسط Zhang et al.  (1998) انجام گرفت. آزمون واکنش زنجیره ای پلیمراز با استفاده از آغازگرهای اختصاصی  ToLCPMV-F1217-A (TCT GAG GGC GTA AGC CCG TCC)/ToLCPMV-R1709-A (GAT TAA AGG CGG CAT TCC CAC) که قادر به تکثیر قطعه­ای به طول 500 جفت باز از بخش A ژنوم ویروس هستند؛ و نیز از آغازگرهای اختصاصی ToLCPMV-1079-F (TTG GGT CAC GTT CCG CGA CGA AGA)/ToLCPMV-2054-R (TAC GCG CTC ACA AAC GAT GCT GCA)که قادرند قطعه­ای به اندازه 1050 جفت باز از بخش B ژنوم ویروس را تکثیر کنند، استفاده شد. هر واکنش زنجیره ای پلیمراز در یک حجم 12 میکرولیتری شامل دو میکروگرم DNA، یک میکرومولار از هر کدام از آغازگرهای مستقیم و معکوس، 5/1 میکرومولار MgCl2، 200 میکرومولار dNTPs، 2/1 میکرولیتر بافر پPCR با غلظت 10 برابر و 5/2 واحد آنزیم Taq DNA polymerase (Fermentas) انجام شد. مراحل مختلف این آزمون بترتیب عبارت بود از واسرشته­سازی اولیه رشته DNA در دمای ˚C94 بمدت سه دقیقه و یک برنامه 35 چرخه ای شامل پنجاه ثانیه واسرشته سازی در دمای ˚C94، سی ثانیه اتصال آغازگرها در دمای ˚C55، سه دقیقه تکثیر قطعات در دمای ˚C72 و ده دقیقه تکمیل نهائی واکنش ها در دمای ˚C72. محصولات واکنش زنجیره ای پلیمراز در ژل آگارز %1 الکتروفورز شدند و رنگ آمیزی ژل نیز با محلول اتیدیوم بروماید با غلظت g/mlμ50 انجام شد. بعد از مراحل تشخیص، تعداد بوته های آلوده برای هر رقم و در مواردی میزان رشد ظاهری گیاهان آلوده بعنوان شاخصی برای مقایسه مقاومت ارقام خیار گلخانه ای استفاده گردید.

 

نتایج و بحث

ده روز پس از مایه­کوبی ارقام مختلف خیار گلخانه ای، بروز علائم در برخی از ارقام شروع شد و روند پیشرفت آلودگی در رقم­های مختلف تا دو ماه بصورت روزانه ثبت گردید. به منظور اطمینان از آلودگی گیاهان، بعد از استخراج DNAِ، آزمون واکنش زنجیره ای پلیمراز روی تعدادی از گیاهان با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ToLCPMV-F1217A/ToLCPMV-R1709A و نیز ToLCPMV-F1079B/ToLCPMV-R2054B انجام شد و بترتیب نوارهای مورد انتظار یعنی نوارهای 500 (مربوط به قطعه A) و 1050 جفت بازی (مربوط به قطعه B) درون ژل آگارز مشاهده گردید (شکل 1). علائم اولیه با بروز لکه­های ستاره­ای شکل زرد­رنگ و کوچک در متن برگ آغاز و با گذشت زمان علائم تشدید گردید. نتیجه­ی بدست آمده نشان داد که تمامی ارقام خیار به ToLCPMV آلوده می­شوند و هیچ یک از رقم­ها در برابر این ویروس مصون نیستند. اما نکته­ی قابل توجه در نتیجه­ی به دست آمده این بود که میزان و شدت آلودگی در برخی از ارقام با هم تفاوت داشتند؛ به این صورت که برخی از آنها آلودگی 100% را نشان داده و شدت آلودگی در برخی موارد منجر به خشک شدن گیاه شد، اما در برخی از ارقام تعداد بوته­های آلوده کمتر بوده و علیرغم وجود آلودگی به رشد خود ادامه دادند (جدول 1). هرچند علائم کلی و عمومی شامل لکه های سبززرد ستاره ای شکل در متن برگ، موزائیک خفیف در سطح برگ، کلروز حاشیه برگ، سبز روشن شدن حاشیه رگبرگ، زردی در متن برگ و کمی لوله شدن برگها به سمت پایین بود، اما علائم در تعدادی از ارقام تاحدی متفاوت بودند؛ بطوریکه تعدادی از ارقام فاقد برخی علائم بوده و تعدادی نیز علائم را با شدت بیشتری نشان دادند.

 


جدول 1- ارزیابی واکنش ارقام خیار گلخانه­ای مایه­کوبی شده با همسانه­ی عفونت زای ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه فرنگی در مرحله­ی اول.

Table 1- Evaluation of the reaction of greenhouse cucumber cultivars inoculated by the infectious clone of Tomato leaf curl Palampur virus in the first stage.

نام واریته

Cultivar name

تعداد بوته­های مایه کوبی شده

No. of inoculated plants

بوته های آلوده شده

No. of infected plants

درصد آلودگی

Percentage of infection

Extreme hybrid

34

32

94

Mirsoltan hybrid

34

18

53

544

34

33

97

4518

34

31

91

6177

35

29

83

Shahin

35

33

94

Salar

35

14

41

Adrian 451

35

32

91

Adrian 450

34

28

82

Homa

33

21

64

Zohal

29

22

76

Gowhar

34

25

73

Kian

34

15

44

Ranim

34

34

100

Viola

33

31

94

Negin

31

30

97

 


در ارقام 544، 4518، شاهین و نگین علائم ایجاد شده شبیه کمبود بسیار شدید عناصر غذایی بود ضمن اینکه تاولی شدن نیز در این ارقام شدت زیادی داشت. بارزترین حالت در رقم هیبرید اکستروم علائمی مشابه کمبود شدید مواد غذایی بوده، درحالی­که در رقمی چون کیان هیچ کدام از علائم مشابه کمبود و تاولی شدن دیده نشد و تنها علائم ایجاد شده شامل موزائیک سطح برگ­ها و بروز لکه­های ستاره­ای شکل در متن برگ بود. رشد گیاه در تعدادی از ارقام با پیشرفت آلودگی ویروسی متوقف شد و تعدادی نیز علیرغم آلودگی به رشد خود ادامه دادند (شکل 2).

 

   

شکل 1- نوار های 1050 (سمت راست) و 500 (سمت چپ) جفت بازی حاصل از الکتروفورز محصولات PCR تکثیر شده بترتیب با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ToLCPMV-F1217A/ToLCPMV-R1709A و ToLCPMV-F1079B/ToLCPMV-R2054B در ژل آگارز %1. (+C) شاهد مثبت، (-C) شاهد منفی، (M) نشانگر مولکولی، (1) نمونه آلوده شده با سازه عفونت زا.

Figure 1- Electrophoretic patterns of PCR products showing 1050 bp (right) and 500 bp (left) fragments replicated by specific primer pairs ToLCPMV-F1217A/ToLCPMV-R1709A and ToLCPMV-F1079B/ToLCPMV-R2054B, respectively, in 1% agarose gel. C+, positive control; C-, negative control; M, molecular marker.

 

در نهایت چهار رقم هما، هیبرید میرسلطان، کیان و سالار که در مقایسه با سایر رقم­ها، تعداد بوته های آلوده شده کمتر بود، برای بررسی مجدد و تکرار آزمایش مجدداً کاشته شده و مایه­کوبی شدند. روند بررسی علائم و آلودگی مشابه قبل انجام شد. با بررسی ارقام مذکور در کشت مجدد، مشخص شد که میزان و پیشرفت آلودگی روندی مشابه قبل دارد (جدول 2). تنها تفاوت موجود در مقایسه­ی نتایج، ایجاد اختلاف در میزان آلودگی دو رقم کیان و سالار می­باشد؛ بطوریکه در نتیجه­ی حاصل از کشت اول، میزان آلودگی در این دو رقم نزدیک به هم بود، اما در نتیجه­ی نهایی رقم سالار در تعداد بوته­های آلوده شده، از رقم کیان بیشتر بود و در نتیجه رقم کیان در مقایسه با سایر ارقام کاشته شده در روند این تحقیق، کمترین میزان آلودگی را در هر دو مرحله آزمایش نشان داد.

 

   
   

شکل 2- علائم متفاوت در ارقام مختلف خیارگلخانه ای، پس از مایه­کوبی با همسانه­ی عفونت­زای ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه فرنگی. رقم نگین (A)، رقم 544 (B)، رقم هیبرید اکستروم (C و D).

Figure 2- Different symptoms of greenhouse cucumber cultivars after inoculation by infectious clone of Tomato leaf curl Palampur virus. Negin cultivar (A), 544 cultivar (B), Hybrid extreme cultivar (C and D).

جدول 2- ارزیابی واکنش چهار رقم خیار گلخانه­ای مایه­کوبی شده با همسانه­ی عفونت زای ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه فرنگی در مرحله­ی دوم.

Table 2- Evaluation of the reaction of greenhouse cucumber cultivars inoculated by the infectious clone of Tomato leaf curl Palampur virus in the second stage.

نام واریته

Cultivar name

تعداد بوته­های مایه کوبی شده

No. of inoculated plants

بوته های آلوده شده

No. of infected plants

درصد آلودگی

Percentage of infection

Homa

52

40

76

Mirsoltan hybrid

51

37

72

Salar

50

34

68

Kian

53

21

39

 

 

 

مدیریت کنترل بیماری پیچیدگی برگ گوجه فرنگی که توسط بگوموویروس ها ایجاد می گردد، بسیار مشکل بوده و مستلزم صرف هزینه های زیادی است. کم هزینه ترین و عملی ترین روش مبارزه تولید ارقام مقاوم است. برای ایجاد ارقام مقاوم، یا از منابع اولیه مقاومت که در سایر ارقام و بخصوص در گیاهان وحشی وجود دارند، استفاده می گردد (Ji et al., 2007; Lapidot, 2007) و یا گیاهان تراریخته تولید می شود (Polston and Hiebert, 2007). همسانه­ی عفونت­زا­ی ساخته شده علاوه بر اثبات بیماری­زایی ویروس، می­تواند به عنوان منبعی از ویروس جهت مطالعات مختلف از قبیل یافتن ارقام مقاوم و یا تعیین وظایف ژن های ویروسی مورد استفاده قرار گیرد. برای شناسائی ارقام یا افراد مقاوم در هر کدام از دو روش فوق، از مایه کوبی افراد با استفاده از جمعیت ناقل (مگس سفید) در شرایط مزرعه و یا گلخانه استفاده می­شود. روش دوم که در این تحقیق نیز مورد بررسی قرار گرفته است، کاربرد سازه عفونت زا در شرایط کنترل شده و در محیط گلخانه به منظور ارزیابی واکنش افراد و یا ارقام مختلف است. وارد کردن سازه عفونت زا به داخل گیاه نیز با روش های مختلفی نظیر مالش دادن سطح برگ همراه با سازه و یا تزریق به گیاه انجام می شود. روش آخر که در مطالعه حاضر نیز مورد استفاده قرار گرفت، علاوه بر سهولت، دارای کارائی بالائی در آلوده کردن گیاهان و ارزیابی واکنش آنهاست. راندمان آلوده کردن گیاه در ارقام حساس با استفاده از این روش به 100٪ نیز می رسد. با این وجود راندمان آلوده شدن ارقام مقاوم با استفاده از این روش پائین تر است (Lapidot, 2007).

ویروس پالامپور پیچیدگی برگ گوجه­فرنگی یکی از مخرب ترین بگوموویروس هائی است که در چند سال گذشته باعث ایجاد خسارت های سنگینی در مزارع و گلخانه های مناطق مرکزی و جنوبی ایران شده است (Heydarnejad et al., 2009). نتایج حاصل از این تحقق نشان داد که عکس العمل ارقام مختلف خیار مورد مطالعه، هم به لحاظ تعداد بوته های آلوده شده و هم به لحاظ شدت آلودگی در برابر این ویروس یکسان نیست. رقم کیان ضمن داشتن کمترین میزان آلودگی (از نظر تعداد گیاهان آلوده شده) در مقایسه با سایر ارقام، دارای روندی متفاوت در پیشرفت آلودگی بود؛ بطوریکه آلودگی به ToLCPMV در این رقم، باعث کاهش یا توقف رشد گیاه نشد و با گذشت زمان، شدت علائم آلودگی ویروسی نیز کاهش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق، رقم کیان بطور نسبی و در مقایسه با سایر ارقام خیار گلخانه­ای، در مقابل ToLCPMV متحمل تشخیص داده شد. با این وجود، برای یافتن و یا تولید منابع مطمئن­تر مقاومت به ویروس فوق، نیاز به مطالعات بیشتری است.


 

منابع

Anfoka Gh (2007). Gene silencing of Tomato yellow leaf curl virus. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 391-405.

Antignus Y (2007). The management of Tomato yellow leaf curl virus in greenhouses and the open field, a strategy of manipulation. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 263–278.

Bananej K, Vahdat A, Hosseini-Salekdeh G (2009). Begomoviruses associated with yellow leaf curl disease of tomato in Iran. Journal of Phytopathology 157: 243–247.

Fazeli R, Heydarnejad J, Massumi H, Shabanian M (2009). Genetic diversity and distribution of tomato-infecting begomoviruses in Iran. Virus Genes 38: 311-319.

Grimsley N, Hohn B, Hohn T, Walden R (1986). Agroinfection, an alternative route for viral-infection of plants by using the Ti plasmid. Proc Natl Acad Sci U S A 83: 3282-3286

Hajimorad M, Kheyr-Pour A, Alavi V, Ahoon manesh A, Bahar M, Rezaian MA, Gronenborn B (1996). Identification of whitefly transmitted tomato yellow leaf curl geminivirus from Iran and a survey of its distribution with molecular probes. Plant Pathology 45: 418-425.

Heydarnejad J, Hesari M, Massumi H, Varsani A (2013). Incidence and natural hosts of Tomato leaf curl Palampur virus in Iran. Australasian Plant Pathology 42: 195-203. .

Heydarnejad J, Mozaffari A, Massumi H, Fazeli R, Gray AJA, Meredith S., Lakay F, Sheferd DN, Martin DP, Varsani A (2009). Complete sequences of tomato leaf curl Palampur virus isolates infecting cucurbit in Iran. Archives of Virology 154: 1015-1018.

Hilje L, Costa HS, Stansly PhA (2001). Cultural practices for managing Bemisia tabaci and associated viral diseases. Crop Protection 20: 801-812.

Horowitz R, Denholm I, Morin Sh (2007). Resistance to insecticides in the TYLCV vector, Bemisia tabaci. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 305–325.

Jeske H (2009). Geminiviruses. In: Villiers EM, Hausen HZ (Eds.), TT Viruses: The Still Elusive Human Pathogenes. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 185-226.

Ji Y, Scott JW, Hanson P, Graham E, Maxwell DP (2007). Sources of resistance, inheritance, and location of genetic loci conferring resistance to members of the tomato-infecting begomoviruses. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 343–362.

Kumar Y, Hallan V, Zaidi AA (2009). Molecular characterization of a distinc bipartite begomovirus species infecting tomato in India. Virus Genes 37: 425-431.

Lapidot M (2007). Screening for TYLCV-resistant plants using whitefly-mediated inoculation. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 329–342.

Pico B, Diez MJ, Nues F (1996). Viral diseases causing the greatest economic losses to the tomato crop. II. The Tomato yellow leaf curl virus-a review. Scientia Horticulturae 67: 151-196.

Polston J, Hiebert E (2007). Transgenic approaches for the control of tomato yellow leaf curl virus. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 373–390.

Rojas MR., Hagen C, Lucas, WJ, Gilbertson RL (2005). Exploiting chinks in the plant’s armor: evolution and emergence of geminiviruses. Annual Review of Phytopathology 43: 361–394.

Sabouri M, Heydarnejad J (2013). Construction of infectious clone and demonstration infectivity of the bipartite genome of tomato leaf curl Palampur virus. Iranian Journal of Plant Pathology (submitted).

Stanley J, Bisaro DM, Briddon RW, Brown JK, Fauquet CM, Harrison, BD, Rybicki EP, Stenger DC, (2005). Geminiviridae. In: Fauquet, CM, Mayo MA, Maniloff J, Desselberger U, Ball LA (Eds.), Virus Taxonomy, VIIIth Report of the ICTV, 301-326. Elsevier/Academic Press, London.

Zhang YP, Uyemoto JK, Kirkpatrick BC (1998). A small-scale procedure for extracting nucleic acids from woody plants infected with various phytopathogens for PCR assay. Journal of Virological Methods 71: 45-50.

 


Evaluation of the reaction of greenhouse cucumber cultivars inoculated by the infectious clone of Tomato leaf curl Palampur virus

 

Sabouri M.1, Heydarnejad J.*2

 

1- Former MSc. student of Plant Pathology, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.

2- Associated Professor of Plant Virology, Department of Plant Protection, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.

 

Abstract

Tomato leaf curl Palampur virus (ToLCPMV) is a destructive bipartite begomovirus which have recently been reported from India and Iran. Currently, ToLCPMV is known as the main factor causing yield loss in tomato and different cucurbits (other than watermelon) especially in greenhouse cucumbers in central and northern Iran. In this study, the reaction of sixteen cucumber cultivars was evaluated against inoculation by a ToLCPMV infectious clone under greenhouse conditions. Results showed that among all tested cultivars, Kian showed a minimum infection. Furthermore, this cultivar showed lower disease progress in compare to other cultivars and relatively recovered from disease. According to this study, in compare to other greenhouse cucumber cultivars, Kian is relatively resistance. However, more studies are needed to found or produce more reliable source of resistance.

 

Keywords: Tomato leaf curl Palampur virus, Infectious clone, Resistance, Greenhouse cucumber cultivars.

 



*  نویسنده مسئول: جهانگیر حیدرنژاد                      تلفن: 03413202681                                  Email: jheydarnejad@mail.uk.ac.ir

* Corresponding Author: Heydarnejad J.             Tel: 03413202681                      Email: jheydarnejad@mail.uk.ac.ir

Anfoka Gh (2007). Gene silencing of Tomato yellow leaf curl virus. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 391-405.
Antignus Y (2007). The management of Tomato yellow leaf curl virus in greenhouses and the open field, a strategy of manipulation. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 263–278.
Bananej K, Vahdat A, Hosseini-Salekdeh G (2009). Begomoviruses associated with yellow leaf curl disease of tomato in Iran. Journal of Phytopathology 157: 243–247.
Fazeli R, Heydarnejad J, Massumi H, Shabanian M (2009). Genetic diversity and distribution of tomato-infecting begomoviruses in Iran. Virus Genes 38: 311-319.
Grimsley N, Hohn B, Hohn T, Walden R (1986). Agroinfection, an alternative route for viral-infection of plants by using the Ti plasmid. Proc Natl Acad Sci U S A 83: 3282-3286
Hajimorad M, Kheyr-Pour A, Alavi V, Ahoon manesh A, Bahar M, Rezaian MA, Gronenborn B (1996). Identification of whitefly transmitted tomato yellow leaf curl geminivirus from Iran and a survey of its distribution with molecular probes. Plant Pathology 45: 418-425.
Heydarnejad J, Hesari M, Massumi H, Varsani A (2013). Incidence and natural hosts of Tomato leaf curl Palampur virus in Iran. Australasian Plant Pathology 42: 195-203. .
Heydarnejad J, Mozaffari A, Massumi H, Fazeli R, Gray AJA, Meredith S., Lakay F, Sheferd DN, Martin DP, Varsani A (2009). Complete sequences of tomato leaf curl Palampur virus isolates infecting cucurbit in Iran. Archives of Virology 154: 1015-1018.
Hilje L, Costa HS, Stansly PhA (2001). Cultural practices for managing Bemisia tabaci and associated viral diseases. Crop Protection 20: 801-812.
Horowitz R, Denholm I, Morin Sh (2007). Resistance to insecticides in the TYLCV vector, Bemisia tabaci. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 305–325.
Jeske H (2009). Geminiviruses. In: Villiers EM, Hausen HZ (Eds.), TT Viruses: The Still Elusive Human Pathogenes. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 185-226.
Ji Y, Scott JW, Hanson P, Graham E, Maxwell DP (2007). Sources of resistance, inheritance, and location of genetic loci conferring resistance to members of the tomato-infecting begomoviruses. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 343–362.
Kumar Y, Hallan V, Zaidi AA (2009). Molecular characterization of a distinc bipartite begomovirus species infecting tomato in India. Virus Genes 37: 425-431.
Lapidot M (2007). Screening for TYLCV-resistant plants using whitefly-mediated inoculation. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 329–342.
Pico B, Diez MJ, Nues F (1996). Viral diseases causing the greatest economic losses to the tomato crop. II. The Tomato yellow leaf curl virus-a review. Scientia Horticulturae 67: 151-196.
Polston J, Hiebert E (2007). Transgenic approaches for the control of tomato yellow leaf curl virus. In: Czosnek H (Ed.), Tomato yellow leaf curl virus disease, management, molecular biology, breeding for resistance. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, pp. 373–390.
Rojas MR., Hagen C, Lucas, WJ, Gilbertson RL (2005). Exploiting chinks in the plant’s armor: evolution and emergence of geminiviruses. Annual Review of Phytopathology 43: 361–394.
Sabouri M, Heydarnejad J (2013). Construction of infectious clone and demonstration infectivity of the bipartite genome of tomato leaf curl Palampur virus. Iranian Journal of Plant Pathology (submitted).
Stanley J, Bisaro DM, Briddon RW, Brown JK, Fauquet CM, Harrison, BD, Rybicki EP, Stenger DC, (2005). Geminiviridae. In: Fauquet, CM, Mayo MA, Maniloff J, Desselberger U, Ball LA (Eds.), Virus Taxonomy, VIIIth Report of the ICTV, 301-326. Elsevier/Academic Press, London.
Zhang YP, Uyemoto JK, Kirkpatrick BC (1998). A small-scale procedure for extracting nucleic acids from woody plants infected with various phytopathogens for PCR assay. Journal of Virological Methods 71: 45-50.