Molecular Determination of Some Important Viruses Causing Infection in Potato Fields in Turkey

Yıl 2023, Cilt: 40 Sayı: 1, 26 - 32, 30.04.2023

Muhammed Rafiq Hafiz , Şerife Topkaya

https://doi.org/10.55507/gopzfd.1214396

Öz

Potato is one of the most important agricultural crops worldwide and known to be susceptible to more than 40 viruses in nature. In this research,298 leaf samples collected in 2020 from potato fields in Afyon, Nevşehir and Bolu provinces were used to determine viruses affecting potato production in the region. The leaves of potato plants showing virus symptoms (mosaic, deformation, yellowing, curling) were subjected to RT-PCR using virus-specific primers, in order to detect the presence of Potato leafroll virus (PLRV), Potato virus A (PVA), Potato virus X (PVX) and Potato virus M (PVM). As a result of the study, one or more viruses were detected in 46 (15.43%) of the 298 leaf samples tested. A total of 43 samples were infected with PLRV (14.42%) and 3 samples were infected with PVX (1.%). It was determined that the most common virus in plant samples collected from Afyon, Nevşehir, and Bolu Central regions was PLRV followed by PVX. PVA and PVM were not detected in the samples. The sequences of some positive isolates of PLRV were obtained and used along with the isolates registered in the GenBank to reveal phylogenetic relationships among them. PLRV isolates from Turkey were classified in Group 2 along with isolates from Serbia, Canada, and Pakistan based on phylogenetic analyses. As a result, only 5 PLRV isolates were studied in this study. Further studies are planned with more isolates and other protein regions. RT-PCR products obtained with PVX did not give good results in RT-PCR, and it is planned to work with different primers in the future.

Anahtar Kelimeler

PVA, PVM, PVX, PLRV, RT-PCR

Destekleyen Kurum

Scientific Research Project Unit of Tokat Gaziosmanpaşa University

Proje Numarası

2021/102

Türkiye'de Patates Alanlarında Enfeksiyon Oluşturan Bazı Önemli Viral Etmenlerin Moleküler Olarak Belirlenmesi ve Filogenetik Analizi

Öz

Patates, dünyada en önemli tarımsal ürünler arasında yer alır ve doğal koşullarda 40’dan fazla virüs türüne hasssas bir bitki türüdür. Bu araştırmada, Afyon, Nevşehir ve Bolu illerindeki patates tarlalarından 2020 yılında toplanan 298 yaprak örneği, bölgede patates üretimini etkileyen virüslerin tespiti için kullanılmıştır. Virüs simptomu (mozaik, şekil bozukluğu, sararma, yapraklarda kıvrılma) gösteren patates bitkilerinin yaprakları, Potato leafroll virus (PLRV), Potato virus A (PVA), Potato virus X (PVX) ve Potato virus M (PVM)’nin varlığını tespit etmek amacıyla, virüs-spesifik primerler kullanılarak RT-PCR testine tabi tutulmuştur. Test edilen 298 tane yaprak örneğinin 46’sınde (%15.43), bir veya birden fazla virüs tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda, test edilen örneklerin 43’si PLRV (%14.42), 3’ü PVX (%1) ile enfekteli bulunmuştur. Afyon, Nevşehir ve Bolu illerinden toplanan bitki örneklerinde en yaygın görülen virüsün PLRV, ardından PVX olduğu belirlendi. Örneklerde PVA ve PVM tespit edilmedi. PLRV ile enfekteli olan bazı pozitif izolatların elde edilen sekans verilerinin GenBank’a kayıtlı izolatlarla karşılaştırılması yapılarak filogenetik ilişkileri belirlenmiştir. Filogenetik analize göre, Türkiye PLRV izolatları Sırbistan, Kanada ve Pakistan izolatları ile birlikte Grup 2'de kümelenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada sadece 5 PLRV izolatı ile çalışılmıştır. İleryen çalışmalarda daha fazla sayıda izolat ile ve diğer protein bölgeleri ile çalışmalar yapılması planlanmaktadır. PVX ile elde edilen RT-PCR ürünleri RT-PCR'da iyi sonuç vermemiş olup, ileride farklı primerler ile çalışılması planlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

PVA, PVM, PVX, PLRV, RT-PCR

Proje Numarası

2021/102

Kaynakça

• Astruc, N., Marcos, J.F., Macquaire, G., Candresse, T. & Pallas, V. (1996). Studies on the diagnosis of hop stunt viroid in fruit trees: identification of new hosts and application of nucleic acid extraction procedure based on non-organic solvents. European Journal of Plant Pathology, 102 (9), 837-846.
• Bostan, H. & Haliloğlu K. (2004). Distribution of PLRV, PVS, PVX, and PVY (PVYN, PVY0 and PVYc) in the seed potato tubers in Turkey. Pakistan Journal of Biological Sciences, 7(7), 1140-1143.
• Bostan, H., Guclu, C., Ozturk, E., I, Ozdemir & Ilbagi, H. (2006). Influence of Aphids on the Epidemiology of Potato Virus Diseases (PVY, PVS and PLRV) in the High Altitude Areas of Turkey. Pakistan Journal of Biological Sciences, 9, 759-765.
• Çalışkan, C. Yıldırım, Çaylak Z., Yıldırım Ö., Gümüş M.B., & Aygün, M. (2010). Ege Bölgesi dikim koşullarında yaprak kıvrıklığı virüsü (PLRV)’ne dayanıklı ve yüksek verimli patates klonlarının seleksiyonu ve bunların adaptasyon yetenekleri üzerinde araştırmalar. III. Ulusal Patates Kongresi Bildirileri, İzmir, 313 – 331.
• Çalışkan, M. E., Çalışkan, S., Demirel, U., Aksoy, E. & Arıoğlu, H. H. (2020). "Nişasta ve şeker bitkileri üretiminde mevcut durum ve gelecek", Türkiye Ziraat Mühendisliği IX Teknik Kongresi, Ankara, 13-17 Ocak, 2020.
• Çıtır, A. (1982). Erzurum ve çevresinde tohumluk patateslerdeki virus hastalıkları ve bunların tanılanması üzerinde bazı araştırmalar. Doğa Bilim Dergisi, 6(3), 99-109.
• Erkan, S., Gümüş, M., Paylan, İ. C. & Sipahioğlu, H. M. (2011). Bitki Virüslerinin Tanılanmasında Kullanılan Serolojik Yöntemler. Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi, 9 (2) 35-49. European Journal of Plant Pathology, 102 (9), 837-846.
• FAOStat, (2020). Dünya Patates Üretimi. (23.12.19)
• Güner, Ü. & Yorgancı, Ü. (2009). "Afyon ve Bolu İllerinde patateslerdeki Virüs Hastalıklarının Tanılanması ve Hastalık Oranları", Türkiye 3. Bitki Koruma Kongresi, Van, 15-18 Temmuz, 2009.
• Güner, Ü. (2007). Afyon, Bolu, Nevsehir ve Niğde illerinde Patateslerdeki virüs Hastalıklarının Tanılanması, Hastalık Oranları ve En Yaygın Üretilen Çeşitlerin Bazı virüslere Karşı Reaksiyonlarının Belirlenmesi. (Doktora Tezi), Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Hooker, W. J. (1986). Compendium of Potato Diseases, American Phytopathologycal Society Press, Minnesota, USA.
• Kumar, S., Stecher, G., Li, M., Knyaz, C., & Tamura K. (2018). MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms. Molecular Biology and Evolution. 35, 1547-1549. https://doi.org/10.1093%2Fmolbev%2Fmsy096
• Meena, P. N. Kumar, R. Baswaraj, R. & Jeevalatha, A. (2017). Simultaneous detection of potato viruses A and M using CP gene specific primers in an optimized duplex RT-PCR. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 6(4), 1635-1640.
• Onaran, H. (2014). "Dünden bugüne patates çalışmaları", Türktob Dergisi, 10, 30-35.
• Özbayram, Ç. & Yorgancı, Ü. (1989). Türkiye’de Bulunan Patates X virüsü (PVX) Irklarının Saptanması ve Tanımlanması Üzerinde Araştırmalar. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 26 (2), 331 – 346.
• Peters, D. (1970). Potato Leafroll Virus. C.M.I./À.A.B. Descriptions of Plant Viruses, No: 36.
• Yardımcı, N. & Bostan, H. (1999). Research on detection of viruses in potato plants tested by ELISA in Erzurum province. Journal of Turkish Phytopathology, 28 (3), 99-100.
• Yılmaz, H., V. Demircan & G. Erel, (2006). Bazı Önemli Patates Üreticisi İller de Patates Üretim Maliyeti ve Gelirinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 1(1), 22-32, 2006.