Termal olmayan plazma tedavisi ile mikro çoğaltılmış erik bitkilerinde Plum pox virus inaktivasyonu çalışmaları

Son zamanlarda, soğuk atmosferik plazma (SAP)’ın tıp, gıda teknolojileri, su arıtma teknolojileri ve tarımda patojenlerin inaktivasyonu için uygulanabilme olasılığı araştırılmaktadır. Bu çalışmanın amacı SAP’ın, Plum pox virus’ünün (PPV) M ve D ırkları tarafından doğal olarak enfekte edilen erik ağacından, in vitro koşullar altında elde edilmiş bitkicikler üzerindeki etkisini ve bu bağlamda SAP’ın virüs inaktivasyonunda uygulanması olasılığını araştırmaktır. Çalışmada, biyolojik sistemlerin uygulanmasında “yüzey dalgası-sürekli Argon plazma torçu” ve “su altı diyafram deşarjı” olmak üzere iki tip plazma kaynağı kullanılarak plazma tedavisinin birkaç varyantının gerçekleştirilmesini sağlamıştır. Uygulamadan sonra üçüncü alt kültür üzerindeki bitkiciklerin IC-RT-PCR verilerine dayanarak, en etkili varyantın gaz ortamında yapraksız nodal segmentlere tekrarlanan plazma torç ucu uygulaması olduğu bulunmuştur. SAP ile muamele edilmiş, her iki PPV ırkı ile enfekteli bitkiciklere yapılan ırka spesifik RT-PCR analiz sonucunda, sadece PPV-M tespit edilmiştir. İklimlendirilmiş ex vitro bitkilerinin IC-RT-PCR ve ırka spesifik RT-PCR'dan elde edilen sonuçları, test edilmiş bitkiciklerin moleküler analizlerinden elde edilen verilerle uyumlu olduğu görülmüştür. Elde edilen bu veriler, in vitro koşullarda yapılmış olsa da canlı odunsu bitkilerin dokusundan PPV'nin inaktivasyonu için CAP yeteneği üzerinde yapılan ilk çalışma niteliğindedir. PPV’den ari erik bitkilerinin elde edilmesinde kullanılan bu yaklaşımın son değerlendirmesi, ex vitro bitkilerin daha uzun süre gözlemlenmesi ve test edilmesinden sonra yapılacaktır.

Experiments on Plum pox virus inactivation from micropropagated plum plants through non-thermal plasma treatment

Recently, cold atmospheric plasma (CAP) is under investigation for possibility to be applied for inactivation of pathogens in medicine, food technologies, water cleaning technologies and agriculture. The aim of the current study is to investigate the effect of CAP on microplants, propagated in vitro from plum tree (Prunus domestica L., cv. ‘Kyustendilska sinya’) naturally co-infected by M and D strains of Plum pox virus (PPV) and in that respect the possibility for CAP application for virus inactivation. In the present work, we have used two types of plasma sources for biological systems treatments: a surface-wave-sustained Argon plasma torch and an underwater diaphragm discharge. These enabled several variants of plasma treatment to be performed. Based on the data of IC-RT-PCR tests of the microplants on the third subculture after treatment, it was found the most effective variant was the reiterated plasma torch tip treatment to nodal segments without leaves in gas medium. The strain specific RT-PCR analysis results of PPV positive CAP-treated microplants showed that only PPV-M strain was identified after treatment, although the starting material was co-infected by both strains. The results obtained from IC-RT-PCR and strain specific RT-PCR of the acclimatized ex vitro plants have been in agreement with the data from molecular analyses of the microplants tested. These are the first experiments on CAP ability for inactivation of PPV from tissue of living woody plants even if in in vitro conditions. The completed estimation of this approach for obtaining of PPV-free plum plants will be made after more prolonged observation and testing of the ex vitro plants.

___

  • Aboubakr H.A., Gangal U., Youssef M.M., Goyal S.M., Bruggeman P.J., 2016. Inactivation of virus in solution by cold atmospheric pressure plasma: Identification of chemical inactivation pathways. Journal of Physics D: Applied Physics, 49, (20), 204001, 17. doi:10.1088/0022-3727/49/20/204001.
  • Atanasoff D., 1933. Sharka po slivata. Godishnik na Sofiiskiya Universitet, XI, 49-70.
  • Chirkov S., Sheveleva A., Ivanov P., Zakubanskiy A., 2018. Analysis of genetic diversity of Russian sour cherry Plum pox virus isolates provides evidence of a new strain. Plant Disease, 102, (3), 569–575.
  • Dobnik D., Junkar I., Primc G., Ravnikar M., 2016. Plasma treatment of potato plants and plant extracts infected with PVYNTN. Workshop on Application of Advanced Plasma Technologies in Central Europe Agriculture 17th-21st April, Ljubljana, Slovenia. Primc, G. (Ed.). Published by: Slovenian Society for Vacuum Technique (DVTS), Ljubljana, 48p. http://www.plasmadis.com/wp/waapt-in-cea (Accessed date: 17.04.2016)
  • Filipic A., Primc G., Zaplotnic R., Mehle N., Gutierrez-Aguirre I., Ravnicar M., Mozetic M., Zel J., Dobnik D., 2019. Cold atmospheric plasma as a novel method for inactivation of Potato virus Y in water samples. Food and Environmental Virology, 11 (3), 220–228.
  • Gabova R., 1989. In vitro thermotherapy and virus elimination in fruit crops. Proceedings of first national conference “Application of in vitro technics in agricultural plants”, 12 October, 1989, Plovdiv, Bulgaria, 74-78.
  • Guo L., Xu R., Gou L., Liu Z., Zhao Y., Liu D., Zhang L., Chen H., Kong M.G., 2018. Mechanism of virus inactivation by cold atmospheric-pressure plasma and plasma activated water. Applied and Environmental Microbiology, 84, e00726- 18. https://doi.org/10.1128/AEM.00726-18 (Accessed date: 18.06.2018).
  • Hauptmanova A., Polak J., 2011. The elimination of Plum pox virus in plum cv. Bluefree and apricot cv. Hanita by chemotherapy of in vitro cultures. Horticulture Science, 38 (2), 49–53.
  • James D., Varga A., Sanderson D., 2013. Genetic diversity of Plum pox virus: strains disease and related challenges for control. Canadian Journal of Plant Pathology, 35 (4), 431-441.
  • James D., 2017. Perspective on strategies for controlling the spread of Plum pox virus, the causal agent of Sharka/plum pox disease. Acta Horticulturae, 1163, 129-136.
  • Kamenova I., Borisova A., Dragoyski K., Milusheva S., Stefanova B., Dallot S., Glasa M., 2015. Plum pox virus strains in Bulgaria. Acta Horticulturae, 1063, 47-54.
  • Koubouris G., Maliogka V., Efthimiou K., Katis N., Vasilakakis M., 2007. Elimination of Plum pox virus through in vitro thermotherapy and shoot tip culture compared to conventional heat treatment in apricot cultivar Bebecou. Journal of General Plant Pathology, 73 (5), 370-373.
  • Kozakova Z., Krčma F., Vašíček M., Hlavatá L., Hlochová L., 2015. Generation of dc pin-hole discharges in liquids: comparison of discharge breakdown in diaphragm and capillary configuration. The European Physical Journal D., 69 (100). https://doi.org/10.1140/epjd/e2015-50331-6 (Accessed date: 07.04.2015).
  • Krčma F., Tsonev I., Smejkalová K., Truchlá D., Kozáková Z., Zhekova M., Marinova P., Bogdanov T., Benova E., 2018. Microwave micro torch generated in argon based mixtures for biomedical applications. Journal of Physics D: Applied Physics. 51 (41), 414001.
  • Murashige T., Skoog F., 1962. A revised medium for rapid growth and bio assays for tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15, (3), 473–497.
  • Nacheva L., Milusheva S., Ivanova K., 2002. Elimination of Plum pox potyvirus (PPV) in plum (Prunus domestica L.) cvs Kyustendilska sinja and Veljevka through in vitro techniques. Acta Horticulturae, 577, 289-291.
  • Olmos A., Cambra M., Dasi M.A., Candresse T., Esteban O., Gorris M.T, Asensio M., 1997. Simultaneous detection and typing of Plum pox potyvirus (PPV) isolates by hemi-nested PCR and PCR-ELISA. Journal of Virological Methods, 68 (2), 127-137.
  • Pankaj S.K., Wan Z., Keener K.M., 2018. Effects of cold plasma on food quality: a review. Foods, 7, 4, doi:10.3390/ foods7010004. www.mdpi.com/journal/foods (Accessed date: 01.01.2018).
  • Paunovic S., Ruzic D., Vujovic T., Milenkovic S., Jevremovic D., 2007. In vitro production of Plum pox virus-free plums by chemotherapy with ribavirin. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 21 (4), 417-421, doi:10.1080/13102818.2007.10817486.
  • Scholthof K.B., Adkins S., Czosnek H., Palukaitis P., Jacquot E., Hohn T., Hohn B., Saunders K., Candresse T., Ahlquist P., Hemenway C., Foster G.D., 2011. Top 10 plant viruses in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology, 12 (9), 938-954.
  • Stryczewska H.D., Ebihara K., Mitsugi F., Pawlat J., 2016. Application of non-thermal plasma in agriculture. Workshop on Application of Advanced Plasma Technologies in Central Europe Agriculture 17th-21st April, Ljubljana, Slovenia. Primc, G. (Ed.). Published by: Slovenian Society for Vacuum Technique (DVTS), Ljubljana, 12-13 p. http:// www.plasmadis.com/wp/waapt-in-cea (Accessed date: 17.04.2016).
  • Subr Z., Pittnerova S., Glasa M., 2004. A simplified RT-PCR– based detection of recombinant Plum pox virus isolates. Acta Virologica, 48 (3), 173-176.
  • Wetzel T., Candresse T., Ravelonandro M., Dunez J., 1991. A polymerase chain reaction adapted to Plum pox potyvirus detection. Journal of Virological Methods, 33 (3), 355-366.
  • Wetzel T., Candresse T., Masquiare M., Ravelonandro M., Dunez J., 1992. A hightly sensitive immunocapture polymerase chain reaction for Plum pox virus detection. Journal of Virological Methods, Volume: 39 (1-2), 27-37.
  • Woedtke T., Schmidt A., Bekeschus S., Wende K., Weltmann K.D., 2019. Plasma medicine: a field of applied redox biology. In vivo, 33 (4), 1011-1026.
  • Wu Y., Liang Y.D., Wei K., Li W., Yao M.S., Zhang J., Grinshpun S.A., 2015. MS2 virus inactivation by atmospheric-pressure cold plasma using different gas carriers and power levels. Applied Environmental Microbiology, 81 (3), 996-1002.
  • Vyhnankova E.J., Hammer M.U., Reuter S., Krcma F., 2015. DC diaphragm discharge in water solutions of selected organic acids. The European Physical Journal Applied Physics, 71 (2), 20809.
Bitki Koruma Bülteni-Cover
  • ISSN: 0406-3597
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1952
  • Yayıncı: Zirai Mücadele Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Diyarbakır domates alanlarında zararlı Yeşilkurt [Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae)]’un popülasyon gelişimi, parazitoit ve predatörlerinin belirlenmesi

Özlem BEKTAŞ(KARAPINAR), Erdal SERTKAYA

Manisa ilinde Bağda külleme hastalığının (Erysiphe necator Schw.) kimyasal mücadelesinde farklı ilaçlama programlarının değerlendirilmesi

Nurdan SAVAS, Esra ALBAZ, Serkan ÖNDER

Fotoperiyodun Acanthoscelides obtectus Say (Coleoptera: Bruchidae)’un gelişim süresi, eşey oranı ve verimine etkisi

Yeşim KOÇ, Evrim SÖNMEZ

Türkiye’nin güneyinde asmada Botryosphaeria geriye ölüm hastalığına neden olan fungusların filogenetik ayrımı ve patojenisiteleri

Davut Soner AKGÜL, Mümine ÖZARSLANDAN, Ali ERKILIÇ

Dört farklı uçucu yağın düşük sıcaklıkta Değirmen güvesi Ephestia kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae)’nın farklı dönemlerine karşı fümigant toksisitesi

Yasin Nazım ALPKENT, Özdemir ALAOĞLU, Hüseyin ÇETİN

Termal olmayan plazma tedavisi ile mikro çoğaltılmış erik bitkilerinde Plum pox virus inaktivasyonu çalışmaları

Snezhana MİLUSHEVA, Lillyana NACHEVA, Evgenia BENOVA, Plamena MARİNOVA, Nataliya DİMİTROVA, Anka GEORGİEVA-HRİSTEVA

Satureja boissieri’nin Sitophilus granarius (Coleoptera:Curculionidae) ve Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae)’e insektisidal aktivitesi ve uçucu yağ kompozisyonu

Ömer Cem KARAKOÇ, Ali Rıza TÜFEKÇİ, Fatih GÜL, Serkan KOLDAŞ, Mustafa ALKAN

Ülkemizde yetiştirilen bazı fasulye çeşitlerinin Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & U. Braun’dan kaynaklanan Fasulye köşeli yaprak lekesi hastalığına karşı reaksiyonları

Sirel CANPOLAT, Salih MADEN

Kiraz bahçelerinde Pandemis cerasana (Hübner, 1786) (Lepidoptera: Tortricidae)’nın popülasyon dalgalanması ve zarar oranı

Ayşe ÖZDEM, Mustafa ÖZDEMİR, Vildan BOZKURT

Doğu Anadolu Bölgesi’nde yaprağı yenen sebzelerde görülen zararlı ve faydalı böcek türlerinin belirlenmesi

İsmail ALASERHAT, Adnan CANBAY, Harun ALICI