Türkiye'de Şeker Pancarı Üretim Alanlarında Enfeksiyon Oluşturan Beet Necrotic Yellow Vein Virus (BNYVV) İzolatlarının P31 Proteininin Moleküler Karakterizasyonu

Abstract

Vektör Polymyxa betae ile taşınan ve 'rhizomania' hastalığına neden olan Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), şeker pancarı üretim alanlarında sıklıkla rastlanan en tahripkar virüstür. Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı coğrafik bölgelerinden elde edilmiş olan ve BNYVV ile bulaşık olduğu bilinen 15 toprak örneği kullanılmıştır. Öncelikle, tuzak bitki testi yöntemine göre BNYVV izolatlarının yeniden çoğaltımı sağlanmıştır. Şeker pancarı köklerinde P. betae'nın varlığı mikroskobik olarak ve RT-PCR ile belirlenmiştir. BNYVV RNA-4'ü tarafından kodlanan P31 proteini, virüsün vektörle etkili taşınması ve virülensi ile ilişkilidir. Bu çalışmada, 10 BNYVV izolatının P31 gen bölgesinin nükleotit dizileri elde edilmiştir. Bu izolatların Dünya izolatları ile BLAST analizi ve elde edilen filogenetik ağaç, izolatları; Grup II ve Grup III olmak üzere iki farklı 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) ile en yüksek benzerlik (%99.88-%100) göstermişlerdir. Ayrıca, 15 BNYVV izolatı virüsün sistemik konukçusu Nicotiana benthamiana'ya mekanik olarak inokule edilmiştir. Şiddetli (cücelik ve mozayik) ya da zayıf (mozayik) simptom oluşumu gözlenen bu bitkilerin sistemik yapraklarından RNA izolasyonunu takiben, gen spesifik primerler kullanılarak RT-PCR çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda; 15 BNYVV izolatı ile enfekteli N. Benthamiana'da P31 geni ile ilgili bölge saptanmasına rağmen, kılıf proteini bölgesi 10 izolatta, P25 gen bölgesi 1 izolatta, P26 gen bölgesi ise 4 izolatta belirlenmiştir. Bu sonuç, N. benthamiana'da BNYVV'nin simptom oluşumunda P31 geninin rol oynadığını desteklemiş, P25 ve P26 gen bölgelerinin ise bazı izolatlarda virüsün replikasyonu esnasında tespit edilemediğini göstermiştir.Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), which is known as 'the agent of rhizomania disease' and transmitted by Polymyxa betae, is the most destructive and prevalent virus in sugar beet fields. In this study, 15 BNYVV-infested soil samples were selected according to their geographic locations. Firstly, BNYVV was propogated as bait plant technique. The presence of P. betae was detected in the roots of bait plants using a light microscopy and by RT-PCR using specific primers. P31 protein encoded by BNYVV RNA-4 is associated with efficient vector transmission and virulence. In this study, nucleotide sequences of P31 coding region of 10 different isolates were obtained. The BLAST and phylogenetic analysis divided BNYVV isolates into two different P31 groups as Group II and Group III. The Group II consisted of only IGDR-6 isolate and found to have high nucleotide identity with Kas2 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 into Group III had the highest similarity (99.88%-100%) with IV4 isolate (Italy). Additionally, systemic host Nicotiana benthamiana was mechanically inoculated by 15 BNYVV isolates. Some BNYVV isolates induced very strong symptom (dwarfing and mosaic) the others induced mild symptom (mosaic) on N. benthamiana. After RNA isolation, RT-PCR studies were conducted by using gene specific 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 10 isolates, the P25 gene with one isolate and the P26 gene with four isolates. This result supported 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 isolates during virus replication.