بهینه‌سازی استخراج آران‌ای دو رشته‌ای ویروسی از برخی گونه‌های Fusarium

تحقیقات نوین در گیاه پزشکی

شناسنامه علمی شماره، دوره 6، شماره 4 - شماره پیاپی 18، اسفند 1393، صفحه 377-368   

نویسندگان

داود کولیوند^* ؛ مهدی داوری؛ نعمت سخندان بشیر؛ مهدی ارزنلو

چکیده

اغلب ویروس­های آلوده­کننده­ی قارچ­های بیمارگر گیاهی که تا کنون گزارش شده­اند، دارای ژنوم آران­ای دو رشته­ای (Double Strand RNA,dsRNA) می­باشند. این نوع ویروس­ها با توجه به خاصیت کم­آزاری به عنوان یکی از عوامل کنترل بیولوژیکی قارچ­ها مطرح هستند. در این تحقیق، هشت جدایه متعلق به پنج گونه Fusarium شامل F. graminearum s. str. (lin. 7)، F. culmorum، F. tricinctum، F. proloferatum و F. incarnatum برای وجود dsRNA مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به وجود پروتکل­های متفاوت برای استخراج dsRNA که اغلب دارای مراحل پیچیده و استفاده از مواد خطرناک و سرطان­زا می باشند، در روش مذکور از فنول و کلروفورم استفاده نشد و ضمن استفاده از میزان بافت کمتر، مدت زمان استخراج آران­ای دورشته­ای نسبت به سایر روش­ها کاهش پیدا کرد. نهایتاً در چهار جدایه Fusarium پس از استخراج و الکتروفورز، وجود آران­ای دو رشته­ای مشخص شد و نتایج حاصله نشان داد روش مذکور یک  روش مناسب و کارآمد برای استخراج dsRNA از بافت­ قارچی می­باشد. همچنین در این تحقیق وجود آر.ان.ای دو رشته­ای در گونه F. incarnatum         (F. semitectum) برای اولین بار گزارش می­شود.

کلیدواژه‌ها

کنترل بیولوژیک؛ کم‌آزاری؛ سوختگی فوزاریومی سنبله گندم؛ استخراج؛ dsRNA

مراجع

Aminian, P., Alizadeh, A., Saidi A. & Safaei N. 2011. Effect of double-stranded RNAs on virulence and deoxynivalenol production of Fusarium graminearum isolates. Journal of Plant Protection Research, 51: 29-37

Balijja, A. Kvarnheden, A. & Turchetti, T. 2008. A non-phenol-chloroform of double-stranded RNA from plant and fungal tissues. Journal of Virological Methods, 152: 32-37 

Bottalico, A. & Perrone, G., 2002. Toxigenic Fusarium speces and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. European Journal of Plant Pathology, 108: 611-624

Chu, Y. M., Jeon, J. J., Yea, S. J., Kim, Y. H., Yun, S. H., Lee, Y. W. & Kim, K. H. 2002. Double-stranded RNA mycovirus from Fusarium graminearum. Applied and Environmental Microbiology, 68: 2529-2534.

Chu, Y. M., Lim, W. S., Yea, S. J., Cho, J. D., Lee, Y. W., & Kim, K. H. 2004. Complexity of dsRNA mycovirus isolated from Fusarium graminearum. Virus Genes, 28: 135-143.

Compel, P., Papp, I., Bibo, M., Fekete, C. & Hornok, L. 1999. Genetic interrelationships and genome organization of double-stranded RNA elements of Fusarium poae. Virus Genes, 18: 49-56.

Davari, M., Wei, S. H., Babai-Ahari, A. Arzanlou, M., Waalwijk, C, van der Lee, T. A. J., Zare, R., Gerrits van den Ende, A. H. G., de Hoog, S. G. & van Diepeningen, A. D. 2012. Geographic differences in trichothecene chemotypes of Fusarium graminearum in the Northwest and North of Iran. World Mycotoxin Journal, 6(2): 137-150.

Davari, M., Babai-Ahari, A., Arzanlou, M., Zare, R., de Hoog, G. S. and van Diepeningen, A. D., 2014. Morphological and molecular characterization of three new Fusarium species associated with inflorescence of wild grasses for Iran. Rostaniha, 14(2): 124-134.

De´lye, C. & Corio-Costet, M. F. 1998. Origin of primary infections of grape by Uncinula necator: RAPD analysis discriminates two biotypes. Mycological Research, 102: 283–288

Fekete, C., Giczey, G., Papp, I., Szabo, L., & Hornok. L. 1995. High-frequency occurrence of virus-like particles with double-stranded RNA genome in Fusarium poae. FEMS Microbiology Letters, 131: 295-299.

Gorscak, J. J., Ayres, B. D., Bhagat, N., Hammersmith, K. M., Rapuano, C.J., Cohen, E. J., Burday, M., Mirani, N., Jungkind, D. & Chu, D. S. 2007. An outbreak of Fusarium keratitis associated with contact lens use in the Northeastern United States. Cornea, 26: 1187–1194.

Gupta S. 1991. Newer evidence to demonstrate mycovirus of  Fusarium moniliform var .subglutinans as causal agent of mango shoot malformation. Journal of the Entomological Research Society, 15 (3): 222–228

Hashemi, M., Mozafari J., Ali Zadeh, A. & Shamsbakhsh, M. 2004. dsRNAs associated with Fusarium graminearum isolates in iran. Iranian Journal of Plant Pathology, 40:313-326. 

Heaton, L. A. & Leslie, J. F. 2004. Double-stranded RNAs associated with Fusarium proliferatum mitochondria. Mycological Progress, 3: 193-198

Kilic, O. & Griffin, G. J. 1998. Effect of dsRNA-containing and dsRNA-free hypovirulent isolates of Fusarium oxysporum on severity of Fusarium seedling disease of soybean in naturally infested soil. Plant and Soil,  201:125-135

Kwon, S. J. 1., Lim, W. S., Park, S. H., Park, M. R. & Kim, K. H. 2007. Molecular characterization of a dsRNA mycovirus, Fusarium graminearum virus-DK21, which is phylogenetically related to hypoviruses but has a genome organization and gene expression strategy resembling those of plant potex-like viruses. Molecular Cells, 23:304-315

King, A., Lefkowitz, E., Adams, M. J. 2012. Virus Taxonomy: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Academic Press, London, UK. 1327 pp.

Leslie, J. F. & Summerell, B. A. 2006. The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing.

Morris, T. J. & Dodds, J. A. 1979. Isolation and analysis of double-stranded RNA from virus-infected plant and fungal tissue. Phytopathology,  69: 854-858

Nogawa, M., Nakatani, A., Gonda, K., Shimosaka, M. & Okazaki. M. 1996. Replication of double-stranded RNA in mycovirus from the plant pathogenic fungus, Fusarium solani. FEMS Microbiology Letters, 137: 45-49

Pearson, M. N., Beever, R. E., Boine, B. & Arthur, K. 2009. Mycovirus of filamentous fungi and their relevance to plant pathology. Molecular Plant Pathology,  10:115-128.

Refos, J. M., Vonk, A. G., Eadie, K., Lo-Ten-Foe, J. R., Verbrugh, H. A., van Diepeningen, A. D. & van de Sande, W. W. J. 2013. Double-Stranded RNA Mycovirus Infection of Aspergillus fumigatus is Not Dependent on the Genetic Make-Up of the Host. PLoS ONE, 8(10): e77381

Toth, B., Fonad, P., Mesterhazy, A. & Varga, J. 2005. Double-stranded RNA mycoviruses in Fusarium culmorum and Fusarium graminearum isolates. Cereal Research Communications, 33: 733-740

Tzanetakis, I. E. & Martin, R. R. 2008. How similar are plant and insect viruses? Strawberry latent virus: A case study. Acta Horticulturae,780:17–20.

Zhang, H., Van der Lee, T., Waalwijk, C., Chen, W., Xu, J., Jin, Xu, J.S., Zheng, Y. & Feng, J. 2012. Population analysis of the Fusarium graminearum species complex from wheat in China show a shift to more aggressive isolates. PLoS ONE, 7(2): e31722