จีโนมของเชื้อไวรัสเขียวเตี้ยข้าวในประเทศไทยและการวิเคราะห์ ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม
DOI:
https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2022.10คำสำคัญ:
ไวรัส rice grassy stunt virus, จีโนมไวรัส, โรคเขียวเตี้ยข้าว, สายพันธุ์ RGSV2, เทคโนโลยี RNA-Seqบทคัดย่อ
Rice grassy stunt tenuivirus (RGSV) สาเหตุโรคเขียวเตี้ยของข้าว เป็นไวรัสจัดอยู่ใน สกุล Tenuivirus ทำให้ข้าวแสดงอาการต้นเตี้ย แตกกอมาก ส่งผลเสียหายต่อผลผลิตข้าวในหลาย ประเทศ โรคนี้พบครั้งแรกในประเทศไทยเมื่อ พ.ศ. 2509 แต่ยังไม่มีการศึกษาจีโนมที่ครบสมบูรณ์ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ลำดับ นิวคลีโอไทด์ที่ครบสมบูรณ์ของจีโนมเชื้อ RGSV ที่เข้าทำลายต้นข้าวใน จ.ปราจีนบุรี(ไอโซเลท PRI) โดยสกัดอาร์เอ็นเอรวมจากใบข้าวด้วยเทคโนโลยี RNA-Seq และประกอบจีโนมไวรัส ด้วยวิธี de novo assembly ผลการวิเคราะห์ลำดับ นิวคลีโอไทด์ของเชื้อ คัดกรองดีเอ็นเอสายสั้นที่มี คุณภาพได้9,680,170 สาย เชื่อมต่อลำดับนิวคลี โอไทด์บนชิ้นส่วนจีโนมของไวรัสจนครบแต่ละสาย ด้วยวิธีที่ไม่ใช้จีโนมอ้างอิง ผลการศึกษาพบว่า ลำดับนิวคลีโอไทด์ครบสมบูรณ์ของจีโนมเชื้อ RGSV ไอโซเลท PRI มีความยาว 25,118 นิวคลีโอไทด์ ประกอบด้วย RNA 6 สาย มีขนาด9,760(RNA1) 4,059 (RNA2) 3,125 (RNA3) 2,892 (RNA4) 2,692 (RNA5) และ 2,590 (RNA6) นิวคลีโอไทด์ เมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อ RGSV-IRRI จาก สาธารณรัฐฟิลิปปินส์พบว่า มีค่าความคล้ายคลึงกัน 96.6% การวิเคราะห์แผนภูมิวงศ์วานวิวัฒนาการ แบบ maximum likelihood โดยใช้จีโนมรวมทุก สาย พบว่า ไอโซเลท PRI มีความสัมพันธ์ใกล้ชิด มากที่สุดกับไอโซเลท FZ0403 จากประเทศจีน ผลการวิเคราะห์แบบแยกสายอาร์เอ็นเอ พบว่า RNA1 RNA4 และ RNA5 มีความใกล้ชิดกับ ไอโซเลท FZ0403 เช่นเดียวกัน
References
สุชาดา ปัฐยาวัต. 2547. ความหลากหลายของรหัสพันธุกรรมในจีโนมเส้นที่ 5 และเส้นที่ 8 ของไวรัสโรคใบหงิกข้าวใน ประเทศไทย. วิทยานิพนธ์ ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 66 หน้า.
Bankevich A., S. Nurk, D. Antipov, A.A Gurevich, M. Dvorkin, A.S Kulikov, V.M Lesin, S.I Nikolenko, S Pham, A.D. Prjibelski, A.V. Pyshkin, A.V. Sirotkin, N. Vyahhi, G. Tesler, M.A. Alekseyev and P.A. Pevzner. 2012. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single–cell sequencing. Comput Biol. 19(5): 455-477.
Bolger, A.M., M. Lohse and B. Usadel. 2014. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 30(15): 2114-2120.
Cabauatan, P.Q., H. Hibino, D.B. Lapis, T. Omura and T. Tsuchizaki. 1985. Rice Grassy Stunt Virus 2: A New Strain of Rice Grassy Stunt in the Philippines. IRRI Research Paper Series No. 106. 8 p.
Chao, S.; H. Wang, Q. Yan, L Chen, G. Chen, Y. Wu, B. Meng, L. Jin, X. Zhu and G. Feng. 2021. Metatranscriptomic sequencing suggests the presence of novel RNA viruses in rice transmitted by brown planthopper. Viruses. 13(12): 2464.
Chen, C.C. and R.J. Chiu. 1982. Three symptomatologic types of rice virus diseases related to grassy stunt in Taiwan. Plant Dis. 66: 15-18.
Chettanachit D., M. Putta, W. Balaveang, J. Hongkajorn and S. Disthaporn. 1985. New rice grassy stunt virus (GSV) strain in Thailand. Int. Rice Res. Notes. 10(2): 10-11.
Falk, B.W. and J.H. Tsai. 1998. Biology and molecular biology of viruses in the genus Tenuivirus. Annu. Rev. Phytopathol. 36(1): 139-163.
Hereward, J.P., X. Cai, A.M.A. Matias, G.H. Walter, C. Xu and Y. Wang. 2020. Migration dynamics of an important rice pest: The brown planthopper (Nilaparvata lugens) across Asia-Insights from population genomics. Evol. Appl. 13(9): 2449-2459.
Hibino, H., P.Q. Cabauatan, T. Omura and T. Tsuchizaki. 1985a. Rice grassy stunt virus strain causing tungrolike symptoms in the Philippines. Plant Dis. 69(6): 538-541.
Hibino, H., T. Usugi, T. Omura, T. Tsuchizaki, K., Shohara and M. Iwasaki. 1985b. Rice grassy stunt virus: a planthopper–borne circular filament. Phytopathology. 75: 894-899.
Hiraguri, A., O. Netsu, T. Shimizu, T. Uehara–Ichiki, T. Omura, N. Sasaki, H. Nyunoya and T. Sasaya. 2011. The nonstructural protein pC6 of rice grassy stunt virus trans complements the cell–to–cell spread of a movement–defective tomato mosaic virus. Arch. Virol. 156(5): 911-916.
Jimenez, J., M. Carvajal–Yepes, A.M. Leiva, M. Cruz, L.E. Romero, C.A. Bolaños, I. Lozano and W.J. Cuellar. 2018. Complete genome sequence of Rice hoja blanca tenuivirus isolated from a susceptible rice cultivar in Colombia. Genome Announc. 6(7): e01490-17.
King, A.M. Q., M.J. Adams, E.B. Carstens and E.J. Lefkowitz. 2012. Virus Taxonomy. Ninth report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. 1327 p.
Kumar, S., G. Stecher, M. Li, C. Knyaz and K. Tamura. 2018. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 35(6): 1547-1549.
Ling, K.C., V.M. Aguiero and S.H. Lee. 1970. A mass screening method for testing resistance to grassy stunt disease of rice. Plant Dis. Rep. 54(7): 565-569.
Ling, K.C. 1972. Rice Virus Diseases. Los Banos, Philippines: IRRI. 142 p.
Li, H. and R. Durbin. 2009. Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics. 25(14): 1754-1760.
Miranda, J.G., O. Azzam and Y. Shirako. 2000. Comparison of nucleotide sequences between northern and southern Philippine isolates of rice grassy stunt virus indicates occurrence of natural genetic reassortment. Virol. 266(1): 26-32.
Nguyen, T.D., S. Lacombe, M. Bangratz, H.A. Ta, D.N. Vinh, P. Gantet and C. Brugidou. 2015. P2 of Rice grassy stunt virus (RGSV) and p6 and p9 of Rice ragged stunt virus (RRSV) isolates from Vietnam exert suppressor activity on the RNA silencing pathway. Virus Genes. 51(2): 267-275.
Schmieder, R. and R. Edwards. 2011. Quality control and preprocessing of metagenomic datasets. Bioinformatics. 27(6): 863-864.
Shikata, E., T. Senboku and T. Ishimizu. 1980. The causal agent of rice grassy stunt disease. Proc Jpn Acad, Ser B. 56(2): 89-94.
Ta, H.A., D.P. Nguyen, S. Causse, T.D. Nguyen, V.V. Ngo and E. Hébrard. 2013. Molecular diversity of Rice grassy stunt virus in Vietnam. Virus Genes. 46(2): 383-386.
Takahashi, M., S. Toriyama, Y. Kikuchi, T. Hayakawa and A. Ishihama. 1990. Complementarity between the 5´-and 3´-terminal sequences of rice stripe virus RNAs. J. Gen. Virol. 71(12): 2817-2821.
Thompson, J. D., D.G., Higgins and T.J. Gibson. 1994. CLUSTALW: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position–specific gap penalties, and weight matrix choice. Nucleic Acids Res. 22(22): 4673-4680.
Toriyama, S. 1987. Ribonucleic acid polymerase activity in filamentous nucleoproteins of rice grassy stunt virus. J. Gen. Virol. 68: 925-929.
Toriyama, S., M. Takahashi, Y. Sano, T. Shimizu and A. Ishihama. 1994. Nucleotide sequence of RNA1, the largest genomic segment of rice stripe virus, the prototype of the tenuiviruses. J. Gen. Virol. 75(12): 3569-3579.
Toriyama, S., T. Kimishima and M. Takahashi 1997. The proteins encoded by rice grassy stunt virus RNA5 and RNA6 are only distantly related to the corresponding proteins of other members of the genus Tenuivirus. J. Gen. Virol. 78: 2355-2363.
Toriyama, S., T. Kimishima, M. Takahashi, T. Shimizu, N. Minaka and K. Akutsu. 1998. The complete nucleotide sequence of the rice grassy stunt virus genome and genomic comparisons with viruses of the genus Tenuivirus. J. Gen. Virol. 79(8): 2051-2058.
Visser, M., R. Bester, J.T. Burger and H.J. Maree. 2016. Next-generation sequencing for virus detection: covering all the bases. Virol. J. 13(1): 1-6.
Wathanakul, L. and P. Weerapat. 1969. Virus diseases of rice in Thailand. pp. 78-85. In: The Virus Diseases of the Rice Plant. Proceedings of a symposium at the International Rice Research Institute, April, 1967. Baltimore, Maryland, USA: John Hopkins Press.
Zhang, C., X.J. Liu, K.C. Wu, L.P. Zheng, Z.M. Ding, F. Li, P. Zou, L. Yang, J. Wu and Z.J. Wu. 2015. Rice grassy stunt virus nonstructural protein p5 serves as a viral suppressor of RNA silencing and interacts with nonstructural protein p3. Arch. Virol. 160 (11): 2769-2779.
Zhao, W., Z. Xu, X. Zhang, M. Yang, L. Kang, R. Liu and F. Cui. 2018. Genomic variations in the 3´–termini of Rice stripe virus in the rotation between vector insect and host plant. New Phytol. 219(3): 1085-1096.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2022 วารสารวิชาการเกษตร
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
วารสารวิชาการเกษตร
