Genetic diversity of dominant aphids of citrus nurseries in Guilan and Mazandaran provinces and their role in citrus tristeza virus transmission

Gholamian, Esmaeil and Razmjou, Jabraeil and BaniHashemian, SeyedMehdi and Sabouri, Atefeh (2018) Genetic diversity of dominant aphids of citrus nurseries in Guilan and Mazandaran provinces and their role in citrus tristeza virus transmission. Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (تنوع ژنتیکی شته‌های غالب نهالستان‌های مرکبات استان‌های گیلان و مازندران و نقش آنها در انتقال ویروس تریستزا)
Esmaeil Gholamian.pdf

Download (933kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The cotton aphid, Aphis gossypii Glover (Hemiptera: Aphididae) and Aphis spiraecola Patch (Hemiptera: Aphididae), are the important pests of citrus in northern Iran. These pests damage the citrus by direct feeding and as a vector of several viruses. The aim of this study was to determine the genetic structure of populations of A. gossypii and A. spiraecola on citrus nurseries and their role in citrus tristeza virus transmission in northern Iran. For this purpose the genetic diversity of A. gossypii and A. spiraecola collected from eight localities, was described by eight polymorphic microsatellite loci. In A. gossypii of 240 individuals tested, 142 and in A. spiraecola of 271 individuals, 195 multilocus genotypes were identified. Significant deviations from Hardy-Weinberg equilibrium, the presence of multicopy genotypes and negative FIS values revealed that the major mode of reproduction for both aphids in northern Iran are obligate parthenogenesis. The genotypic diversity of A. gossypii and A. spiraecola populations ranged between 0.24- 0.93 and 0.5- 0.93, respectively. Considerable genotypic diversity and a high frequency of unique MLGs in two aphids populations, confirmed there are some cyclical parthenogenesis in the region. The analysis of molecular variance revealed high intrapopulation and weak interpopulation genetic differentiation among the different populations of A. gossypii (overall FST=0.036) and A. spiraecola (overall FST=0.031). also, the UPGMA dendrogram of eight populations of A. gossypii based on Nei's genetic distance indicated two clusters: genotypes from West of Mazandaran and Guilan provinces and those from East of Mazandaran. While, there were no considerable genetic differentiation among A. spiraecola populations. The same results were also obtained from the STRUCTURE analysis of these populations. In the other experiments, the rate of citrus tristeza virus transmission by A. gossypii Populations was equal to 51.6- 55 percents and probability of the individual aphid transmission was calculated 0.3.57- 0.3.91%. The A. spiraecola were not able to transmit the CTV. The findings of this research provide useful information about the genotypic distribution of prodominat aphids and CTV transmission in North of Iran which can be integrated with life cycle information of the pests and used in pest management programs. Keywords: Microsatellite, Genetic differentiation, Aphid, Obligate parthenogenesis, CTV transmistion rate.

Item Type: Thesis (Doctoral)
Persian Title: تنوع ژنتیکی شته‌های غالب نهالستان‌های مرکبات استان‌های گیلان و مازندران و نقش آنها در انتقال ویروس تریستزا
Persian Abstract: شته جالیز، Glover (Hemiptera: Aphididae) Aphis gossypii و شته سبز مرکبات،Aphis spiraecola Patch (Hemiptera: Aphididae)، از آفات مهم مرکبات در شمال کشور هستند. این آفات به طور مستقیم با تغذیه از شیره گیاهی و ترشح عسلک وبه طور غیر مستقیم با انتقال چندین ویروس گیاهی باعث خسارت به مرکبات می‌شوند. هدف از این مطالعه تعیین ساختار ژنتیکی جمعیت‌های مختلف شته جالیز و شته سبز مرکبات و همچنین نقش آنها در انتقال ویروس تریستزا در نهالستان‌های مرکبات شمال ایران بود. بدین منظور تنوع ژنتیکی شته‌های جمع‌آوری شده از هشت محل در شمال ایران با استفاده از هشت نشانگر ریزماهواره مورد بررسی قرار گرفت. در شته جالیز در میان 240 فرد شته 142 و در شته سبز مرکبات در میان 271 فرد شته 195 ژنوتیپ منحصر به فرد شناسایی شد. انحراف معنی‌دار از تعادل هاردی - وینبرگ، وجود ژنوتیپ‌های تکرای و FIS منفی در جمعیت‌های هر دو شته نشان داد که تولید مثل آنها بطور غالب به صورت بکرزایی اجباری در شمال ایران است. میزان تنوع کلونال در جمعیت‌های شته جالیز 93/0 - 24/0 و در جمعیت‌های شته سبز مرکبات 93/0 - 5/0 بود. تنوع ژنوتیپی بالا و تعداد قابل توجه از ژنوتیپ‌های منحصر به فرد نشان دهنده وجود تولید مثل بکرزایی اختیاری نیز در جمعیت‌های این شته‌ها در شمال ایران است. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد تنوع ژنتیکی قابل توجهی داخل جمعیت‌ها و تنوع ژنتیکی کمی بین جمعیت‌های شته جالیز (036/0 FST =کل) و شته سبز مرکبات (031/0 FST =کل) وجود دارد. همچنین دندروگرام هشت جمعیت شته جالیز بر اساس ماتریس فاصله ژنتیکی نی دو دسته را مشخص کرد: جمعیت‌های گیلان با غرب مازندران در یک گروه و جمعیت‌های شرق مازندران در گروه دیگر. در حالیکه بین جمعیت‌های شته سبز مرکبات فاصله ژنتیکی قابل توجهی مشاهد نشد. این نتایج با تجزیه ساختار با استفاده از نرم افزارSTRUCTURE نیز مطابقت داشت. در آزمایشات دیگری راندمان انتقال ویروس تریستزا توسط جمعیت‌های شته جالیز بین 6/51 تا 55 درصد و احتمال انتقال توسط تک شته 57/3 تا 91/3 درصد بود برآورد شد. اما شته سبز مرکبات قادر به انتقال ویروس تریستزا نبود. یافته‌های این پژوهش اطلاعات کاربردی درباره پراکنش ژنوتیپی شته‌های غالب مرکبات و انتقال ویروس تریستزا توسط آنها در شمال کشور فراهم می‌کند که در ترکیب با اطلاعات موجود از چرخه زندگی آنها می‌تواند در برنامه‌های مدیریت کنترل آفت مورد استفاده قرار گیرد. واژه‌های کلیدی: ریزماهواره، تمایز ژنتیکی، شته، بکرزایی اجباری، راندمان انتقال تریستزا
Supervisor:
SupervisorE-mail
Razmjou, JabraeilUNSPECIFIED
BaniHashemian, SeyedMehdiUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Sabouri, AtefehUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 14 Nov 2018 21:31
Last Modified: 14 Nov 2018 21:31
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2491

Actions (login required)

View Item View Item