التشخيص الجزيئي لعزلة من فايروس موزائيك الخيار و مقاومته باستخدام بعض عوامل المقاومة الاحيائية والكيميائية والتراكيب الوراثية لنبات الخيار(Cucumis sativus L)

رسالة ماجستير

اسم الباحث : زينة مطلك محسن المسعودي

اسم المشرف : أ.د. عقيل نزال بربر

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية الزراعة

الاختصاص : العلوم الزراعية علم وقاية النبات

سنة نشر البحث : 2022

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

هدفت هذه الدراسة الى مقاومة فايروس موزائيك الخيار (Cucumber mosaic virus،CMV) على نبات الخيار (Cucummis sativus L.) باستخدام بعض عوامل المقاومة الاحيائية و بعض المواد الكيميائية (الاحماض الامينية و مستخلصات الاعشاب البحرية (Oligo X) و المبيد الاحيائي للفطر Trichoderma spp. و المحفز الحيوي (Bio Health WSG) و الكلوتاثيون (Glutathione) و بيروكسيد الهيدروجين (Hydrogen peroxide)) و التي لها دور في تحفيز المقاومة الجهازية (Induced Systemic Resistance، ISR) في النبات، و كذلك اختبار استجابة بعض التراكيب الوراثية لنبات الخيار (AH-38 و HA-37و HA-2160 وHA2114 و HA-2122 و HA-12 وHA-16 وHA-41 وCU-O719 وCU-2102 ) ضد فايروس موزائيك الخيار (CMV). كما تضمنت هذه الدراسة معرفة تأثير الإصابة بفايروس موزائيك الخيار (CMV) على بعض محتويات النبات المصاب من بعض العناصر المعدنية (الكالسيوم و المغنسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم و المنغنيز و النتروجين و البروتين و بعض المركبات الكيميائية (الفينولات و الفلافونيدات و التانينات) و بعض الهرمونات النباتية (الجبريلين و السايتوكاينين و حامض الاندول اسيتك). نفذت جميع التجارب المذكورة في هذه الدراسة في مختبر الفايروسات النباتية و البيوت البلاستيكية التابعة لقسم وقاية النبات في كلية الزراعة/ جامعة كربلاء.
شخصت عزلة الفايروس جزيئياً بأنها عائدة الى فايروس موزائيك الخيار (CMV) و ذات نسبة تشابه بلغت 100% مع بعض العزلات المتوفرة في المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (National Center for Biotechnology Information, NCBI) و منها تلك المعزولة و المشخصة في هنغاريا (AJ517802) و استراليا (U22821) و سلوفينيا (OL142046). أظهرت نتائج اختبار استجابة التراكيب الوراثية لنباتات الخيار ضد فايروس موزائيك الخيار بأن جميع التراكيب الوراثية المختبرة في هذه الدراسة هي حساسة للإصابة بفايروس موزائيك الخيار (CMV) و بدرجات حساسية مختلفة، اذ سجلت التراكيب الوراثية HA-2114 وCU-O719 وHA-2160 حساسية اقل اتجاه الفايروس مقارنة بالتراكيب الوراثية الأخرى، اذ تراوحت فيها شدة الاصابة بين 15-20%، على التوالي, مقارنة بالتراكيب الوراثية HA-37 وHA2122 و HA41 التي كانت هي الأكثر حساسية لفايروس موزائيك الخيار (CMV) من بين التراكيب الاخرى و التي بلغت شدة الإصابة فيها بين 80 و 100% ، على التوالي.
كما أثبتت النتائج إن للإصابة الفيروسية تأثيراً واضحاً في خفض محتوى التراكيب الوراثية المصابة بالفايروس (CMV) من العناصر المعدنية الكالسيوم و المغنسيوم و المنغنيز و كان التراكيب الوراثي HA37 و HA-41 اكثرها تأثراً و اختلافها معنوياً عن محتواها في النباتات غير المصابة. لوحظ ايضاً إن للإصابة الفيروسية تأثيراً واضحاً في رفع محتوى النبات من العناصر المعدنية الصوديوم و البوتاسيوم و كان نباتات التراكيب الوراثي HA-2114 وHA-41، على التوالي اكثرها ارتفاعاً والتي كانت مختلفة معنوياً عن محتواها في النباتات غير المصابة. كما وجد إن للإصابة الفيروسية تأثيراً واضحاً في خفض محتوى النبات من النتروجين و البروتين في التراكيب الوراثية المصابة بالفايروس (CMV) و كان التركيب الوراثي 2122-HA هو الاكثر تأثرا و اختلافها بفارق معنوي عن محتواها في النباتات غير المصابة. اوضحت النتائج ايضا ارتفاع محتوى النباتات المصابة بالفايروس (CMV) من المركبات الكيميائية (الفينولات و الفلافونيدات و التانينات) و كان اكثرها ً ارتفاعاً في التراكيب الوراثية HA-37 و HA- 41و HA-12 و بفارق معنوي عن محتواها في النباتات غير المصابة.
اثبت إن للإصابة الفيروسية تأثيراً واضحاً في خفض محتوى هرمون الجبريلين في التراكيب الوراثية المصابة بالفايروس (CMV) و كان التركيب الوراثي HA-37 اكثرها تأثراً في خفض مستوى هذا الهرمون1.72) مايكرو غرام/ مل) و بفارق معنوي عن محتواه في النباتات غير المصابة و التي بلغ معدلها 2.80 مايكرو غرام/ مل. لوحظ ايضاً حصول زيادة معنوية في محتوى النبات من هرمون السايتوكاينين و حامض الاندول اسيتك كان في التراكيب الوراثية المصابة بالفايروس، اذ أعطى التركيب الوراثي HA-41 اعلى المعدلات (5.68 و4.65 مايكرو غرام/ مل، على التوالي) و بفارق معنوي عن محتواها في النباتات غير المصابة و التي كانت 2.14 مايكرو غرام/ مل و1.95 مايكرو غرام/ مل، على التوالي.
كما انتجت الإصابة الفيروسية انخفاض واضح في الوزن الجاف و الإنتاجية لنباتات التراكيب الوراثية المصابة و بفارق معنوي عن تلك الاوزان التي اعطتها نباتات معاملة المقارنة غير المصابة بالفايروس (CMV). تبين من خلال النتائج إن المعاملة بالاحماض الامينية و مستخلصات الاعشاب البحرية Oligo X و المبيد الاحيائي للفطر Trichoderma spp. و المحفز الحيوي (Bio Health WSG) الكلوتاثيون Glutathione)) و بيروكسيد الهيدروجين (H2O2)تأثيرا واضحاً في خفض الأعراض المرضية الناتجة عن فايروس موزائيك الخيار (CMV), مما يشير الى إن لهذه المواد دوراً في تثبيط تضاعف و حركة الفايروس داخل خلايا النبات. كما أثبتت النتائج إن استعمال المبيد الاحيائي للفطر Trichoderma spp. قبل الإصابة و اثناء الاصابة اعطى نتائج أفضل مما لو استعمل بعد الإصابة بفايروس موزائيك الخيار (CMV).

Molecular identification of an isolate of cucumber mosaic virus and its control using some biological and chemical control factors and genotypes

This study aimed to control of Cucumber mosaic virus, CMV) on cucumber
plants (Cucummis sativus L.) using some biological control factors and some
chemicals (amino acids, seaweed extracts (Oligo X), the biofungicide of
Trichoderma spp., the biostimulant (Bio Health WSG), glutathione, and hydrogen
peroxide), which have a role in inducing systemic resistance (ISR) in the plants, as
well as testing the response of some cucumber genotypes (AH- 38, HA-37, HA-
2160, HA2114, HA-2122, HA-12, HA-16, HA-41, CU-O719, and CU-2102) against
CMV. This study also conducted to determine the effect of CMV infection on some
plant contents of some mineral elements (calcium, magnesium, sodium, potassium,
manganese, nitrogen, and protein) as well as some chemical compounds (phenols,
flavonoids, and tannins), and some hormones (Gibberellin, cytokinin, and
indoleacetic acid). All the experiments mentioned in this study were carried out in
the Laboratory of Plant Viruses and Greenhouses of the Plant Protection Department
at the College of Agriculture/ University of Kerbala.
Results showed that the virus isolated in this study was molecularly diagnosed
as CMV with a similarity of 100% with some CMV isolates previously registered at
the National Center for Biotechnology Information (NCBI) including those isolated
and diagnosed in Hungary (AJ517802), Australia (U22821), and Slovenia
(OL142046). However, the results of testing the response of the cucumber genotypes
against CMV showed that all the genotypes tested in this study are susceptible to
CMV infection with different degrees of susceptibility. The genotypes HA-2114,
CU-O719, and HA-2160 showed a lower susceptibility to the virus compared with
the other genotypes, in which the severity of infection ranged between 15-20%,
respectively. Whereas, it was found that the genotypes HA-37, HA2122, and HA41
are the most susceptible to the virus among the other genotypes, whose infection
severity ranged between 80 and 100%, respectively.
The results also demonstrated that the viral infection had a clear effect in
reducing the content of the CMV-infected genotypes of calcium, magnesium, and
manganese, and the genotypes HA37 and HA-41 were the most affected and
significantly different from their content in uninfected plants of the same genotypes.
It was also observed that CMV infection had a clear effect in raising the plant mineral
content of sodium and potassium, and the plants of the genotypes HA-2114 and HA-37, respectively, were the most high and significantly different from their content in
uninfected plants. It was also noticed a clear effect in reducing the plant nitrogen and
protein content in the genotypes infected with the virus (CMV), and the genotype
2122-HA was the most affected with a significant difference from its content in the
control plants (uninfected). It was also found a high content of CMV-infected plants
of chemical compounds (phenols, flavonoids, and tannins), and the most high
content was in the genotypes HA-2122, HA-12, and HA-41 that significantly
different from their content in the uninfected plants.
However, it was observed that the plant content of gibberellin hormone was
significantly decreased in the genotypes infected with CMV, and the genotype HA-
37 was the most affected in reducing the level of this hormone (1.72) μg/ml) with a
significant difference from its content in the uninfected plants, which was 2.80
µg/ml. It was also found that there was a significant increase in the plant content of
the hormone cytokinin and indole acetic acid in the CMV-infected genotypes. The
HA-41 genotype gave the highest rates (5.68 µg/ ml and 4. 65 µg/ ml, respectively)
with a significant difference from its content in uninfected plants which was 2.14
µg/ ml and 1.95 µg/ ml, respectively.
CMV infection produced a clear decrease in the dry weight and productivity
of the genotype plants with a significant difference from those weights obtained from
the non-infected plants. It was also shown that the treatment with amino acids,
seaweed extracts (Oligo X), the biofungicide containing different Trichoderma spp.
and the biostimulant (Bio Health WSG), glutathione (Glutathione), and hydrogen
peroxide (H2O2) had a clear effect in reducing the disease symptoms caused by
CMV, which indicates that these biological and chemical factors have a good role in
inhibiting the replication and movement of the virus inside the plant cells. The results
also proved that the use of the biofungicide containing different Trichoderma spp.
before infection and during infection gave better results than its use after CMV
infection.