تعیین ویژگی های تکاملی و ساختار ژنتیکی جدایه های ویروس پیچیدگی بوته چغندرقند ایران (Beet curly top Iran virus) بر پایه ژن V2

نویسندگان

1 استادیار، گروه کشاورزی، مجتمع آموزش عالی میناب، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران.

2 استادیار، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

doi
10.22103/jab.2023.20978.1455
چکیده

هدف: ویروس پیچیدگی بوته چغندرقند ایران (BCTIV) یکی از ویروس‌های مخرب در ایران است که سالانه خسارت قابل توجهی به صنعت کشاورزی کشور وارد می‌سازد. BCTIV دارای ژنوم دی‌اِن‌اِی تک‌لای حلقوی است که پنج چارچوب خوانش باز شامل V1، V2 و V3 بر روی رشته ژنومی، و C1 و C2 برروی رشته مکمل ژنومی دارد. چارچوب خوانش باز V2 علاوه بر نقش داشتن در همانندسازی و بروز نشانه‌های بیماری، به عنوان یک سرکوب‌گر خاموشی فعال است و با تداخل در این مسیر دفاعی گیاه، منجر به پیدایش بیماری می‌شود. این پژوهش با هدف تعیین ویژگی‌های تکاملی و ساختار ژنتیکی V2 در میان جدایه‌های مختلف BCTIV انجام گرفت. مواد و روش‌ها: تعداد 31 توالی نوکلئوتیدی V2 متعلق به جدایه‌های مختلف BCTIV از بانک ژن استخراج و مورد واکاوی قرار گرفت، بدین ترتیب که ابتدا همردیف‌سازی توالی نوکلئوتیدی انجام شد و سپس درخت تبارزایی ترسیم گردید. واکاوی چندشکلی نوکلئوتیدی در بین توالی‌ها تعیین گردید و وقوع چندشکلی واردسازی-حذف (InDel) در بین توالی‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نرخ‌های جایگزینی نامترادف (dN) و مترادف (dS) و نسبت dN/dS به منظور بررسی فشار انتخاب طبیعی بر روی توالی‌های نوکلئوتیدی و رمز-های V2 محاسبه گردید. واکاوی آنتروپی نیز برای بررسی تغییرات احتمالی در جایگاه‌های نوکلئوتیدی انجام گرفت.نتایج: بر اساس میزبان و محل جغرافیایی، توالی‌های V2 در خوشه‌های مختلفی از درخت فیلوژنتیکی قرار گرفتند. واکاوی چندشکلی نوکلئوتیدی منجر به شناسایی تعداد 20 هاپلوتیپ در بین توالی‌ها شد و تعداد 94 جایگاه‌ چندشکلی با تنوع هاپلوتیپی و نوکلئوتیدی به ترتیب برابر با 963/0 و 06517/0 محاسبه گردید. میانگین تعداد تفاوت‌های نوکلئوتیدی نیز 463/23 بود. چندشکلی InDel در بین توالی‌ها مشاهده نشد و نرخ‌های dN و dS نیز در مورد توالی‌های به ترتیب 60699/0- و 03020/0 محاسبه شد که هردو معنی‌دار نبودند. همچنین نسبت dN/dS نیز برابر 10201/20- بود و تعداد 34 و 26 جایگاه در بین رمز‌ها به ترتیب مقدار منفی و مثبتی از این نسبت را نشان دادند. همچنین، 9 رویداد نوترکیبی در موقعیت‌های نوکلئوتیدی مختلف مشاهده گردید. نتایج واکاوی آنتروپی نیز نشان داد که جایگاه نوکلئوتیدی ۲۴۷ با نرخ آنتروپی 93/0 بیشترین تغییرات را دارد.نتیجه‌گیری: نتایج پیشنهاد می‌کند که تنوع موجود در توالی نوکلئوتیدی V2 در جدایه‌های مختلف BCTIV، فعالیت سرکوب خاموشی ژن و شدت بیماری‌زاییِ ویروس را در میزبانان مختلف، تحت تأثیر قرار می‌دهد. بعلاوه، تغییرپذیری این بخش از ژنوم ویروس ممکن است در آینده منجر به افزایش دامنه میزبانی ویروس یا غلبه بر مقاومت ارقام گیاهی گردد.