University of Kerbala
اسم الباحث : محمد داود سلمان
اسم المشرف : أ.م. د. عدنان عبد الجليل لهوف
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية الزراعة
الاختصاص : العلوم الزراعية علم وقاية النبات
سنة نشر البحث :
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
هدفت هذه الدراسة الى تشخيص الجزيئي للفيروسات النباتية المرافقة للبعض النواقل الحشرية المنتشرة على عوائل نباتية مختلفة في محافظة كربلاء والديوانية وبابل والنجف وبغداد وامكانية تشخيص الانواع الحشرية الناقلة لها وذلك باستعمال بعض التقنيات الجزيئية. جمعت عينات النواقل الحشرية )الذبابة البيضاء و قافزة الاوراق( المنتشرة في المنطقة، استخلصت الاحماض النووية ال DNA و RNA الذي تم تحويله الى cDNA من هذه الحشرات، طبقت تقانة تفاعل البلمرة المتسلسل Polymerase Chain Reaction ( PCR ( باستعمال بادئات تستهدف تشخيص أنواع مختلفة من ابرز الاجناس الفايروسية ) Begomovirus ، Carlavirus ، Potyvirus ، Torradovirus ) التي تنقل بواسطة هذه الحشرات. استعملت أيضا التقانة الجيل التالي لتحديد التسلسل Next Generation sequencing ( NGS ( تحديداً طريقة النسخ ) Transcriptome/ RNA-seq ( في تشخيص الفايروسات النباتية ونواقلها الحشرية.
أظهرت النتائج تفوق تقانة ال NGS على تقانة ال PCR في تشخيص العديد من الفايروسات النباتية في عينات حشرة الذبابة البيضاء والتي شملت الفايروسات Alfalfa mosaic virus ، Broad bean wilt virus ، Zantedeschia mild mosaic virus ، Pittosporum cryptic virus-1 ، Grapevine leafroll-associated viru ، Tomato spotted wilt orthotospovirus و Tomato spotted wilt virus ومن جانب اخر شخص الفايروسين Pittosporum cryptic virus-1 و Grapevine leafroll-associated viru فقط في حشرة قافزة الأوراق. كما وجد ان الغالبية العظمى من السلالات الفايروسية المشخصه كانت ذات تباين وراثي كبير مع العديد من السلالات العالمية وهذا ربما يكون السبب وراء عدم نجاح تقانة ال PCR في تشخيص هذه الفايروسات.
كما تم الحصول على مسودة الجينوم الأولية لمايتوكوندريا حشرة الذبابة البيضاء المدروسة باستعمال التقانة ال NGS وذلك عن طريق تحديد وجود تسلسل 8 جينات مشفرة للبروتينات Protein-coding genes (PCGs) و جينين للحامض النووي الرايبوسومي Ribosomal RNA genes وجينين من الحامض النووي الناقل Transfer RNA . واكدت هذه النتيجة ان نوع حشرة الذبابة البيضاء المنتشرة في البيئة العراقية هو MEAM1 B. tabaci بالإضافة الى التشخيص الجزيئي لحشرة قافزة او نطاط الأوراقة باستعمال تقانة ال NGS ايضاً من خلال تحديد الجينوم الكامل تقريباً لمايتوكوندريا هذه الحشرة الذي يحتوي على جميع الجينات الثلاثة عشر المشفرة للبروتينات و جينين للحامض النووي الرايبوسومي وثلاثة عشر جين من الحامض النووي الناقل والتي اثبتت ان نوع حشرة قافزة او نطاط الأوراق الناقل للفايروسات هوMaiestas dorsalis ويعد هذا التشخيص هو الأول لهذه الحشرة في العراق. لقد أوضحت هذه الدراسة أهمية تطبيق التقنيات الحديثة المتمثلة بالتقانة ال NGS في التشخيص الجزيئي للفيروسات النباتية ونواقلها الحشرية باعتبارها أسرع واكثر دقة من الطرق الجزيئية التقليدية ولكن تبقى مسالة الكلفة العالية نسبياً وأيضا الحاجة الى اكتساب الخبرة في تحليل المعلوماتية الحيوية للبيانات التي يتم الحصول عليها من هذه التقانة هي اهم المعوقات التي تحول دون تطبيقها على نطاق واسع جد اً
Molecular identification of plant viruses transmitted by some insects distributed on a number of plant hosts in Karbala Province
Abstract
The aim of this study was to identify the plant viruses and their insect vectors that are common on various plant hosts in Karbala Province and other near provinces using different molecular techniques.
The insect (Whiteflies and leafhoppers) samples distributed on a number of plant hosts were collected, DNA and RNA extracted from these insect samples and cDNA was prepared using the RNA extracted. The Polymerase Chain Reaction (PCR) technique was applied utilizing specific primer sets that are diagnosis the species of the most common viral genus (Begomovirus، Carlavirus ، Potyvirus، Torradovirus) transmitted by these insects. As well as, the Next Generation sequencing (NGS) specifically the Transcriptome method was operated to identify the plant viruses and their insect vectors.
The results showed the superb capability of the NGS compering with PCR in diagnosing a number of plant viruses associated with the whitefly insect that included Alfalfa mosaic virus, Broad bean wilt virus, Zantedeschia mild mosaic virus, Pittosporum cryptic virus-1 , Grapevine leafroll-associated virus, Tomato spotted wilt orthotospovirus and Tomato spotted wilt virus. On the other hand, the viruses Pittosporum cryptic virus-1 and Grapevine leafroll-associated virus were identified in the leafhopper insect. Additionally, the majority of plant viruses found were in significant genetic variation comparing with the global viral strains and this is possible the main reason for the unsuccessful PCR test in diagnosis of the plant viruses transmitted by the studied insects.
Furthermore, the draft genome of the whitefly mitochondria was determined for the first time in Iraq using the NGS technique. This genome comprised 8 Protein-coding genes (PCGs), two ribosomal RNA genes and two genes of transfer RNA. This finding confirmed that the species of whitefly insect common in the Iraq environment is Bemisia tabaci MEAM1. Moreover, the almost complete genome of leafhopper mitochondria was uncovered using the NGS method and was found to contain 13 Protein-coding genes (PCGs), two ribosomal RNA genes and 13 transfer RNA genes. This discovery confirmed that the leafhopper species is Maiestas dorsalis and this finding is the first record in Iraq.
This study reveals the importance of NGS application in molecular diagnosis of plant viruses and their vectors due to its fast and precise performance comparing with other traditional molecular approaches. However, the relatively high cost and bioinformatic analysis experience needed for the NGS data are the main obstacles that prevent or slow down application of NGS commonly.
