First report of canna yellow streak virus in Iran

Document Type : Note

Authors

1 Plant Virology Research Center, School of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I. R. Iran

2 Agriculture Department, Payame Noor University, Tehran, I. R. Iran

10.22099/iar.2023.47324.1540

Abstract

Canna indica (canna) a species in the Cannaceae family, is a perennial ornamental plant widely used in landscape designing. Different species of plant viruses have been reported which infect this plant and act as a significant threat to canna plants, leading to a range of symptoms and a decrease in their decorative values, as well as lower quality propagated materials and significant financial losses. Canna cultivars that are extensively cultivated for their ornamental values are susceptible to a recently discovered Potyvirus known as canna yellow streak virus (CaYSV). This virus has infected many canna cultivars found in gardens, leading to significant impact and concern in horticultural settings. During a survey conducted in the summer of 2022, severe veinal chlorosis and veinal streaking symptoms were observed on the leaves of canna plants in the green space of Yazd City, Iran. Total genomic RNA was extracted from symptomatic leaves of 20 canna samples and one symptomless sample (negative control), and subjected to RT-PCR using a potyvirus degenerate primer pair (NIb3R, NIb2F). RT-PCR resulted in the amplification of a DNA fragment with the expected size of approximately 350 bp in all of the symptomatic samples, whereas no DNA fragment was obtained from a symptomless plant. The amplified DNA fragment was subjected to the Sanger sequencing method, and its size was confirmed to be exactly 350 bp. Sequence analysis of the nucleotide sequence of this amplicon with the same region of other corresponding CaYSV isolates in the GenBank revealed that the Iranian CaYSV isolate was the most similar (99.05%) to an isolate from Russia (Acc. No.  MG_545919.1) and the less similar (89.59%) to a CaYSV isolate from United Kingdom (Acc. No.  EF_466139.1).

Keywords

Article Title [Persian]

اولین گزارش از ویروس رگه زرد اختر در ایران

Authors [Persian]

  • مهرداد صالح زاده 1
  • علیرضا افشاری فر 1
  • سعیده دهقانپور فراشاه 2
1 مرکز تحقیقات ویروس‌شناسی گیاهی، دانشگاه شیراز، شیراز، ج. ا. ایران
2 گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران ج. ا. ایران
Abstract [Persian]

اختر (Canna indica) گونه ­ای از خانواده اختر (Cannaceae)، یک گیاه زینتی چند­ساله است که به­ طور گسترده در طراحی فضای سبز استفاده می­ شود. گونه های متفاوتی از ویروس ­های بیمارگر گیاهی این گیاه را آلوده نموده و به ­عنوان یک تهدید مهم برای گیاه اختر محسوب می­شوند که منجر به طیف وسیعی از علائم در گیاهان اختر، کاهش ارزش کیفی زینتی آن ها و همچنین مواد تکثیر شده با کیفیت پایین‌تر و منجر به خسارت مالی قابل‌توجهی می‌شوند. یک پوتی­ویروس جدید به نام ویروس رگه زرد اختر (CaYSV) بسیاری از ارقام اختر را در فضای ­سبز که به دلیل ارزش زینتی خود به طور گسترده کشت می شوند آلوده می ­کند.  این ویروس بسیاری از ارقام اختر را که در باغ ها یافت می شوند آلوده کرده است و منجر به نگرانی قابل توجهی در محیط های باغبانی شده است. طی بررسی انجام شده در تابستان 1401، علائم سبزردی شدید در امتداد رگبرگ­ های اختر در فضای­ سبز شهر یزد (ایران) مشاهده شد. آر ان ای کل از برگ­های 20 نمونه­ ی اختر دارای علائم و یک نمونه بدون علائم و به ظاهر سالم (کنترل منفی) استخراج و واکنش زنجیره­ای پلی­مزار معکوس (RT-PCR) با استفاده از یک جفت آغازگر دژنره پوتی­ویروس­ ها (Nib2F, Nib3R) انجام شد. RT-PCR منجربه تکثیر یک قطعه دی ان ای با اندازه مورد انتظار (تقریبا باندازه 350 جفت ­باز) در تمام نمونه­ های دارای علائم شد، در­حالی که هیچ قطعه دی ان ائی در گیاه بدون علائم مورد آزمایش تکثیر نشد. قطعه دی ان ای تکثیرشده به­روش سنگر توالی ­یابی شدند و اندازه آن دقیقاً 350 جفت باز تعیین شد. تجزیه و تحلیل BLASTn توالی نوکلئوتیدی جدایه ­های مورد­ نظر با سایر جدایه­ های  CaYSV متناظر موجود در پایگاه ژنی نشان داد، جدایه­ یزد بیشترین شباهت (5/99%) را با جدایه­ ای از روسیه با رس­شمار MG545919.1  و کمترین شباهت (59/89%) با جدایه ­ی CaYSV از انگلستان با رس ­شمار  EF466139.1  دارد.

Keywords [Persian]

  • آغازگرهای عمومی
  • پوتی‌ویروس
  • فضای سبز
  • یزد

References

Alexandre, M. A. V., Duarte, L. M. L., Chaves, A. L. R., Ramos, A. F., Harakava, R., & Kitajima, E. W. (2017). Canna paniculata as natural host of canna yellow streak virus in Brazil. Australasian Plant Disease Notes, 38, Notes 12.‏ https://doi.org/10.1007/s13314-017-0264-3
Andrade‐Mahecha, M. M., Tapia‐Blácido, D. R., & Menegalli, F. C. (2012). Physical–chemical, thermal, and functional properties of achira (Canna indica L.) flour and starch from different geographical origin. Starch‐Stärke, 64(5), 348-358. https://doi.org/10.1002/star.201100149
Beemster, A. B. R. (1982). Handbook of plant virus infections. Comparative diagnosis. Netherlands Journal of Plant Pathology, 88, 216–217. https://doi.org/10.1007/BF02140885
Castillo, B. S., Yarwood, C. E., & Gold, A. H. (1956). Canna-mosaic virus. Plant Disease Reporter, 40, 169-172. DOI 10.1007/s13314-012-0062-x
Chauhan, R. P., Hamon, H. F., Rajakaruna, P., Webb, M. A., Payton, M., & Verchot, J. (2015). Reliable detection for Bean yellow mosaic virus, Canna yellow streak virus, and Canna yellow mottle virus in canna varieties with red foliage. Plant Disease, 99(2), 188-194.‏ https://doi.org/10.1094/PDIS-05-14-0538-RE
Deng, D., McGrath, P. F., Robinson, D. J., & Harrison, B. D. (1994). Detection and differentiation of whitefly‐transmitted geminiviruses in plants and vector insects by the polymerase chain reaction with degenerate primers. Annals of Applied Biology, 125(2), 327-336. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1994.tb04973.x
Hollings, M., & STONE, O. M. (1973). Some properties of chrysanthemum stunt, a virus with the characteristics of an uncoated ribonucleic acid. Annals of Applied Biology, 74(3), 333-348. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1973.tb07754.x
Gibbs, A., & Mackenzie, A. (1997). A primer pair for amplifying part of the genome of all potyvirids by RT-PCR. Journal of Virological Methods, 63(1-2), 9-16.‏ https://doi.org/10.1016/S0166-0934(96)02103-9
Kumari, A., Kaur, C., Kumar, S., Chauhan, P. S., & Raj, S. K. (2021). Current status of three virus genera (Badnavirus, Cucumovirus, and Potyvirus) in Canna Species in India. In Raj, S. K., Gaur, R. K., & Yin, Z. (Eds). Virus Diseases of Ornamental Plants: Characterization, Identification, Diagnosis and Management (pp 117-126).‏ Singapore: Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-16-3919-7_6
Li, Y., Tan, G., Lan, P., Zhang, A., Liu, Y., Li, R., & Li, F. (2018). Detection of to bamoviruses by RT-PCR using a novel pair of degenerate primers. Journal of Virological Methods, 259, 122-128.‏ https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2018.06.012
Li, Y., Xia, F., Wang, Y., Yan, C., Jia, A., & Zhang, Y. (2019). Characterization of a highly divergent Sugarcane mosaic virus from Canna indica L. by deep sequencing. BMC Microbiology , 19, 1-8.‏ https://doi.org/10.1186/s12866-019-1636-y
Lockhart, B. E. L. (1988). Occurrence of Canna yellow mottle virus in North America. In VII International Symposium on Virus Diseases of Ornamental Plants 234 (pp. 69-72). https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1988.234.7
Mitrofanova, I. V., Zakubanskiy, A. V., & Mitrofanova, O. V. (2018). Viruses infecting main ornamental plants: An overview. Ornamental Horticulture, 24, 95-102.‏ https://doi.org/10.14295/oh.v24i2.1199
Monger, W. A., Harju, V., Skelton, A., Seal, S. E., & Mumford, R. A. (2007). Canna yellow streak virus: A new potyvirus associated with severe streaking symptoms in canna. Archives of Virology, 152(8), 1527-1530. https://doi.org/10.1007/s00705-007-0977-2
Punsasi, R., Mark, P., & Jeanmarie, V. (2015). Reliable detection for bean yellow mosaic virus, Canna yellow streak virus, and Canna yellow mottle virus in Canna varieties with red foliage.‏ https://doi.org/10.1094/PDIS-05-14-0538-RE
Rajakaruna, P., Shafiekhani, M., Kim, T., Payton, M., Chauhan, R., & Verchot, J. (2014). Production of discernible disease phenotypes in Canna by five plant viruses belonging to the genera Potyvirus, Cucumovirus and Badnavirus. Plant Pathology, 63(4), 821-830. https://doi.org/10.1111/ppa.12169
Rizos, H., Gunn, L. V., Pares, R. D., & Gillings, M. R. (1992). Differentiation of cucumber mosaic virus isolates using the polymerase chain reaction. Journal of General Virology, 73, 2099-2103. https://doi.org/10.1099/0022-1317-73-8-2099
Rojas, M. R., Gilbertson, R. L., Russell, D. R., & Maxwell, D. P. (1993). Use of degenerate primers in the polymerase chain reaction to detect whitefly-transmitted geminiviruses. Plant Disease, 77(4), 340-347. https://doi.org/10.1094/pd-77-0340
Yamashita, S., Natsuaki, T., Doi, Y., & Yora, K. (1985). Canna yellow mottle virus, a non-enveloped small bacilliform virus in Canna sp. Japanese Journal of Phytopathology, 51(5), 642-646. https://doi.org/10.3186/jjphytopath.51.642
Zakubanskiy, A. V., Mitrofanova, I. V., & Chirkov, S. N. (2017). Molecular characterization of viruses infecting canna in Russia. European Journal of Plant Pathology , 149, 923-931.‏ https://doi.org/10.1007/s10658-017-1241-6
 
Iran Agricultural Research
Volume 41, Issue 2
September 2023
Pages 159-163

Files

Share

How to cite

Statistics