MOLECULAR DIAGNOSIS FOR THE SILK WORM BOMBYX MORI L. VIRAL AND BACTERIAL DISEASES IN THE IRRADIATED AND NON-IRRADIATED INDIVIDUALS *

ABULYAZID, I.⁽¹⁾,  ELSHAFEI, A.⁽²⁾, MOUSA, S.⁽³⁾,
EL-SAID, E.⁽²⁾ and TAHA, R.⁽³⁾

(1) Nuclear Research Centre, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt,
(2) Faculty of Science, Ain Shams University and (3) Silk Department,
Agricultural Research Centre, Cairo, Egypt.

Key words: Bombyx mori, Early diagnosis, Flacherrie disease,
IFV, Grasserie disease, NPV, Native protein, Lipoprotein,
Glycoprotein, Fractionated protein, Genetic map.

التشخيص الجزيئى للأمراض الفيروسية والبكتيرية فى الأفراد المشععة
والغير مشععة لدودة الحرير بومبكس موراى ل

ابراهيم ابواليزيد و عقيلة الشافعى و سعاد موسى و الجوهرى السعيد و رحاب طه

خلاصـــة

إستهدفت الدراسة الحالية تصميم خريطة وراثية للفيروسات المسببة لمرضى الفلاشيرى والجراسيرى فى يرقات الحرير التوتية المشععة بأشعة جاما و الغير مشععة بغرض التشخيص المبكر للأمراض. بالنسبة لفيروس الفلاشيرى المعدى (IFV) المسبب لمرض الفلاشيرى، فقد تم استخلاص حامضة النووى RNA و أجرى علية تفاعل البلمرة المتسلسل العكسى ((RT-PCR  و البلمرة المتسلسل العشوائى ((RAPD-PCR ولكن لم يحدث أى إكثار لـ DNA المكافئ ((cDNA . بالنسبة لفيروس البوليهيدروزيز النووى (NPV) المسبب لمرض الجراسيرى فقد تم استخلاص حامضة النووى DNA وأستخدمت خمس إنزيمات قطع مختلفة لدراسة مدى الاختلاف فى نمط الحمض النووى التابع للفيروس المشعع و الغير مشعع. وقد أسفرت التجارب المعملية عن وجود تباعد جينى كبير بين العينتين تأثراً بالإشعاع. وعن طريق تحديد الأماكن التى قطع فيها كل إنزيم الشريط الوراثى فقد تم تصميم الخريطة الوراثية لكل عينة على حده.

على المستوى البيوكيميائى فقد تم دراسة نمط البروتين الطبيعى والمجزأ بواسطة SDS والبروتينات الدهنية و البروتينات الكربوهيدراتية فى السائل الدموى لكل من اليرقات المريضة المشععة و الغير مشععة بإستخدام جهاز التفريد الكهربى. أما دراسة البروتين الطبيعى فأسفرت عن وجود أحزمة بروتينية جديدة نتيجة لمرضى الفلاشيرى و الجراسيرى. وكانت نسبة التشابة الوراثى بين العينات المختبرة لا تتجاوز 44 %. بالنسبة للبروتينات الدهنية فقد أسفر مرض الفلاشيرى عن وجود 2 و 3 حزم جديدة لليرقات الغير مشععة و المشععة على التوالى. بينما فى مرض الجراسيرى فقد ظهرت 3 حزم جديدة فى اليرقات الغير مشععة فقط وكانت نسبة التشابة الوراثى بين العينات المختبرة لا تتجاوز 56 % . بالنسبة للبروتينات الكربوهيدراتية فقد ظهرت 4 و 5 حزم جديدة نتيجة لمرض الفلاشيرى فى اليرقات الغير مشععة و المشععة على التوالى. أما مرض الجراسيرى فقد أظهر 4 و 6 حزم جديدة فى كل من اليرقات الغير مشععة و المشععة على التوالى، بالنسبة للبروتين المجزأ بواسطة SDS فقد ظهرت حزمتين مشتركتين فى جميع العينات المختبرة أما مرض الفلاشيرى فأظهر 5 و 4 حزم بروتينية جديدة و كذلك مرض الجراسيرى أظهر 2 و 3 حزم بروتينية جديدة فى كل من اليرقات الغير مشععة و المشععة على التوالى، وكانت نسبة التشابة الوراثى بين العينات لم تتجاوز 56 %. وعلى هذا يمكن إعتبار كلاً من الأمراض و التشعيع عاملان مطفران على المستوى تحت الجينى ينتج عنهما موت اليرقات .

يتضح من خلال دراسة السمات البيوكيميائية و الجينية للفيروسين IFV و NPV أن الفيروسات المشععة تعتبر عزلات مختلفة عن الفيروسات الغير مشععة.

ABSTRACT

Genetic maps for the Bombyx mori infectious flacherrie virus (BmlFV) causing flacherrie (Fl) disease and nuclear polyhedrosis virus (BmNPV) causing grasserie (Gr) disease were built up in an attempt to diagnose diseases early in young larval stages. For the non-irradiated and irradiated viral RNA of IFV, no amplification was obtained by using RT-PCR and RAPD-PCR techniques. HcoRI, EcoRV, BamHI, Hind 111 and BamHI restriction enzymes were used to digest the non-irradiated and irradiated viral DNA of BmNPV. It was found that, the two viral DNA samples were genetically different; the similarity indexes were 0.14, 0, 0, 0.18 and 0.15, respectively. At the biochemical level, native protein electrophoresis showed 4 and 3 new proteins in non-irradiated and irradiated Fl diseased larvae, respectively, while Gr diseased larvae showed 1 and 3 new protein types. The similarity index (S.I) between all the tested samples was not exceeded 44%. For lipoprotein pattern, 2 and 3 new lipoprotein types were appeared due to Fl disease in the non-irradiated and irradiated haemolymph samples, respectively, while Gr disease showed 3 new lipoproteins in the non-irradiated samples only. The highest S.I recorded was 56%. Glycoprotein pattern revealed
3 and 5 new glycoprotein types appeared due to Fl disease while Gr disease showed 4 and 6 new types in the non-irradiated and irradiated samples, respectively. The highest S.I was 77%. Fractionated protein with SDS revealed 2 common bands shared between the tested samples with R_f values 0.28 and 0.71. Fl disease increased the number of protein bands with the appearance of 5 and 4 new proteins types. Gr disease reduced the total number of proteins with the appearance of 2 and 3 new types. The highest S.I was 59%. Both diseases and irradiation may be mutagenic through the epigenetic level in silkworm larvae leading to death. Thus, the results of the biochemical and genetic characterization of IFV and BmNPV enable us to conclude that the irradiated viruses are a distinct isolates from the non-irradiated viruses.