دوره 11، شماره 32 - ( زمستان 1398 )                   جلد 11 شماره 32 صفحات 124-132 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Rahneshan M, Taliei F, Ahangar L, Sabouri H, Kia S. Effect of Chitosan on the Expression Pattern of Some Pathogenecity Related Genes in Wheat Infected with Powdery Mildew. jcb. 2019; 11 (32) :124-132
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-896-fa.html
راه‌ نشان منصوره، طلیعی فاختک، آهنگر لیلا، صبوری حسین، کیا شعبان. بررسی اثر کیتوزان بر الگوی بیان برخی از ژن های مرتبط با بیماری زایی در گندم آلوده به بیماری سفیدک پودری. پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی. 1398; 11 (32) :124-132

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-896-fa.html


گروه تولیدات گیاهی، دانشگاه گنبد کاووس
چکیده:   (492 مشاهده)
     بیماری سفیدک سطحی گندم که توسط قارچ Blumeria graminis f.sp.tritici ایجاد می‌شود، یکی از مهمترین بیماریهای گندم می‎باشد که همه ساله باعث کاهش شدید عملکرد میگردد. استفاده از مواد شیمیایی برای کنترل بیماری‎های گیاهی هزینه‎بر بوده و آثار زیست محیطی نامطلوبی را ایجاد می‎کند، بر‌ همین اساس استفاده از مواد شیمیایی غیر‌سمی که سیستم ایمنی گیاه را فعال کند مطلوب به­ نظر می‎رسد. در این پژوهش تاثیر کیتوزان بهعنوان یک عامل تحریک کننده سیستم دفاعی گیاه بر روی الگوی بیان ژن‎های مرتبط با بیماری‌زایی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی الگوی بیان ژن‎های PR1, PR2, PR5 در گندم تیمار شده با غلظت‏های مختلف کیتوزان (صفر، 250و 500 میلی‏گرم در لیتر)، آزمایشی به­ صورت فاکتوریل در قالب کاملا تصادفی با سه تکرار و در چهار زمان مختلف با استفاده از تکنیک Real time PCR انجام شد. براساس نتایج بهدست آمده، درصد تعداد کلنی رشدیافته در برگ گیاهان تیمارشده با کیتوزان 250 نسبت به گیاهان شاهد 3/42 درصد کاهش یافت. نتایج حاصل از qPCR نشان داد که پس از آلودگی با بیمارگر، میزان بیان هر سه ژن در گیاهان تیمارشده با کیتوزان افزایش معنیداری نسبت به گیاهان شاهد داشته است. حداکثر میزان بیان ژنها در ساعت 12 پس از آلودگی مشاهده شد و پس از آن کاهش یافت. تغییرات در گیاهان شاهد ناچیز و تدریجی بود در حالی که در گیاهان تیمارشده القای ژن‌های دفاعی در ساعات اولیه پس از آلودگی نسبت به گیاهان شاهد با سرعت بیشتری رخ داد. همچنین غلظت 250 میلی‎گرم در لیتر کیتوزان تأثیر قوی‌تری در القای ژن‎های دفاعی گیاه نسبت به غلظت 500 میلیگرم در لیتر نشان داد. نتایج نشان میدهد کاربرد کیتوزان میتواند نقش مهمی درافزایش مقاومت گیاه گندم در برابر بیماری سفیدک پودری ایفا نماید.
.

 
متن کامل [PDF 1142 kb]   (95 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1396/10/18 | ویرایش نهایی: 1398/11/13 | پذیرش: 1397/7/8 | انتشار: 1398/10/23

فهرست منابع
1. Agrawal, G.K., R. Rakwal, M. Tamogami, A. Yonekura and H. Saji. 2002. Chitosan active defense/stress response in the leaves of Oryza sativa seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 40: 1061-1069 . [DOI:10.1016/S0981-9428(02)01471-7]
2. Ahangar, L., V. Babaezad, G.A. Ranjbar, H. Najafi Zarrini and A. Biabani. 2016. Study of PR gene expression pattern related to in induced resistance to powdery mildew in susceptible wheat genotype after treating with salicylic acid. journal of crop breeding, 8(17): 208-218. [DOI:10.18869/acadpub.jcb.8.17.218]
3. Alam, M.A., M.S.N. Mandal, C. Wang and W. Ji. 2013. Chromosomal location and ssr maekers of a powdery mildew resistance gene in common wheat line N0308. African Journal of Microbiology Research, 7: 477-482.
4. Anusuya, S. and M. Sathiybama. 2014. Effect of chitosan on rhizome rot disease of turmeric caused by Pythium aphanidermatum. ISRN Biotechnology, Article ID: 305349, 5 pp. [DOI:10.1155/2014/305349]
5. Ben-Shalom, N. and E. Fallik. 2003. Further suppression of Botrytis cinerea disease in cucumber seedling by chitosan-copper complex as compared with chitosan alone. Phytoparasitica, 31: 99-102. [DOI:10.1007/BF02979773]
6. Braun, U. 1987. A Monograph of Erysiphales (powdery mildew). J. Cramer, Berlin. 700 pp.
7. Chen, L.F. and J.Y. Xu. 2001. Agricultural phytopathology. China Agriculture Press, Beijing, China.
8. Dordas, C. 2009. Role of nutrients in controlling plant diseases. In Lichtfouse, E., Navarrete, M., Debaeke, P., Véronique, S., Alberola C. (Ed.), Sustainable Agriculture: A Review. Springer Netherlands, 369-360 pp.
9. Ebrahimi, A., F. Taliei and A. Zolfaghari. 2017. Study the antifungal effect of chitosan and salicylic acid on the casual agent of rice root and crown rot. The second National congress of Monitoring and Forecasting in Plant Protection, 701-704.
10. Ebrahimi, A., F. Taliei and A. Zolfaghari. 2017. Study the induction of resistance in rice against root and crown rot disease using chitosan. The second National congress of Monitoring and Forecasting in Plant Protection, 589-593.
11. Edreva, A. 2004. A novel strategy for plant protection: Induced resistance. Journal of Cell and Molecular Biology, 3: 61-69.
12. Ghazimohseni, V. and S.K. Sabbagh. 2016. Effect of chitosan on gene expression and activity of enzymes involved in resistant induction to fusariuse of wheat. Iranian Journal of Plant Protection, 46(2): 363-371.
13. Guan, Y.J., J. Hu, X.J. Wang and C.X. Shao. 2009. Seed priming with chitosan improves maize germination and seedling growth in relation to physiological changes under low temperature stress. Journal of Zhejiang Univ Science B, 10: 427-433. [DOI:10.1631/jzus.B0820373]
14. Hernàndez, H., M. Figueredo, N. Garrido, L. Sànchez and J. Sarracent. 2005. Intranasal immunisation with a 62 kDa proteinase combined with cholera toxin or CpG adjuvant protectsagainst Trichomonas vaginalis genital tract infections in mice. International Journal for Parasitology, 35: 1333-1337. [DOI:10.1016/j.ijpara.2005.08.010]
15. Hofgaard, I., Å. Ergon, L. Wanner and A.M. Tronsmo. 2005. The Effect of Chitosan and Bion on Resistance to Pink Snow Mould in Perennial Ryegrass and Winter Wheat. Journal of Phytopathology, 153(2): 108 -119. [DOI:10.1111/j.1439-0434.2005.00937.x]
16. Hon, W., M. Griffith, A. Mlynarz, Y. Kwok and D. Yang. 1995. Antifreeze proteins in winter rye are similar to pathogenesis-related proteins. Plant Physiology, 109: 879-889. [DOI:10.1104/pp.109.3.879]
17. Jayaraj, J., M. Rahman, A. Wan and Z.K. Punja. 2009. Enhanced resistance to foliar fungal pathogens in carrot by application of elicitors. Annals of Applied Biology, 155: 71-80. [DOI:10.1111/j.1744-7348.2009.00321.x]
18. Kheiri, A., S.A. Moosawi Jorf, A. Malihipour, H. Saremi and M. Nikkhah. 2016. Application of chitosan and chitosan nanoparticles for the control of Fusarium head blight of wheat (Fusarium graminearum) in vitro and greenhouse. International Journal of Biological Macromolecules, 93(A): 1261-1272. [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2016.09.072]
19. Koers, S., A. Guzel-Deger, I. Marten and M.R. Roelfsema. 2011. Barley mildew and its elicitor chitosan promote closed stomata by stimulating guard-cell S-type anion channels. Plant Journal, 68: 670-680. [DOI:10.1111/j.1365-313X.2011.04719.x]
20. Kurita, K. 1998. Chemistry and application of chitin and chitosan. Polymer Degradation and Stability, 59(1-3): 117-120. [DOI:10.1016/S0141-3910(97)00160-2]
21. Kumar, M.N. 2000. A review of chitin and chitosan applications. Reactive and Functional Polymers, 46: 1-2. [DOI:10.1016/S1381-5148(00)00038-9]
22. Livak, K.J. and T.D. Schmittgen. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2ΔΔct CT method. Methods, 25: 402-408. [DOI:10.1006/meth.2001.1262]
23. Mohammadi, M.M., V. Babaeizad, H. Rahimian and Sh. Ebrahim Nejad. 2017. Screening of some Barley Lines Against Powdery Mildew Agent and Considering of NH1 and Several Pathogenesis Related Genes in Disease Resistance. Journal of Crop Breeding, 22 (In press).
24. Molitor, A., D. Zajic, L.M. Voll, J. Pons-Hückelhoven, B. Samans, H. Kogel and F. Waller. 2011. Barley Leaf Transcriptome and Metabolite Analysis Reveals New Aspects of Compatibility and Piriformospora indica-Mediated Systemic Induced Resistance to Powdery Mildew. Molecular Plant-Microbe Interaction, 24: 1427-1439. [DOI:10.1094/MPMI-06-11-0177]
25. Nandeeshkumar, P., J. Sudisha, K. Ramachandra, H.S. Prakash, S.R. Niranjana and S. Shekar. 2008. Chitosan induced resistance to downy mildew in sunflower caused by Plasmopara halstedii. Physiological and Molecular Plant Pathology, 72: 188-194. [DOI:10.1016/j.pmpp.2008.09.001]
26. Pan, S.Q., X.S.Ye and J. Kuc. 1989. Direct detection of β-1,3-glucanase isozymes on polyacrylamide electrophoresis and isoelectrofocusinggels. Analls of Biochemistry, 182: 136-140. [DOI:10.1016/0003-2697(89)90730-6]
27. Roberts, H. and P.E. Kolattukudy. 1989. Molecular cloning nucleotide sequence and abscisic acid induction of a suberization-associated highly anionic peroxidasa. Molecular Genomic and Genetic, 217: 223-232. [DOI:10.1007/BF02464885]
28. Rodriguez, A.T., M.A. Ramirez, R.M. Cardenas, A.N. Hernandez, M.G. Velazquez and S. Bautista. 2007. Induction of defense response of Oryza sativa against Pyrcularia grisea by treating seeds with chitosan and hydrolyzed chitosan. Pest Biochemistry and Physiology, 89: 206-215. [DOI:10.1016/j.pestbp.2007.06.007]
29. Sabbagh, S., A. Sabbagh, J. Abkho and F. Mostafavi. 2016. Effect of chitosan on the induction of resistance in cucumber against Pythium aphanidermatum. Journal of Plant Protection, 30(2): 219-229.
30. Saikia, R., B.P. Singh, R. Kumar and D.K. Arora. 2005. Detection of pathogenesis related proteins-chitinase and-1,3 glucanase in induced chickpea. Current Science, 89: 659-663.
31. Schultheiss, H., C. Dechert, L. Kiraly, J. Fodor, K. Michel, K-H. Kogel and R. Huckelhoven. 2003. Functional assessment of the pathogenesis-related proeein PR-1b in barley. Plant Science, 162: 1275-1280. [DOI:10.1016/S0168-9452(03)00336-4]
32. Simmons, C.R. 1994. The physiology and molecular biology of plant 1, 3-β-D-glucanases and 1,3;1, 4-β-D-glucanases. Crit. Review of Plant Science, 133: 325-387. [DOI:10.1080/07352689409701919]
33. Soltanloo, H., E. Ghadirzade Khorzoghi, S.S. Ramezanpour, M. Kalate Arabi and M.H. Pahlavani. 2010. The expression profile of Chi-1, Glu-2, Glu3 and PR1. 2genes in scab- resistant and susceptible wheat cultivars during infection by Fusarium graminearum. Plant Omics Journal, 5: 162-166.
34. Stintzi, A., T. Heitz, V. Prasad, S. Wiedemann-Merdinoglu, S. Kauffmann, P. Geoffroy, M. legrand and B. Fritig. 1993. Plant Pathogenesis- related proteins and their role in defense against pathogens. Biochimistry, 75(8): 687-706. [DOI:10.1016/0300-9084(93)90100-7]
35. Sun, B., L. Dc., C. Xy, R.F. Guo and Y. Wang. 2004. Induction ,purification and antifungal activity of beta-1,3-glucanase from wheat leaves. Plant Pathology, 30(4): 399-404.
36. Terry, L.A. and D.C. Joyce. 2004. Elicitors of induced disease resistance in postharvest horticultural crop: a brief review. Postharvest Bological Technology, 32: 1-13. [DOI:10.1016/j.postharvbio.2003.09.016]
37. Van Kan, J.A.L., M. Joosten and C.A.M. Wagemakers. 1992. Differential accumulation of mRNAs encoding extracellular and intracellular PR proteins in tomato induced by virulent and avirulent races of Cladosporium fulvum. Plant Molecular Biology, 20: 513-527. [DOI:10.1007/BF00040610]
38. Van Loon, L.C., M. Rep and C.M.J. Pieterse. 2006. Significance of Inducible Defense-related Proteins in Infected Plants. Phytopathology, 44: 135-162. [DOI:10.1146/annurev.phyto.44.070505.143425]
39. Veladi, S., M.J. Soleimani pari, G.H. Khodakaramian and T. Ghyasvand. 2013. Effect of salicylic acid & chitosan on induction of resistance in chickpea against fusarial wilt and root rot. Iranian Journal of Plant Pathology, 49(2): 59-61.
40. Velazhahan, R., K. Chen-Cole, C.S. Anuratha and S. Muthukrishnan. 1998. Induction of thaumatin-like proteins (TLPs) in Rhizoctonia solani- infected rice and characterization of two new cDNA clones. Physiologia Plantarum, 102: 21-28. [DOI:10.1034/j.1399-3054.1998.1020104.x]
41. Vigers, A.J., S. Wiedemann, W.K. Roberts, M. Legrand, C.P. Selitrennikoff and B. Fritig. 1992. Thaumatin-like pathogenesisrelated proteins are antifungal. Plant Science, 83: 155-161. [DOI:10.1016/0168-9452(92)90074-V]
42. Wilson, C.L., E.L. Ghaouth, A. Ghaluts, S. Droby, C. Stevens, J.L. Lu, V. Khan and J. Arul. 1994. Potential of induced resistance to control postharvest disease of fruits and vegetables. Plant Disease, 78: 837-844. [DOI:10.1094/PD-78-0837]
43. Xin, T., X. Wang, H. Peng, Y. Yao, Ch. Xie, Y. Han, Zh. Ni and Q. Sun. 2012. Transcriptome Comparison of Susceptible and Resistant Wheat in Response to Powdery Mildew Infection. Genomics Proteomics Bioinformatics, 10: 94-106. [DOI:10.1016/j.gpb.2012.05.002]
44. Zhang, K., L. Zhao, Y. Hai, G. Chen and J. Tian. 2008. QTL Mapping for Adult Plant Resistance to Powdery Mildew, Lodging Resistance, and Internode Length Below Spike in Wheat. Acta Agronomic Sinco, 34: 1350-1357. [DOI:10.3724/SP.J.1006.2008.01350]
45. Zhang, D. and P.C. Quantick. 1998. Antifungal effects of chitosan coating on fresh strawberries and raspberries during storage. Journal of Horticulture and science Biotechnology, 73: 763-767. [DOI:10.1080/14620316.1998.11511045]
46. Zeighaminejad, R. and Gh.R. Sharifi Sirchi. 2013. Study of PR gene expression and activity of effective enzymes in induced resistance to powdery mildew by salicylic acid. Agricultural Biotechnology, 5(1): 97-110.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 All Rights Reserved | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by : Yektaweb