تعیین ویژگی های تکاملی و ساختار ژنتیکی جدایه های ویروس پیچیدگی بوته چغندرقند ایران (Beet curly top Iran virus) بر پایه ژن V2

ویروس پیچیدگی بوته چغندرقند ایران (BCTIV) یکی از ویروس های مخرب در ایران است که سالانه خسارت قابل توجهی به صنعت کشاورزی کشور وارد می سازد. BCTIV دارای ژنوم دی ان ای تک لای حلقوی است که پنج چارچوب خوانش باز شامل V1، V2 و V3 بر روی رشته ژنومی، و C1 و C2 برروی رشته مکمل ژنومی دارد. چارچوب خوانش باز V2 علاوه بر نقش داشتن در همانندسازی و بروز نشانه های بیماری، به عنوان یک سرکوب گر خاموشی فعال است و با تداخل در این مسیر دفاعی گیاه، منجر به پیدایش بیماری می شود. این پژوهش با هدف تعیین ویژگی های تکاملی و ساختار ژنتیکی V2 در میان جدایه های مختلف BCTIV انجام گرفت.

تعداد 31 توالی نوکلیوتیدی V2 متعلق به جدایه های مختلف BCTIV از بانک ژن استخراج و مورد واکاوی قرار گرفت، بدین ترتیب که ابتدا همردیف سازی توالی نوکلیوتیدی انجام شد و سپس درخت تبارزایی ترسیم گردید. واکاوی چندشکلی نوکلیوتیدی در بین توالی ها تعیین گردید و وقوع چندشکلی واردسازی-حذف (InDel) در بین توالی ها مورد بررسی قرار گرفت. نرخ های جایگزینی نامترادف (dN) و مترادف (dS) و نسبت dN/dS به منظور بررسی فشار انتخاب طبیعی بر روی توالی های نوکلیوتیدی و رمز-های V2 محاسبه گردید. واکاوی آنتروپی نیز برای بررسی تغییرات احتمالی در جایگاه های نوکلیوتیدی انجام گرفت.

بر اساس میزبان و محل جغرافیایی، توالی های V2 در خوشه های مختلفی از درخت فیلوژنتیکی قرار گرفتند. واکاوی چندشکلی نوکلیوتیدی منجر به شناسایی تعداد 20 هاپلوتیپ در بین توالی ها شد و تعداد 94 جایگاه چندشکلی با تنوع هاپلوتیپی و نوکلیوتیدی به ترتیب برابر با 963/0 و 06517/0 محاسبه گردید. میانگین تعداد تفاوت های نوکلیوتیدی نیز 463/23 بود. چندشکلی InDel در بین توالی ها مشاهده نشد و نرخ های dN و dS نیز در مورد توالی های به ترتیب 60699/0- و 03020/0 محاسبه شد که هردو معنی دار نبودند. همچنین نسبت dN/dS نیز برابر 10201/20- بود و تعداد 34 و 26 جایگاه در بین رمز ها به ترتیب مقدار منفی و مثبتی از این نسبت را نشان دادند. همچنین، 9 رویداد نوترکیبی در موقعیت های نوکلیوتیدی مختلف مشاهده گردید. نتایج واکاوی آنتروپی نیز نشان داد که جایگاه نوکلیوتیدی 247 با نرخ آنتروپی 93/0 بیشترین تغییرات را دارد.

نتایج پیشنهاد می کند که تنوع موجود در توالی نوکلیوتیدی V2 در جدایه های مختلف BCTIV، فعالیت سرکوب خاموشی ژن و شدت بیماری زایی ویروس را در میزبانان مختلف، تحت تاثیر قرار می دهد. بعلاوه، تغییرپذیری این بخش از ژنوم ویروس ممکن است در آینده منجر به افزایش دامنه میزبانی ویروس یا غلبه بر مقاومت ارقام گیاهی گردد.