Bean Common Mosaic Virus Tr-180 İzolatının Patojenitesi İle İlişkili Olabilecek Gen Bölgelerinin Karakterizasyonu

Abstract

Bean common mosaic virus (BCMV), farklı patojeniye sahip çok sayıdaki ırkı ile fasulye (Phaseolus vulgaris L.)'de en yaygın virüs türlerinden birisidir. Bu ırklar, fasulye genotiplerine mevcut olan dominant ve resesif dayanıklılık genleri ile farklı farklı etkileşim içerisindedirler. Bu etkileşim, BCMV ırklarının patojenite gruplarının (Patogrup, PG) belirlenmesini sağlamaktadır. Şimdiye kadar belirlenmiş olan BCMV ırkları 7 farklı PG'de toplanmıştır. Bu güne kadar, BCMV izolatlarının patogrup ayrım setindeki reaksiyonları ve tüm genom dizi analizlerinin sonuçları beraber değerlendirilerek, dayanıklılık genleri ile etkileşimde olan viral gen bölgelerinin tahmin edilmesine çalışılmıştır. Bu çalışmada, 2016 yılında Türkiye'de ilk defa rapor edilen ve bilinen BCMV ırklarından farklı bir patojenite profiline sahip olan BCMV izolatının (TR-180) biyolojik, serolojik ve moleküler yöntemler kullanılarak bazı genom bölgeleri (kısmi HC-Pro, CI, NIb ve tüm CP+3' UTR) analiz edilmiştir. Bu bölgelerin, TR-180 izolatının patojenitesi ile muhtemel ilişkilerinin belirlenmesine ve rekombinant bir ırk olup olmadığı konusunda yeni bulgulara ulaşılmasına çalışılmıştır. Çalışmada farklı patojeniteye sahip TR-185 izolatı, kontrol izolat olarak kullanılmıştır. Patogrup ayrım setindeki bitkilere inokulasyondan 3 hafta sonra değerlendirildiğinde, TR-180 izolatının PG VII'de, TR-185 izolatının ise PG VI'de yer aldığı teyit edilmiş ve TR-180 izolatının resesif bc-u, bc-1, bc,12, bc-2 ve bc-22 allelerine sahip bitkileri enfekte edebildiği, ancak dominant I geni içeren bitkileri enfekte edemediği saptanmıştır. Daha sonra, TR-180 ve TR-185 izolatlarının bazı genom bölgeleri (kısmi HC-Pro, CI, NIb ve tüm CP+3'UTR) RT-PCR ile çoğaltılmış, sonrasında klonlanmış ve nükleotid dizileri belirlenmiştir. TR-180 (PG VII)'nin aynı patogrupta yer alan dünya izolatları ve farklı patogrupta (PG VI) yer alan TR-185 ve diğer izolatlar ile nükleotid ve amino asit dizileri karşılaştırılmıştır. Bu analizler sonucu, TR-180 izolatının, PG VI ve PG VII izolatları ile %99 benzer olduğu belirlenmiştir. TR-180 kapsid protein (CP) bölgesindeki 222. amino asitte alanin içermesiyle, TR-185 dahil diğer tüm izolatlardan farklılık göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca, TR-180 (PG VII)'nin farklı ve aynı patogruba (PG VII) ait diğer izolatlar ile filogenetik ilişkileri incelenmiştir. TR-180'nin PG VI' deki izolatlara genotip olarak; PG VII'deki izolatlara ise hem genotip hem de patotip olarak benzemesi nedeniyle, TR-180'nin bu iki patogruptaki virüs ırklarının muhtemel bir rekombinasyonu sonucunda oluşmuş olabileceği düşünülmüştür. Daha kesin sonuçlara ulaşılması bakımından TR-180 izolatının tüm genom analizi ile ilgili çalışmalara gelecekte devam edilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.Bean common mosaic virus (BCMV), is one of the most prevalent virus species on common bean (Phaseolus vulgaris L.) having complex strains with different pathogenicity. These strains are known having a wide range of interaction with dominant and recessive resistance genes, which have been found in common bean genotypes. This interaction is used to determine the pathogencity groups (Pathogroup, PG) of BCMV strains. All BCMV strains identified in all over the world are classified into seven PG groups. So far, viral determinants which interfere with resistance genes have been estimated according to the reactions of common bean differentials and complete viral genome analyses. In this study, the partial HC-Pro, CI, NIb and complete coat protein (CP)+3' UTR genome regions of TR-180, which have been reported to have unique pathogenicity profile in 2016, were analysed by biological, molecular and serological methods. It was aimed to assume whether there is any possible relationship between these regions and recessive resistance genes, and whether the genome of TR-180 is a recombinant. In the study, the isolate TR-185, which has different pathogenicity, was used as control. The results of evaluations made three weeks after inoculation according to the reactions of common bean differentials showed that TR-180 belonged to PG VII and TR-185 to PG VI, and also TR-180 have capability to infect bean genotypes carrying recessive bc-u, bc-1, bc,12, bc-2 ve bc-22 alleles, but failed to infect plants with the dominant I gene. The genome regions aforementioned above for two isolates were amplified by RT-PCR, then cloned and sequenced. Comparisons of nucleotide and deducted amino acid sequences of TR-180 (PG VII) with those of TR-185 (PG VI) and the other world isolates indicated that TR-180 had high sequence identity (99%) with others assigned to PG VII and PG VI. TR-180 differed from all BCMV isolates and TR-185, with having alanine in amino acid position of 222 in the CP region. Phylogenetic relationships between TR-180 (PG VII) and others in the different and same pathogroups were investigated. It was thought that TR-180 could be originated as a result of possible recombination events between the isolates in PG VI and PG VII because of the fact that it resembled the isolates in PG VI in the extent of genotype and those in PG VII in terms of both genotype and pathotype. The whole genome sequence analysis of TR-180 needed to be done in the future to ascertain virus-host interactions.