عنوان

بررسی تنوع ژنتیکی جمعیت‌های عامل بیماری جاروک لیموترش ‮‭Candidatus Phytoplasma aurantifolia‬ از میزبان‌های مختلف مرکبات و مقایسه ارقام مختلف لیموترش از نظر بیان ژن‌های مقاومت به فیتوپلاسما,‮‭Genetic diversity Candidatus Phytoplasma aurantifolia associated with witches' broom disease in different citrus species and comparison of different acid lime cultivars in terms of expression of resistance genes to phytoplasma‬

Number

‭۲۳۵۴۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی تنوع ژنتیکی جمعیت‌های عامل بیماری جاروک لیموترش ‮‭Candidatus Phytoplasma aurantifolia‬ از میزبان‌های مختلف مرکبات و مقایسه ارقام مختلف لیموترش از نظر بیان ژن‌های مقاومت به فیتوپلاسما

Parallel Title Proper

‮‭Genetic diversity Candidatus Phytoplasma aurantifolia associated with witches' broom disease in different citrus species and comparison of different acid lime cultivars in terms of expression of resistance genes to phytoplasma‬

First Statement of Responsibility

/سینا نوری زاده

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۸‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۳‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

گیاه‌پزشکی - بیماری‌شناسی گیاهی

Date of degree

‮‭۱۳۹۹/۰۷/۲۳‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

بیماری جاروک لیموترش ‮‭(WBDL)‬ که همراه با ‮‭Candidatus phytoplasma aurantifolia‬ است، یکی از بیماری‌صهای مخرب لیموترش در مناطق جنوبی کشور می‌صباشد، به طوری که نابودی بیش از یک میلیون اصله درخت در کشور را به همراه داشته است .بیماری هم‌چنین از دیگر گونه‌های مرکبات مانند بکرایی، گریپ فروت، لیموشیرین و بالنگ نیز گزارش شده است .با وجود مطالعات صورت گرفته شده در کشور، اطلاعات بسیار اندکی از تنوع ژنتیکی جدایه‌های آلوده کننده گونه‌های مرکبات، تحمل ژنوتیپ‌های مختلف مرکبات به بیماری طی تنش‌های متفاوت دمایی و همچنین بیان ژن‌های درگیر در مقاومت ژنوتیپ‌های متحمل مرکبات وجود دارد .بنابراین مطالعه حاضر در چهار بخش انجام شد :در پژوهش اول، به منظور متمایز کردن جدایه‌صهای ‮‭Ca. P. aurantifolia‬ جمع‌آوری شده از چهار گونه مرکبات شامل :مکزیکن‌لایم، لیموترش محلی، بکرایی و گریپ فروت، از یک ارزیابی چندژنی بر اساس ژن‌صهای‮‭۱۶S rRNA‬ ،‮‭۲۳S rRNA intergenic spacer (IS)- ۱۶S‬، پروتئین ریبوزومی ‮‭rpl۲۲‬ و‮‭rps۳‬ ، پروتئین تقسیم سلولی ‮‭(ftsH)‬ و اینترون‌صهای گروه دوم باکتریایی استفاده شد .با مقایسه جدایه‌صهای ایرانی با جدایه مرجع) با رس شمار‮‭U۱۵۴۴۲)‬ ، در مجموع هشت مکان مختلف در توالی‌های‮‭IS - ۱۶S rRNA‬شناسایی شد .بررسی‌صهای ‮‭RFLP‬ مجازی، تبارزایی و تشابه نوکلئوتیدی ‮‭۱۶S rRNA‬ جدایه‌های ایرانی فیتوپلاسمای جاروک لیموترش همراه با درختان مرکبات، نشان دهنده این موضوع بود که تمامی جدایه‌صهای ایرانی در زیرگروه‮‭۱۶SrII‬ - ‮‭B‬جای صگرفتند .در مجموع سه ژنوتیپ بر اساس الگوهای ‮‭RFLP‬ مجازی ژن ‮‭۱۶S‬ شناسایی شد .تجزیه و تحلیل‌صهای تبارزایی صورت گرفته شده بر اساس ژن‌صهای ‮‭rp‬ و ‮‭ftsH‬ نشان داد که تمامی جدایه‌ها در یک گروه خوشه‌بندی می‌صشوند .آنالیز تبارزایی و مقایسه توالی‌صهای ژن‌صهای گروه دوم اینترون‌صهای باکتریایی نشان دهنده بیشترین تفرق در میان جدایه‌صهای ‮‭Ca. P. aurantifolia‬ با ‮‭۴‬ ژنوتیپ بود .ژن‌صهای گروه دوم اینترون‌صهای باکتریایی تفرق به مراتب بهتری در میان جدایه‌صهای ‮‭Ca. P. aurantifolia‬ فراهم آوردند و تنوع ژنتیکی بالاتری را نسبت به گزارش‌صهای پیشین ارائه دادند .تجزیه و تحلیل‌صهای تبارزایی بر اساس پنج جایگاه ژنی نشان دهنده این موضوع بود که جدایه‌صهای فیتوپلاسمای ایرانی جاروک لیموترش در ‮‭۵‬ گروه خوشه بندی می‌صشوند :گروه ‮‭۱‬ و ‮‭۳‬ شامل نمونه‌صهای جمع‌صآوری شده از درختان مکزیکن‌لایم در استان‌های هرمزگان و کرمان بودند، همچنین جدایه‌صهای درختان بکرایی و گریپ‌صفروت در گروه ‮‭۱‬ جای گرفتند .گروه ‮‭۲‬ و ‮‭۵‬ شامل جدایه‌صهایی از مکزیکن‌لایم بودند که از یک منطقه) کهنوج، استان کرمان (نمونه‌صبرداری شده بودند .استرین‌های جمع‌صآوری شده از درختان لیموترش) محلی (در گروه ‮‭۴‬ قرار گرفتند .در پژوهش دوم واکنش چهار گونه مرکبات شامل مکزیکن‌لایم، نارنج، لیسبون و پرشین‌لایم- ‮‭RA‬به ‮‭Ca. P. aurantifolia‬ با روش مایه‌صزنی با پیوند، روی پایه‌های مکزیکن‌لایم در شرایط گرم) دمای روز‮‭۳۵ - ۳۷‬و دمای شب‮‭۲۵ - ۲۷‬درجه‌صی سانتی‌صگراد (و خنک) دمای روز‮‭۲۴ - ۲۶‬درجه‌صی سانتی‌صگراد و دمای شب‮‭۱۸ - ۲۰‬درجه‌صی سانتی‌صگراد (ارزیابی شدند .غلظت فیتوپلاسما در گیاهان مایه‌صزنی‌صشده با استفاده از واکنش زنجیره‌صای پلیمراز در زمان واقعی تعیین شد .پانزده ماه بعد از مایه‌صزنی، در تمامی گونه‌ها، میانگین تعداد نسخه‌صهای فیتوپلاسمای جاروک لیموترش در ‮‭۱۰۰‬ نانوگرم ‮‭DNA‬ گیاه در شرایط گرم بیشتر از شرایط خنک بود .علایم بیماری در شرایط گرم، در تمامی گونه‌ها پدیدار شد .در شرایط خنک به جز مکزیکن‌لایم که علایم بیماری با تاخیر ‮‭۱۰‬ هفته‌ای همراه بود، در دیگر گونه‌ها علایمی مشاهده نشد .در شرایط گرم، آلودگی با فیتوپلاسما منجر به کاهش چشمگیر وزن ریشه در تمامی ترکیب‌های پایه و پیوندک شد .هم‌چنین در شرایط خنک به جز در ترکیب پایه و پیوندک مکزیکن‌لایم-لیسبون این کاهش وزن اتفاق افتاد .در آزمایش سوم میزان تحمل سه ژنوتیپ پرشین‌لایم‮‭TLC۸۷۶‬ ،‮‭TLCRO‬ ، ‮‭TLCR۱۰‬ به جاروک لیموترش در شرایط دمایی گرم مورد مقایسه قرار گرفت .دوازده ماه بعد از مایه‌زنی، میانگین غلظت فیتوپلاسمای جاروک لیموترش در این ژنوتیپ‌صها بسیار اندک) به ترتیب‮‭۱۷‬ ، ‮‭۱۰‬ و ‮‭۱۲‬ نسخه از ژنوم در ‮‭۱۰۰‬ نانوگرم ‮‭DNA‬ گیاه بود (و علایمی از بیماری در آن‌صها مشاهده نشد .احتمالا برهمکنش خاصی میان دما، میزبان و جاروک لیموترش وجود داشته باشد، چراکه بالا رفتن دما ممکن است میزان حساسیت برخی ژنوتیپ‌صهای مرکبات مانند پرشین‌صلایم- ‮‭RA‬را به جاروک لیموترش افزایش دهد و به ظهور و پیشرفت علایم بیماری در آن‌صها منجر شود .علاوه بر آن، سه ژنوتیپ‮‭TLC۸۷۶‬ ،‮‭TLCRO‬ ، ‮‭TLCR۱۰‬ تحمل بالایی به ‮‭Ca. P. aurantifolia‬ دارند و می‌صتوانند در برنامه‌صهای اصلاح ژنتیکی به منظور تولید ارقام مقاوم و متحمل مورد استفاده قرار گیرند .در پژوهش آخر میزان بیان دو ژن مسئول در مقاومت گیاهان به بیماری‌صها شامل ‮‭HSP۷۰‬ و‮‭WRKY۷۰‬ ، در دو میزبان حساس) مکزیکن‌لایم (و متحمل) پرشین-لایم- ‮‭TLCRO)‬با روش‮‭PCR - Real time RT‬ارزیابی د .میزان بیان این ژن‌ها ‮‭(HSP۷۰)‬ ‮‭۲‬ و ‮‭۲۷ (WRKY۷۰)‬ هفته پس از مایه‌صزنی در پرشین‌صلایم در مقایسه با مکزیکن‌لایم با افزایش همراه بوده است .به نظر می‌رسد این ژن‌ها نقش موثری را در تحمل گیاهان به بیماری‌های فیتوپلاسمایی ایفا می‌کنند

Text of Note

C day/night), the reaction of four citrus species including: Mexican lime, soure orange, Lisbon lemon and Persian lime-RA to Ca. P. aurantifolia on Mexican lime rootstocks, were investigated via graft inoculation. Quantitative PCR was used for detection and quantification of Ca. P. aurantifolia in the inoculated plants. 15-month after inoculation, the copy numbers of Ca. P. aurantifolia per 100 ng of total plant DNA in warm conditions was higher than in cold conditions. In warm conditions, disease symptoms appeared in all species. In cool conditions, except Mexican lime, in which the symptoms of the disease appeared with a delay of 10 weeks, no symptoms were observed in other species. Under warm conditions, phytoplasma infection caused root weight loss in all rootstock and scion combinations while in the cold conditions it happens except in Lisbon lemon-Mexican lime combination. Also, weight loss occurred in cool conditions in all rootstock and scion combinations, except in the Mexican lime-Lisbon combinations. In the third study, under warm condition, tolerance of three Persian lime including TLC876, TLCRO and TLCR10, to Ca. P. aurantifolia was investigated. 12 months after inoculation, the number of Ca. P. aurantifolia genomes in TLCRO, TLC876 and TLCR genotypes was very low (17, 10 and 12 genome numbers per 100 nanogram of total plant DNA, respectively) and no disease symptoms were observed. There is likely to be an interaction between temperature, host, and lime witch's broom, as rising temperatures may increase the susceptibility of some citrus genotypes, such as Persian lime-RA, to lime witch's broom, leading to the onset and development of disease symptoms. The results of the study showed that TLC10, TLC876 and TLCRO genotypes had high tolerance to Ca. P. aurantifolia and can be used in genetic breeding programs to produce resistant and tolerant cultivars. In the last study, the transcript levels of the two responsible genes for plant resistance to the diseases including: HSP70 and WRKY70 in both susceptible (Mexican lime) and tolerant (Persian lime-TLCRO) hosts were investigated. the transcript levels of the two genes were decreased at 2 (HSP70) and 27 (WRKY70) post inoculation. These genes appear to play an effective role in plant resistance to phytoplasma diseases░C and 18- 20░C day/night) and cool conditions (24-26░C and 25-27░Lime witches' broom disease associated with Candidatus Phytoplasma aurantifolia is one of the most serious threats to lime production in southern Iran. The disease also reported from other citrus species such as bakraee, grapefruit, sweet lime and citron. Despite numerous studies, there is very little information about the genetic diversity of strains infecting citrus species, the tolerance of citrus genotypes to disease under different temperature stresses, and the expression of resistance genes in citrus tolerant genotypes. Therefore, the current study was conducted in four sections: In the first study, in order to characterize Ca. P. aurantifolia strains collected from four citrus species including: Mexican lime, local acid lime, bakraee and grapefruit, a multilocus sequence analysis protocol was developed based on different genomic loci, including 16S rRNA, 16S-23S rRNA intergenic spacer (IS), ribosomal protein genes rpl22 and rps3, cell-division protein (ftsH) and group II intron reverse transcriptase/mature gene. A total of eight variable sites were identied in the 16S rRNA-IS genes sequences when the Iranian strains were compared to the reference strain. Analyses of virtual RFLP, phylogenetics, and DNA sequence identity of 16S rRNA of Iranian phytoplasma strains associated with symptomatic citrus plants indicated that the Iranian strains were classified into ribosomal subgroup 16SrII-B. In total, three genotypes were recognized based on 16Sr virtual RFLP profiles. Phylogenetic analysis based on the rp and ftsH gene sequences showed clustering of all the strains in one group. Comparative sequence and phylogenetic analysis of group II intron genes indicated the highest differentiation of Ca. P. aurantifolia-related strains in four genotypes. The polymorphism of group II intron reverse transcriptase/mature genes fragment provides ner differentiation of closely related Ca P. aurantifolia strains and reveals higher genetic diversity than previously reported. In total, phylogenetic analyses based on the variability of five genes showed that the Iranian strain is clustered in five groups: group 1 and 3 are comprised of strains from Mexican lime found in Hormozgan and Kerman province, as well as, the bakraee and grapefruit strains which are clustered only in group 1. Groups 2 and 5 included strains from Mexican limes which were found at one site (Kahnooj, Kerman Province). The phytoplasma strains from local acid lime were placed in group 4. In the second study, under warm (35-37

Parallel Title

‮‭Genetic diversity Candidatus Phytoplasma aurantifolia associated with witches' broom disease in different citrus species and comparison of different acid lime cultivars in terms of expression of resistance genes to phytoplasma‬

نوری زاده، سینا

Noorizadeh, Sina

خاک ور، رضا، استاد راهنما

گل محمدی، مرتضی، استاد راهنما

بنی هاشمیان، سید مهدی، استاد مشاور

فقیهی، محمد مهدی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی