РЕЗЮМЕ. Було проведено експеримент з вивчення вірусу скручування листків (CLCuV) та зараження білокрилкою на існуючих сортах бавовни. Мета цього дослідження полягала у встановленні різниці між покриттям епікутикулярного воску на листі та композицією листя у стійких та чутливих сортів бавовни. Визначення поведінки білокрилки під час попередніх досліджень показало більшу кількість комах білокрилки на чутливих до CLCuV сортах, та меншу – на рослинах, стійких до CLCuV. Було проведено кореляційний аналіз інфікування CLCuV та інфікування білокрилкою і покриттям з епікутикулярного воску на листі. Інфікування CLCuV мало значну позитивну кореляцію з інфікуванням білокрилкою і значну негативну кореляцію з покриттям епікутикулярним воском на листі. Ці результати подемонстрували більше покриття епікутикулярного воску на листі та менше інфікування білокрилкою на G. arboreum порівняно з сортами G. hirsutum. Було висунуто гіпотезу, що стійкі сорти бавовни можуть мати інший склад воску, ніж чутливі сорти. Було проведено ГХ-МС аналіз епікутикулярного воску на листі обох видів сортів. Результати ГХ-МС рослин бавовни, стійких та чутливих до CLCuV, також продемонстрували відмінності в кількості та складі епікутикулярного воску на листі. На підставі цих результатів ми можемо зробити висновок, що покриття епікутикулярного воску діє як бар’єр проти CLCuV та білокрилки. Різні біохімічні сполуки, присутні у покритті епікутикулярного воску та їхня кількість також відповідають за стійкість та чутливість сортів G. arboreum і G. hirsutum.
Ключові слова: Gossypium hirsutum, Gossypium arboretum, CLCuV, білокрилка, ГХ-МС аналіз
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
1. Akhtar, K., Wasim, M., Ishaq, W., Ahmad, M., and Haq, M., Short communication. Deterioration of cotton fibre characteristics caused by cotton leaf curl disease, Spanish J. Agric. Res., 2009, vol. 7, pp. 913–918.
2. Farooq, A., Farooq, J., Mahmood, A., Batool, A., Rehman, A., Shakeel, A., Riaz, M., Shahid, M.T.H., and Mehboob, S., An overview of cotton leaf curl virus disease (CLCuD) a serious threat to cotton productivity, Austr. J. Crop Sci., 2011, vol. 5, pp. 1823.
3. Rehman, I., Aftab, B., Sarwar, M.B., Rashid, B., Ali, Q., Majid, M.U., Hassan, S., Ali, M.A., Nasir, A.A., Haider, M.S., and Husnain, T., Gene expression in response to cotton leaf curl virus infection in Gossypium hirsutum under variable environmental conditions, Genetika, 2017, vol. 49, pp. 1115–1126.
4. De Barro, PJ., Liu, S.S., Boykin, L.M., and Dinsdale, A.B., Bemisia tabaci: a statement of species status, Ann. Rev. Entomol., 2011, vol. 56, pp. 1–19.
5. Briddon, R.W. and Markham, P., Cotton leaf curl virus disease, Virus Res., 2000, vol. 71, pp. 151–159.
6. Ramzan, M., Tabassum, B., Nasir, I.A., Khan, A., Tariq, M., Awan, M.F., Shahid, N., Rao, A.Q., Bhatti, M.U., and Toufiq, N., Identification and application of biocontrol agents against Cotton leaf curl virus disease in Gossypium hirsutum under greenhouse conditions, Biotechnol. Biotechnol. Equip., 2016, vol. 30, pp. 469–478.
7. Xue D., Zhang, X., Lu, X., Chen, G., and Chen, Z.H., Molecular and evolutionary mechanisms of cuticular wax for plant drought tolerance, Front. Plant Sci., 2017, vol. 8, p. 621.
8. Akhtar, K.P., Hussain, M., Khan, A.I., Haq, M.A., and Iqbal, M.M., Influence of plant age, whitefly population and cultivar resistance on infection of cotton plants by cotton leaf curl virus (CLCuV) in Pakistan, Field Crops Res., 2004, vol. 86, pp. 15–21.
9. Majid, M.U., Awan, M.F., Fatima, K., Tahir, M.S., Ali, Q., Rashid, B., Rao, A.Q., Nasir, I.A., and Husnain, T., Phytophthora capsici on chili pepper (Capsicum annuum L.) and its management through genetic and bio-control: a review, Zemdirbyste-Agriculture, 2016, vol. 103, pp. 419–430.
10. Barozai, M.Y.K. and Husnain, T., Development and characterization of the Asiatic desi cotton (Gossypium arboreum L.) leaf epicuticular wax mutants, Pak. J. Bot., 2014, vol. 46, pp. 639–643.
11. Lokesh, U., Venkatesh, B., Kiranmai, K., Nareshkumar, A., Amarnathareddy, V., Rao, G.L., Johnson, A.M.A., Pandurangaiah, M., and Sudhakar, C., Overexpression of β-ketoacyl Co-A synthase1 gene improves tolerance of drought susceptible groundnut (Arachis hypogaea L.) cultivar K-6 by increased leaf epicuticular wax accumulation, Front. Plant Sci., 2019, vol. 9, p. 1869.
12. Majid, M.U., Awan, M.F., Fatima, K., Tahir, M.S., Ali, Q., Rashid, B., Rao, A.Q., Nasir, I.A., and Husnain, T., Genetic resources of chili pepper (Capsicum annuum L.) against Phytophthora capsici and their induction through various biotic and abiotic factors, Cytol. Genet., 2017, vol. 51, pp. 75–78.
13. Saeed, M., Xianliang, S., Xuezhen, S., and Riaz, M., Leaf cuticular wax content is involved in cotton leaf curl virus disease resistance in cotton (Gossypium hirsutum L.), Span. J. Agric. Res., 2019, vol. 16, pp. 0705.
14. Kumar, P.P., Kumaravel, S., and Lalitha, C., Screening of antioxidant activity, total phenolics and GCMS study of Vitex negundo,Afric. J. Biochem. Res., 2010, vol. 4, pp. 191–195.
15. Akhtar, K., Jamil, F., Haq, M., and Khan, I., Comparison of resistance to cotton leaf curl disease (Multan/Burewala) in Gossypium hirsutum L. varieties and breeding lines, J. Phytopathol., 2008, vol. 156, pp. 352–357.
16. Rahman, M., Hussain, D., Malik, T., and Zafar, Y., Genetics of resistance to cotton leaf curl disease in Gossypium hirsutum,Plant Pathol., 2005, vol. 54, pp. 764–772.
17. Akhtar, K., Khan, A., and Khan, M., Improved bottle shoot grafting technique/method for the transmission of cotton leaf curl virus (CLCuV), Nucleus, 2002, vol. 39, pp. 115–117.
18. Shahid, A.A., A Novel approach to study relationship between cotton leaf curl virus (CLCuV) and beta satellites, Int. J. Biotech. Bioeng., 2017, vol. 3, pp. 230–235.
19. Easlon, H.M. and Bloom, A.J., Easy leaf area: automated digital image analysis for rapid and accurate measurement of leaf area, Appl. Plant Sci., 2014, vol. 2, pp. 14–33.
20. Ebercon, A., Blum, A., and Jordan, W., A rapid colorimetric method for epicuticular wax contest of sorghum leaves, Crop Sci., 1977, vol. 17, pp. 179–180.
21. Jancy, R.P.M., Kannan, P., and Kumaravel, S., Screening of antioxidant activity, total phenolics and gas chromatograph and mass spectrometer (GC-MS) study of Delonix regia,Afr. J. Biochem. Res., 2011, vol. 5, pp. 341–347.
22. Hussain, K., Khan, M.A., Bakhsh, A., and Rao, A.Q., An insight of cotton leaf curl virus: a devastating plant pathogenic begomovirus, Pure Appl. Biol., 2012, vol. 1, p. 52.
23. Ashraf, K.H. and Hanif, M., Screening of cotton germplasm against cotton leaf curl virus, Pak. J. Bot., vol. 2010, vol. 42, pp. 3327–3342.
24. Buschhaus, C., Herz, H., and Jetter, R., Chemical composition of the epicuticular and intracuticular wax layers on the adaxial side of Ligustrum vulgare leaves, New Phytol., 2007, vol. 176, pp. 311–316.
25. Buschhaus, C., Herz H., and Jetter R. Chemical composition of the epicuticular and intracuticular wax layers on adaxial sides of Rosa canina leaves, Ann. Bot., 2007, vol. 100, pp. 1557–1564.
26. Khan, M.A.U., Shahid, A.A., Rao, A.Q., Shahid, N., Latif, A., Din, S., and Husnain, T., Defense strategies of cotton against whitefly transmitted CLCuV and Begomoviruses, Adv.Life Sci., 2015, vol. 2, pp. 58–66.
27. Ali, Q., Ahsan, M., Ali, F., Aslam, M., Khan, N.H., Munzoor, M., Mustafa, H.S.B., and Muhammad, S., Heritability, heterosis and heterobeltiosis studies for morphological traits of maize (Zea mays L.) seedlings, Adv. Life Sci., 2013, vol. 1, pp. 52–63.
28. Ali, Q., Ahsan, M., Malook, S., Kanwal, N., Ali, F., Ali, A., Ahmed, W., Ishfaq, M., and Saleem, M., Screening for drought tolerance: comparison of maize hybrids under water deficit condition, Adv. Life Sci., 2016, vol. 3, pp. 51–58.
29. Ali, Q., Ali, A., Ahsan, M., Ali, S., Khan, N.H., Muhammad, S., Abbas, H.G., Nasir, I.A., and Husnain, T., (Line × Tester analysis for morpho-physiological traits of Zea mays L. seedlings, Adv. Life Sci., 2014, vol. 1, pp. 242–253.
30. Okazaki, Y. and Saito, K., Roles of lipids as signaling molecules and mitigators during stress response in plants, Plant J., 2014, vol. 79, pp. 584–596.
31. Ashraf, M. and Zafar, Z.U., Some physiological characteristics in resistant and susceptible cotton cultivars infected with cotton leaf curl virus, Biol. Plantarum., 1999, vol. 42, pp. 615–620.
32. Nyadanu, D., Akromah, R., Adomako, B., Kwoseh, C., Dzahini-Obiatey, H., Lowor, S.T., Akrofi, A.Y., and Assuah, M.K., Host plant resistance to Phytophthora pod rot in cacao (Theobroma cacao L.): the role of epicuticular wax on pod and leaf surfaces, Int. J. Bot., 2012, vol. 8, pp. 13–21.
33. Islam, M.A., Du, H., Ning, J., Ye, H., and Xiong, L., Characterization of Glossy1-homologous genes in rice involved in leaf wax accumulation and drought resistance, Plant Mol. Biol., 2009, vol. 70, pp. 443–456.
34. Danish, P., Ali, Q., Hafeez, M.M., and Malik, A., Antifungal and antibacterial activity of aloe vera plant extract, Biol. Clin. Sci. Res. J., 2020, vol. 2020, p. e003.
35. Mushtaq, U., Mushtaq, S., Afzal, M., Ali, Q., and Malik, A., Role of modern technology for treatment of HCV, Biol. Clin. Sci. Res. J., 2020, p.e001.
36. Bondada, B.R. and Oosterhuis, D.M., Comparative epidermal ultrastructure of cotton (Gossypium hirsutum L.) leaf, bract and capsule wall, Ann. Bot., 2000, vol. 86, pp. 1143–1152.
37. Asif, S., Ali, Q., and Malik, A., Evaluation of salt and heavy metal stress for seedling traits in wheat, Biol. Clin. Sci. Res. J., 2020, vol. 2020, p. e005.
38. Inbar, M. and Gerling, D., Plant-mediated interactions between whiteflies, herbivores, and natural enemies, Ann. Rev. Entomol., 2008, vol. 53, pp. 431–448.
39. Jetter, R., Kunst, L., and Samuels, A.L., Composition of plant cuticular waxes. Ann. Plant Rev.,Biol. Plant Cuticle, 2008, vol. 23, p. 145.
40. Yaqoob, S., Fatima, N., Khan, S., Ali, Q., Hafeez, M.M., and Malik, A., Begomoviruses and betasatellites associated with CLCuD, Biol. Clin. Sci. Res. J., 2020, vol. 2020, p. e002.
41. Keese, R.J. and Camper, N.D., Effect of monosodium methanarsonate application on cuticle wax content of cocklebur and cotton plants, J. Environ. Sci. Health Part B, 2006, vol. 41, pp. 965–971.
42. Masood M., Ahsan M., Sadaqat H.A., and Awan F., Screening of maize (Zea mays L.) inbred lines under water deficit conditions, Biol. Clin. Sci. Res. J., 2020, vol. 2020, p. e007.