Notfallmedizin:Offener Zugang
Offener Zugang
ISSN: 2165-7548
ISSN: 2165-7548
Joseph F Ndisang
ABSTRAKT
Bis heute ist Dioscorea (Yams) in Kenia eine vernachlässigte Nutzpflanze, trotz ihres Potenzials als Nahrungsmittel und als Arzneimittelquelle in der Pharmazie. Die Erforschung vernachlässigter Nutzpflanzen, insbesondere Dioscorea, ist ein sicherer Weg, die wissenschaftliche Gemeinschaft und politische Entscheidungsträger für das Thema zu sensibilisieren. Es wurde berichtet, dass mehrere Viren verschiedener Gattungen Yams ( Dioscorea spp .) infizieren. Die gesamte Vielfalt der Viren, die Yams infizieren, muss jedoch noch erforscht werden.
Bei der Entdeckung neuer viraler Genome und Stoffwechselprozesse in Pflanzen werden zunehmend Hochdurchsatzsequenzierung (HTS) und der Einsatz von POX-Markermethoden eingesetzt.
In dieser Studie werde ich HTS auf Yamswurzeln anwenden, um zu ermitteln, ob es noch unentdeckte Viren gibt, die die internationale Verbreitung des Yams-Keimmaterials einschränken könnten. Die Untersuchung wird sich auf die Entdeckung einer neuen vorhandenen Virussequenz stützen. Einunddreißig (31) Yamswurzelproben werden getestet und vorläufig als „Yamswurzelvirus Y“ (YVY) bezeichnet. Die Stoffwechselreaktion, die eine Mutation hervorrufen kann, wird mithilfe von Peroxidasemarkern getestet, da sie den Arabidopsis-Prozess im Stoffwechsel des Organismus bewirken. Vollständige Genomsequenzen von zwei YVY-Virusisolaten werden zusammengestellt und weitere Untersuchungen werden durchgeführt, um fünf offene Leserahmen (ORFs) zu testen. ORF1 kodiert ein großes replikationsassoziiertes Protein, ORF2, ORF3 und ORF4 bilden die mutmaßlichen dreifachen Genblockproteine und ORF5 kodiert ein mutmaßliches Hüllprotein, da Yamswurzeln Dioscorin enthalten, das voller Protein ist. Unter Berücksichtigung der Artenabgrenzungskriterien der Familie Betaflexiviridae sollte YVY als neue Virusart in der Familie Betaflexiviridae betrachtet werden. Weitere Forschungsarbeiten werden erforderlich sein, um den Zusammenhang dieses neuen Virus mit Symptomen und Ertragsverlusten sowie seine Auswirkungen auf die Produktion virusfreier Yamssamen zu verstehen.
Schlüsselwörter: RNA-Seq; Viruserkennung; Betaflexiviridae; Sequenzierung der nächsten Generation; HTS
Diese Arbeit wird auf dem 6. Weltkongress für Heilpflanzen und Meeresmedikamente (Heilpflanzen 2020 – Webinar) am 24. und 25. Juni 2020 vorgestellt.
Einführung
Yamswurzeln ( Dioscerea spp.), eine der wichtigsten Subsistenzpflanzen Ostafrikas, sind einjährige tropische Knollenfrüchte mit einem Energiegehalt von 25–30 %. Yamswurzeln sind daher eine der wichtigsten Subsistenzpflanzen Ostafrikas, die bisher vernachlässigt wurden.
Viruserkrankungen, die oft als Mehrfachinfektionen auftreten, sind eine große Einschränkung für die Yamsproduktion und können zu Wachstumsverzögerungen, reduziertem Blattwerk und einem verringerten Energiegehalt der Knollen führen und bei einzelnen Pflanzen zu Ertragsverlusten von bis zu 93 % führen. Während 140 Virusarten Yams auf natürliche oder künstliche Weise infizieren können, wurden bisher nur zwölf dieser Arten in Afrika gefunden, von denen nur drei aus Ostafrika gemeldet wurden. Bei acht dieser zwölf Arten werden die Viren durch Samen übertragen, was ihre wirksame Bekämpfung ernsthaft erschwert. Beispielsweise kann die Übertragung durch Samen bei YV 2 %, bei einem Virusstamm des Yamsmosaikvirus (YMV) 6,9 % und bei dem Gurkenmosaikvirus (cMV) 13,3 % erreichen. Da anderswo in Afrika eine weitaus größere Vielfalt an Yamswurzel-infizierenden Viren entdeckt wurde, ist es wahrscheinlich, dass in Kenia noch weitere Yamswurzel-infizierende Viren entdeckt werden müssen. Das begrenzte verfügbare Wissen über Yamswurzel-infizierende Viren in diesem Land erschwert die Bekämpfung von Krankheiten, insbesondere im Hinblick auf die Produktion krankheitsfreier Samen und die Züchtung virusresistenter Yamswurzelsorten. Daher besteht das Hauptziel dieser Studie darin, die Vielfalt neuer Yamswurzelviren in Kenia mithilfe von HTS- und POX-Markern weiter zu untersuchen.
Problemstellung
Die Frage nach den in Kenia angebauten Dioscorea- Arten bildete die Grundlage dieser Studie. Ziel dieser Studie war es, dieses Problem durch molekulare Phylogenese zu lösen, indem DNA- und RNA-Nukleotidsequenzen verwendet wurden, die sie bekannten afrikanischen Arten und Arten mit Informationen in der Genbank zuordnen. Die Studie zielte auch auf das neue Virus in Yamswurzeln ab, das die Stoffwechselreaktion der Yamswurzeln behindert und so den Dioscorin-Spiegel senkt, der viel Protein enthält, das den Nährwert der Yamswurzeln steigert.
Rechtfertigung
Dioscorea ist eine wichtige Nutzpflanze sowohl als Nahrungsmittel als auch wegen ihres medizinischen Potenzials. Die Taxonomie von Dioscorea ist für Taxonomen sowohl in Kenia als auch weltweit aufgrund ihrer morphologischen Charakterisierung eine große Herausforderung. Die Schwierigkeit der Taxonomie der Dioscorea-Arten wird durch mehrere Gründe erklärt . Erstens ist die Taxonomie von Dioscorea aufgrund der Komplexität und Plastizität der taxonomischen Merkmale innerhalb einer Art eine Herausforderung und daher schwierig bei der Identifizierung. Aufgrund von Umweltveränderungen hat das Virus Mutationen bei Viren und Yamswurzeln hervorgerufen. Zweitens wird Dioscorea von Forschern weltweit als Nutzpflanze vernachlässigt. Eine klare Unterscheidung der Arten ist für Züchtungszwecke von größter Bedeutung. Die Kartierung der Arten eines bestimmten Organismus ist nicht nur für den Artenschutz, sondern auch für die Zucht unabdingbar. Mithilfe der molekularen Phylogenie können Virusarten mittels Hochdurchsatzsequenzierung und Pockenmarkern in morphologisch komplexen Taxa in Dioscorea positioniert werden. Das Virus ist anfällig und beeinträchtigt die genetische Zusammensetzung der Yamswurzeln, wodurch deren Produktivität verringert wird.