Detection of ‘Candidatus Phytoplasma pyri’in different pear tissues and sampling time by PCR-RFLP analyses

Farklı armut dokularında ve örnekleme zamanında ‘Candidatus Phytoplasma pyri’’nin PCR-RFLP analizleri ile saptanması

Abstract

Aims: In this study, the best sampling time and tissues for phytoplasmadetection in twenty pear trees (cv. Deveci) infected by ‘CandidatusPhytoplasma pyri’, causal agent of pear decline disease, in Bursa provinceof Turkey were investigated.Methods and Results: Sampling was done throughout the year in leafmidribs, shoot and root tissues, where as the flower tissues were testedonce a year in March and fruit tissues in September. All samples wereanalyzed by nested-PCR using P1/P7 and fU5/rU3 universal primer pairs.Nested PCR products were digested with RsaI and SspI restriction enzymes.The results revealed that the detection rate of ‘Ca. P. pyri’ in different planttissues was greatly depending on the sample collection period. The fruittissues, which were only sampled in September due to the ripening timeof Deveci pear cultivar in Bursa, showed the highest detection rate of ‘Ca.P. pyri’ (100%) followed by flower tissues (75%). The average detectionrate in root, shoot tissues and leaf midribs was found as 43.75, 39.58 and16.25%, respectively. The present results showed that the best planttissues for detecting ‘Ca. P. pyri’ in pear trees were fruit columella andflowers. The highest detection rate of this phytoplasma in root tissues wasfound from November to March, whereas it could be detected whole yeararound except summer months in shoot samples in Turkey.Conclusions: For 'Candidatus Phytoplasma pyri', detection, if there is noseasonal limitation for testing, the most suitable tissues are fruits andflowers. When it comes to testing throughout the year, the most suitabletissues were determined as the root, the phloem and cambium layer of theshoots and the leaves, respectively.Significance and Impact of the Study: This study on seasonal variations of‘Candidatus Phytoplasma pyri’ in different pear tissues has been first timeinvestigated in Turkey. This preliminary data provides importantknowledge on molecular detection of Ca. P. pyri, causal agent of peardecline disease for further studies and sertification-quarantineprogrammes of pear trees in Turkey.

Özet

Amaç: Bu çalışmada, ülkemizde Bursa ilinde saptanmış olan armut yıkım fitoplazması (‘Candidatus Phytoplasma pyri’, PD) ile enfekteli 20 armut ağacı (Deveci çeşidi) seçilerek etmenin teşhis edilmesinde en uygun örnekleme zamanı ve bitki dokusunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntem ve Bulgular: Yaprak, sürgün ve kök dokularında yıl boyunca örnekleme yapılırken çiçek dokuları Mart ayı, meyve dokuları ise Eylül ayında olmak üzere yılda bir kez testlenmiştir. Tüm örnekler P1/P7 ve fU5/rU3 üniversal primer çiftleri kullanılarak nested-PCR yöntemiyle analiz edilmiştir. Nested-PCR ürünleri RsaI ve SspI restriksiyon enzimleri ile kesime tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre farklı bitki dokularında ‘Ca. P. pyri ‘nin saptanma oranının büyük ölçüde örnek toplama peryoduna bağlı olduğunu ortaya koymuştur. Bursa ili koşullarında Deveci armut çeşidinin olgunlaşma dönemine göre sadece Eylül ayında örneklenen meyve dokularınde yüksek oranda ‘Ca. P. pyri’ tespit edilirken (% 100), bunu çiçek dokuları (%75) izlemiştir. Kök, sürgün ve yapraklarda ortalama tespit oranı sırasıyla % 43.75, 39.58 ve 16.25 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar armut ağaçlarında ‘Ca P. pyri’ nin saptanması için en iyi bitki dokularının meyve kolumellası ve çiçek olduğunu göstermiştir. Bu fitoplazmanın kök dokulardaki en yüksek tespit oranı Kasım-Mart ayları arasında bulunurken, ülkemizde sürgün örneklerinde yaz ayları hariç bütün yıl tespit edilebildiği belirlenmiştir. Genel Yorum: 'Candidatus Phytoplasma pyri'nin testlenmesi için mevsimsel açıdan bir sınırlama olmaması durumunda en uygun dokular meyve ve çiçekler olup yıl boyunca testleme yapılması söz konusu olduğunda ise sırasıyla en uygun dokular kök, sürgünlerin floem ve kambiyum tabakası ve yapraklar olarak belirlenmiştir. Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Farklı armut dokularında 'Candidatus Phytoplasma pyri' varlığının mevsimsel dağılımı konusunda yapılan bu çalışma ülkemizde ilk kez yapılmıştır. Elde edilen veriler, Türkiye’de armut ağaçlarında sertifikasyon-karantina programları için ve armut yıkım fitoplazmasının etmeni Ca. P. pyri’nin moleküler tespiti konusunda önemli bilgiler sağlamıştır.