Occurrence and Characterization of Coat Protein Gene of Zucchini yellow mosaic potyvirus (ZYMV) Isolate Infecting Pumpkin (Cucurbita pepo L.) in Bingol Province (Turkey)

Bingöl İlinde Kabak Bitkisini (Cucurbita pepo L.) İnfekteleyen Zucchini Yellow Mosaic Potyvirus (ZYMV) Virüs İzolatının Belirlenmesi ve Moleküler Karakterizasyonu

Abstract

Zucchini yellow mosaic potyvirus (ZYMV) belongs to family Potyviridae, which causes serious economic losses in many cucurbits from worldwide. In 2018 (September), leaf samples of pumpkin exhibiting typical viral symptoms including mosaic, blistering and wrinkling and healthy pumpkin leaf samples were collected from Bingöl and screened by Reverse- Transcription Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) against ZYMV infection. Tested leaf samples were reacted positive resulting in an expected about 840 bp DNA fragments of partial coat protein (CP) gene of ZYMV. ZYMV-CP gene was further inserted into a pGEM-T Easy prokaryotic cloning vector and their partial nucleotide sequences and deduced amino acid were ascertained. The provided ZYMV- CP gene sequence consisted of 837 nucleotides in length coded for 279 amino acid residues of approximately 31.2 kDa. The isolate was denominated as ZYMV-Bingol and registered with MK689858 accession number in the NCBI. The sequence of ZYMV- Bingol CP gene were aligned with 21 isolates deposited in GenBank from different geographical location and its phylogenetic relationships were determined. Molecular analysis of the ZYMV CP gene sequence indicated the highest similarity with 100% Turkish isolate (JF317296) and the lowest with 91.64% of Korea isolate (AF062518), at nucleotide level. Moreover, phylogenetic analyses revealed that ZYMV Bingöl isolate is clustered with the Turkish- Adana isolate (JF317296) and Pakistan isolate (AB127936). ZYMV has been reported for the first time in the pumpkin plant from Bingöl province of Turkey by this study.

Özet

Kabak sarı mozaik potivirüsü (ZYMV), Potyviridae ailesine ait bir virüs olup dünya çapında birçok kabakgil bitkide ciddi ekonomik kayıplara neden olmaktadır. 2018 yılı Eylül ayında, Bingöl iline bağlı kabak yetiştiriciliği yapılan alanlarda kabarıklık ve buruşukluk gibi tipik viral hastalık belirtisi gösteren bitkiler ile sağlıklı bitkilerden örnekler alınarak ZYMV enfeksiyonu bakımından Reverse Transkripsiyon Polimeraz Zircir Reaksiyonu (RT-PCR) ile testlenmiştir. RT-PCR testi pozitif reaksiyon vererek ZYMV’nin kılıf proteinine karşılık gelen yaklaşık 840 bp DNA fragmenti oluşturmuştur. Ayrıca, çoğaltılan ZYMV'nin tam kılıf protein (coat protein, CP) geni, prokaryotik klonlama vektörü olan pGEM-T Easy vektörüne klonlanmış ve genin tam nükleotid ve amino asit dizisi tespit edilmiştir. Elde edilen ZYMV-CP gen dizisinin 279 amino asiti kodladığı (yaklaşık 31.2 kDa) ve 837 nükleotidi içerdiği ortaya çıkarılmış ve bu dizi ZYMV-Bingöl izolatı olarak isimlendirilerek MK689858 erişim numarası ile gen bankasına (NCBI) kaydedilmiştir. ZYMV-Bingol CP geninin dizisi, farklı coğrafi bölgelerden elde edilen 21 izolat ile analiz edilerek filogenetik ilişkileri belirlenmiştir. Nükleotid düzeyindeki moleküler analizlere göre ZYMV CP gen dizisisi, en yüksek % 100 oranında Türkiye izolatı (JF317296) ile ve en düşük % 91.64 oranında Kore izolatı (AF062518) ile benzerlik göstermiştir. Ayrıca, filogenetik analizler, ZYMV Bingöl izolatının Türkiye-Adana izolatı (JF317296) ve Pakistan izolatı (AB127936) ile gruplandığını belirlenmiştir. Bingöl ilinde kabak bitkisini enfekte eden ZYMV’nin bulunuşu ilk kez bu çalışmayla rapor edilmiştir.