Türkiye şeker pancarı üretim alanlarında Beet vırus Q'nun belirlenmesi ve Polymyxa betae ile taşınan toprak kökenli virüslerin moleküler karakterizasyonu
The determination of Beet virus Q in Turkey sugar beet grown areas and molecular characterization of soil-borne viruses transmitted by Polymyxa betae
Yazar: EBRU ERKAN
Danışman: PROF. DR. NAZLI DİDE KUTLUK YILMAZ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı / Fitopatoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Bitki virüsleri = Plant viruses ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Moleküler karakterizasyon = Molecular Characterisation ; Polymyxa betae = Polymyxa betae ; Toprak bakterileri = Soil bacteria ; Şeker pancarı = Sugar beet

Özet:
Şeker pancarı üretim alanlarında Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), Beet soil-borne virus (BSBV) ve Beet virus Q (BVQ)'nun en sıklıkla rastlanan toprak kökenli viral etmenler oldukları bilinmektedir. Bu virüsler protozoa vektör Polymyxa betae tarafından taşınmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin şeker pancarı alanlarına ait 31 ilden elde edilmiş olan ve BNYVV ve/ya da BSBV ile bulaşık olduğu bilinen 82 ve sadece vektör P. betae ile bulaşık 21 olmak üzere toplam 103 toprak örneği kullanılmıştır. Tuzak bitki testini takiben, RT-PCR çalışmaları ile incelenen örneklerin %89.3'ünün BVQ ile bulaşık olduğu saptanmıştır. Ayrıca bu çalışmada, iki BVQ izolatının konukçu çevresi de araştırılmıştır. BVQ'nun mekanik olarak bulaştırıldığı Beta macrocarpa, Nicotiana benthamiana, N. rustica, Patellifolia patellaris ve Spinacia oleracea'da sistemik enfeksiyon oluşturduğu RT-PCR ve sekans analizi çalışmaları ile ortaya konulmuştur. Bu sonuçlar ile Türkiye'de BVQ ilk defa rapor edilmiştir. Bu çalışmada, coğrafik orjinlerine göre seçilen 15 BVQ, 16 BNYVV ve 10 BSBV izolatının kılıf protein (CP) gen bölgelerinin nükleotit (nt) ve amino asit (aa) dizileri elde edilmiştir. Bu çalışmaya ait 15 BVQ izolatının CP bölgesi bakımından en yüksek aa benzerliğini (%98.80) Fransa'dan FP71 izolatı ile gösterdikleri saptanmıştır. Çalışmada incelenen 10 BSBV izolatından, 9'unun CP bölgelerinin aa dizisi bakımından kendi aralarında %100 benzer oldukları, YZT-355S izolatının ise 92., 121. ve 122. pozisyonlardaki aa'lerin diğer Türkiye ve dünya izolatlarından farklılık gösterdiği saptanmıştır. Türkiye'ye ait 9 BSBV izolatı aa yönünden Çin'e ait pBSBV-cp061027-1 izolatı ile %100 benzer bulunurken; YZT-355S izolatının Çin, Polonya ve Türkiye'ye ait BSBV izolatları ile en yüksek genetik benzerlik gösterdiği (%98.17) belirlenmiştir.
BNYVV izolatlarının CP bölgesi aa dizileri incelendiğinde, 14 izolatın CP bölgesinin A-tip;  IGR-9 ve ERC-52 izolatlarının ise A (P)-tip karakterde olduğu saptanmıştır. Ayrıca, A (P)-tip CP'ye sahip BNYVV izolatlarının diğer RNA'larına (RNA-3, RNA-4, RNA-5) ait gen bölgeleri (P25, P31, P26) bu çalışmada incelenmiştir. Sonuçta bu izolatların oldukça agresif oldukları ve farklı dayanıklılık genleri (Rz1, Rz1+Rz2 ve Rz1+C48+minör genler) içeren şeker pancarı genotiplerini enfekte edebildikleri görülmüştür. İlaveten, sadece BNYVV ile enfekteli KNY-359 izolatının test bitkilerinde oluşturduğu reaksiyonlar incelenmiştir.

Abstract:
It is known that Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), Beet soil-borne virus (BSBV) and Beet virus Q (BVQ) are the most common soil-borne viral agents in sugar beet production areas. These viruses are transmitted by the protozoan vector Polymyxa betae. In this study, a total of 103 soil samples collected from 31 provinces of Turkiye belonging to sugar beet fields were used. It is known that 82 of them were infested with BNYVV and/or BSBV, and 21 of them were only infested with vector P. betae. Following the bait plant test, 89.3% of the soil samples examined by RT-PCR studies were found to be infested with BVQ. In addition, the host range of the two BVQ isolates was also examined. Systemic infection of BVQ on Beta macrocarpa, Nicotiana benthamiana, N. rustica, Patellifolia patellaris and Spinacia oleracea after mecahanical sap-inoculation was first demonstrated by RT-PCR and sequence analysis studies. BVQ was first reported by these results in Turkiye. In this study, nucleotide (nt) and amino acid (aa) sequences of coat protein (CP) gene regions of 15 BVQ, 16 BNYVV and 10 BSBV isolates selected according to their geographical origin were obtained. It was determined that 15 BVQ isolates showed the highest aa similarity (98.80%) with FP71 isolate from France. Of the ten BSBV isolates examined in the study, nine had 100% similarity among them in terms of aa sequence, while the YZT-355S isolate exhibited differences from the other Turkish and world isolates in aa positions 92, 121 and 122. Nine BSBV isolates were found to be 100% similar to pBSBV-cp061027-1 isolate from China in terms of aa sequence. It was determined that YZT-355S isolate showed the highest genetic similarity (98.17%) with BSBV isolates belonging to China, Poland and Turkey. 
When the CP region-aa sequences of BNYVV isolates were examined, it was determined that the CPs of 14 isolates were A-type character, whereas those of IGR-9 and ERC-52 isolates were A (P)-type. In addition, the gene regions (P25, P26, P31) belonging to different RNA segments of BNYVV isolates with A (P)-type CP were also examined. As a result, it was found that these A (P)-type BNYVV isolates were highly aggressive and able to infect different sugar beet genotypes carrying various resistance genes (Rz1, Rz1+Rz2 and Rz1+C48+minör genes). In addition, the reactions of different KNY-359 isolates in test plants were studied.