بیان افتراقی ژن‌های HSP90 و AGO1 و AGO4 گوجه فرنگی در مواجهه با ویروس موزاییک خیار

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، بیماری‌شناسی گیاهی، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 گروه گیاهپزشکی. دانشکده کشاورزی. دانشگاه زنجان

3 دانشیار، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

چکیده

ویروس موزاییک خیار Cucumber mosaic virus (CMV) گونه شاخص جنس Cucumovirus از خانواده Bromoviridae است. در این تحقیق بیان برخی ژن‌های مرتبط با رشد و نمو و متیلاسیون در یک رقم حساس گوجه‏فرنگی آلوده به ویروس موزاییک خیار بررسی شد. برای آلوده‌سازی گوجه‌فرنگی از همسانه‌های آلوده‌گر جدایه استاندارد Fny ویروس موزاییک خیار استفاده شد. بدین منظور پس از تهیه نسخه‌های رونویسی شده از همسانه‌های آلوده‌گر آران‌ای یک، دو و سه ویروس موزاییک خیار، رونوشت‌ها ابتدا روی توتون در مرحله چهاربرگی مایه‌زنی شدند و پس از ظهور علائم و ایجاد آلودگی، عصاره گیاه توتون آلوده به‌صورت مکانیکی روی گوجه ‏فرنگی در مرحله چهاربرگی مایه‌زنی شد. پس از بروز علائم در چندین مرحله از گیاهان آلوده در فاصله‌های زمانی 7، 14 و 21 روز پس از مایه‌زنی، نمونه‏برداری از برگ‌های آلوده انجام گرفت. پس از استخراج آران‌ای کل از گیاهان دارای علائم حضور ویروس با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ویروس منطبق بر بخشی از ژن پروتئین پوششی تأیید شد. بیان برخی از ژن‌های مرتبط با دفاع و متیلاسیون مانند Hsp90، AGO1 وAGO4 توسط Real Time PCR اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که میزان بیان برخی از ژن‌ها مانند HSP90 در گوجه‌فرنگی‌های آلوده کاهش یافته بود. همچنین بیان ژن AGO1، در روز هفتم و چهاردهم پس از آلودگی در مقایسه با گیاه سالم افزایش یافت، در حالی‌که در روز 21 پس از آلودگی میزان بیان این ژن نسبت به گیاه سالم کاهش یافت. بیان AGO4 در گیاهان آلوده به ویروس موزاییک خیار، در روز هفتم نسبت به گیاه سالم کاهش اما در روز 14و 21 روز پس از آلودگی، افزایش بیان نشان داد. تغییرات بیان ژن در AGO احتمالاً می‌تواند ناشی از تاخیر در القای این ژن توسط ویروس در مرحله اول بروز علایم باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Differential expression of HSP90 ,AGO1 and AGO4 genes in tomato infected by Cucumber mosaic virus

نویسندگان [English]

  • Neda Asghari 1
  • Davoud Koolivand 2
  • Omid Eini 3
1 Former M. Sc. Student in Plant Pathology, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
3 Associate Professor, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
چکیده [English]

Cucumber mosaic virus (CMV) is a type member of Cucumovirus genus in the family Bromoviridae. In this research, the expression profile of several genes related to development and methylation was tested in a sensitive variety of tomato infected by CMV-Fny. Tomato inoculation was carried out using a standard isolates of CMV (Fny). To this aim, transcripts of RNA1, RNA2 and RNA3 of CMV were transcribed and then, inoculated using sap inoculation on tobacco plants at the four-leaf stage. After symptoms induction, leaf samples were collected at 7, 14 and 21 days post inoculation (dpi). The virus infection was confirmed by RT-PCR using CMV-CP specific primers corresponding coat protein gene. The expression of several genes related to development and methylation including Hsp90, AGO1 and AGO4 was tested by real-time PCR. The results showed that the expression of HSP90 was decreased after infection by CMV compared to healthy plans. In addition, the expression of AGO1 was increased at 7 and 14 dpi whereas the expression was decreased compared to healthy plans at 21 dpi. The expression of AGO4 which has the role in plant defense was increased in infected tomato plants at 14 and 21 dpi and AGO4 expression was decreased compared to healthy plant in 7 dpi. It seems, changes in AGOs expression refer to late induction of plant resistance against the virus infection.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cucumber mosaic virus
  • Expression
  • Real-time PCR

مراجع

Anonymous (2016). FAOSTAT data. Food and Agriculture Organization. Online. http://faostat.fao.org/ faostat/ collections subset= agriculture.
Agudelo-Romero P, Carbonell P, de la Iglesia, F (2008) Changes in the gene expression profile of Arabidopsis thaliana after infection with Tobacco etch virus. Virol. J. 5:92-102
Ando S, Miyashita S, Takahashi H (2019). Plant defense systems against cucumber mosaic virus: lessons learned from CMV–Arabidopsis interactions. J. Gen. Plant Pathol. 85: 174-181.
Baumberger N, Baulcombe D (2005). Arabidopsis ARGONAUTE1 is an RNA Slicer that selectively recruits microRNAs and short interfering RNAs." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102: 11928-11933.
Bird A (1992). The essentials of DNA methylation. Cell 70:5-8.
Ghanbari M, Eini O, Ebrhimi S (2016). Differential expression of MYB33 and AP2 genes and response of TY resistant plants to beet curly top Iran virus infection in tomato. J. Plant Pathol. 98: 555-562.
Hamera S, Song X, Su L, Chen X, FangR (2012). Cucumber mosaic virus suppressor 2b binds to AGO4‐related small RNAs and impairs AGO4 activities. Plant J. 69: 104-115.
Hamera S, Yan YX, Song SU, Chaudhary I, Murtaza L, Su M, Tariq X, Chen R, Fang S(2016). Expression of Cucumber mosaic virus suppressor 2b alters FWA methylation and its siRNA accumulation in Arabidopsis thaliana. Biol. Open 5: 1727-1734.
Havecker ER, Wallbridge LM, Hardcastle TJ, Bush M, Kelly KA, Dunn RM, Schwach F, Doonan JH, Baulcombe DC (2010). The Arabidopsis RNA-directed DNA methylation argonautes functionally diverge based on their expression and interaction with target loci. Plant Cell 22:321-334.
Hsu CC, Li HP, Hung YH, Leu YW, Wu WH, Wang FS, Lee KD, Chang PJ, Wu CS, Lu YJ (2010). Targeted methylation of CMV and E1A viral promoters. Biochem. Bioph. Res. Co. 402: 228-234.
ICTV. Virus Taxonomy: 2014 Release. Retrieved 15 June 2015.
Kim MJ, Huh SU, Ham BK, PaekKH (2008). A novel methyltransferase methylates Cucumber mosaic virus 1a protein and promotes systemic spread. J. Virol. 82(10): 4823-4833.
Kouakou AK, Bagui TA, Agneroh AP, Soro JT, Zoueu T(2016). Cucumber mosaic virus detection by artificial neural network using multispectral and multimodal imagery. Optik-Inter. J. Light Elect. Optic. 127: 11250-11257.
Liu Y, Burch-Smith T, Schiff M, Feng, S, Dinesh-Kumar SP (2004) Molecular chaperon Hsp90 associates with resistance protein N and its signaling proteins SGT1 and Rar1 to modulate an innate immune response in plants. J. Biol. Chem. 279: 2101-2108.
Matzke MA, Kanno T, MatzkeAJ (2015). RNA-directed DNA methylation: the evolution of a complex epigenetic pathway in flowering plant.  Annu. Rev. Plant Biol. 66: 243-267.
Montgomery T. A., Howell, M. D., Cuperus, J. T., Li, D., Hansen, J. E., Alexander, A. L., Chapman EJ, Fahlgren N, Allen E, Carrington JC (2008). Specificity of Argonaute 7-miR390 interaction and dual functionality in TAS3 trans-acting siRNA formation. Cell 133: 128-141.
Mortezaei-Nejad F, Etemadi N (2005). The Survey of Quantitative and Qualitative in 17 Cultivars Tomato (Lycopersicon esculentum) in Isfahan Region. J. Res. Agri. Sci. 1: 31-32.
Palukaitis PF, García-Arenla(2003). Cucumoviruses. Adv. Virus Res. 62: 241-323.
Phillips T (2008). The role of methylation in gene expression. Nature Edu. 1: 116.
Rajagopalan R, Vaucheret H, Trejo J. Bartel DP (2006). A diverse and evolutionarily fluid set of microRNAs in Arabidopsis thaliana. Genes Dev. 20: 3407-3425.
Sacristán S, Fraile A, Malpica JM, García-Arenal F (2005). An analysis of host adaptation and its relationship with virulence in Cucumber mosaic virus. Phytopathol. 95:827-833.
Song JJ, Smith SK., Hannon GJ, Joshua L (2004). Crystal structure of Argonaute and its implications for RISC slicer activity. Science 305:1434-1437.
Vierling E. (1991). The roles of heat shock proteins in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 42: 579-620.
Várallyay E, Havelda Z (2013) Unrelated viral suppressors of RNA silencing mediate the control of Argonaute1 Level. Mol. Plant Pathol. 14: 567-57.
Wieczorek P, Wrzesińska B. Obrępalska-Stęplowska A (2013). Assessment of reference gene stability influenced by extremely divergent disease symptoms in Solanum lycopersicum. Virol. Meth. 194: 161-168.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار