دوره 16، شماره 3 - ( پاییز 1403 )
جلد 16 شماره 3 صفحات 147-137 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Khaliliazar R, Golparvar A R, Zahravi M. (2024). Evaluation of Resistance of Bread Wheat Genotypes to Different Races of Powdery Mildew. J Crop Breed. 16(3), 137-147. doi:10.61186/jcb.16.3.137
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1530-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1530-fa.html
خلیلی آذر رضا، گل پرور احمد رضا، زهراوی مهدی. ارزیابی مقاومت ژنوتیپ‌های امیدبخش گندم نان به نژادهای مختلف سفیدک پودری پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1403; 16 (3) :147-137 10.61186/jcb.16.3.137
1- گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
2- گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
3- مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
2- گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
3- مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
چکیده: (273 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: گندم مهمترین گیاه زراعی در بسیاری از نقاط دنیاست که بیشترین سطح زیر کشت را نیز بهخود اختصاص داده است. تا جاییکه 30 درصد کل غلات تولید شده در دنیا به گندم تعلق دارد و بهعنوان غذای اصلی نیمی از مردم دنیا شناخته می‌شود. در عینحال، تنش‌های محیطی از جمله تنش‌های زیستی از مهمترین عوامل کاهش عملکرد گندم در سال‌های اخیر بوده است. سفیدک پودری (f.sp. triticiBlumeria graminis ) یکی از بیماریهای مهم گندم است که سالانه خسارات زیادی را به تولید گندم تحمیل می‌کند. از طرفی، مقاومت ژنوتیپ‌های مقاوم در گندم در طول زمان ثابت نیست و مقاومت تقریباً تمام ژن‌های مقاومت که بهطور معمول در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند، توسط نژادهای جدید بیماری‌زای سفیدک پودری شکسته شده است. زیرا تحقیقات نشان داده که فشار زیاد تحمیل شده از سوی ژن‌های مقاومت بر روی جمعیت‌های بیمارگر، سبب تکاملِ سریع نژادهای بیماری‌زای جدید و بهتبع آن، از بین رفتن مقاومت شده است.. بههمین دلیل، یکی از مؤثرترین و منطقی‌ترین روش‌های کنترل این بیماری که بیشترین سازگاری را با محیط زیست و کشاورزی پایدار داشته باشد، شناسایی و تولید ارقام مقاوم است که در این پژوهش نیز به بررسی مقاومت ژنوتیپ های ایرانی جهت دستیابی به ارقام مقاوم پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر تعداد 32 ژنوتیپ مختلف گندم نان (L.Triticum aestivum ) موجود در بخش تحقیقات ژنتیک و بانک ژن گیاهی ملی ایران، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، در معرض 10 پاتوتایپ با بیشترین میزان آلودگی در منطقه (مغان 1، مغان 2، مغان 3، مغان 4، مغان 5، گرگان 1، گرگان 2، ساری 1، ساری 2 و گنبد) این قارچ قرار گرفتند و میزان مقاومت آن‌ها در مرحله دو برگی در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. پاتوتایپ‌های مورد بررسی سفیدک پودری که از نقاط بیماری خیز کشور جمعآوری شده بودند، شامل پنج پاتوتایپ از مغان، دو پاتوتایپ از گرگان، دو پاتوتایپ از ساری و یک پاتوتایپ از گنبدکاووس انجام بود. تکثیر جدایه‌های بیماری روی رقم حساس بولانی که فاقد ژن Pm میباشد، انجام گرفت. ژنوتیپ‌ها توسط جدایه‌های تک کلونی شده بهروش مالشی تلقیح شدند و یک هفته بعد از تلقیح، واکنش ارقام افتراقی نسبت به بیماری براساس مقیاس صفر تا چهار طبق روش مینز و دیتز صورت گرفت. براساس این مقیاس تیپ آلودگی صفر، یک و دو در گروه مقاوم و تیپ آلودگی سه و چهار در گروه حساس قرار می‌گیرد. در این پژوهش، رقم بولانی (Bolani) بهعنوان شاهد حساس به بیماری سفیدک پودری در نظر گرفته شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های مورد بررسی از بین 10 پاتوتایپ سفیدک پودری جمعآوری شده از مراکز مهم آلودگی در کشور، بیشترین مقاومت را نسبت به پاتوتایپ مغان 5 نشان دادند. ژنوتیپ‌های TN127، TN79، TN7، TN180 و TN72 بهطور میانگین، بیشترین مقاومت را به 10 پاتوتایپ مورد بررسی نشان دادند. در مجموع، مقایسه پاتوتایپ‌های مختلف سفیدک پودری نشان داد که پاتوتایپ مغان 5 کمترین میزان بیماری‌زایی و ساری 1 بیشترین را نشان داد. علاوهبر این، همبستگی بین پاتوتایپ‌ها بهمنظور شناسایی پاتوتایپ‌های با قدرت بیماری‌زایی مشابه انجام شد که نشان داد که پاتوتایپ مغان 5 کمترین همبستگی را با سایر پاتوتایپ‌ها نشان داد که احتمالاً از مکانیسم متفاوتی برای بیماری‌زایی استفاده می‌کند. همچنین بالاترین میزان همبستگی معنی‌دار بین مغان2 با مغان3 (0/87) و گرگان2 (0/81) مشاهده شد که نشان دهنده مشابهت مکانیزم بیماری زایی در این سه پاتوتایپ است. از طرفی، نتایج تجزیه کلاستر ژنوتیپ‌ها را از نظر مقاومت به سفیدک پودری به دو گروه مجزا تقسیم نمود که بسیاری از ژنوتیپ‌های مورد بررسی در گروه رقم حساس بولانی قرار گرفتند. علاوه بر این، تجزیه کلاستر برای پاتوتایپ‌های سفیدک پودری نشان داد که پاتوتایپ مغان5 در یک گروه و بقیه پاتوتایپ‌ها در یک گروه دیگر قرار گرفتند. تجزیه بای‌پلات و سهبعدی براساس داده‌های تجزیه به مؤلفه‌های اصلی برای دو مؤلفه اول و دوم (87/95 درصد از تغییرات کل واریانس) نشان داد که پاتوتایپ مغان 5 همبستگی کمتری با سایر پاتوتایپ‌ها دارد. سمت منفی مؤلفه اول و همچنین سمت منفی مؤلفه دوم میزان مقاومت ژنوتیپ‌ها را نشان می‌دهد. بهطوریکه در ناحیه 1 ژنوتیپ‌های مقاوم قرار گرفتند.
نتیجه‌گیری: ژنوتیپ‌های مورد بررسی در این تحقیق تاکنون برای مقاومت به بیماری سفیدک پودری مورد ارزیابی قرار نگرفته‌اند. بنابراین، منابع مقاومتی که بدینطریق شناسایی شدند، برای اولینبار گزارش می‌شوند. بهطور کلی، تنوع بالقوه‌ای در بین ژنوتیپ‌ها نسبت به پاتوتایپ‌های مختلف مشاهده شد. از نظر بیماری‌زایی نیز از بین پاتوتایپ‌های مورد بررسی، پاتوتایپ مغان 5 کمترین بیماری‌زایی را در ژنوتیپ‌های مورد بررسی نشان داد. ژنوتیپ‌های مقاوم در این پژوهش می‌توانند بهعنوان ژنوتیپ‌های امیدبخش در برنامه‌های به‌نژادی گندم مورد استفاده قرار گیرند. روی هم رفته، از یافتههای این تحقیق چنین برمیآید که تنوع مطلوبی بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی از نظر مقاومت به نژادهای مختلف بیماری وجود دارد. با اینوجود از آنجائیکه شناسایی مقاومت گیاه بالغ منوط به غربالگری ژنوتیپ‌ها در شرایط مزرعه و صرف زمان زیادی میباشد، پیشنهاد میگردد از نشانگرهای مولکولی پیوسته با مقاومت به سفیدک پودری در تحقیقات آتی استفاده بهعمل آید.
مقدمه و هدف: گندم مهمترین گیاه زراعی در بسیاری از نقاط دنیاست که بیشترین سطح زیر کشت را نیز بهخود اختصاص داده است. تا جاییکه 30 درصد کل غلات تولید شده در دنیا به گندم تعلق دارد و بهعنوان غذای اصلی نیمی از مردم دنیا شناخته می‌شود. در عینحال، تنش‌های محیطی از جمله تنش‌های زیستی از مهمترین عوامل کاهش عملکرد گندم در سال‌های اخیر بوده است. سفیدک پودری (f.sp. triticiBlumeria graminis ) یکی از بیماریهای مهم گندم است که سالانه خسارات زیادی را به تولید گندم تحمیل می‌کند. از طرفی، مقاومت ژنوتیپ‌های مقاوم در گندم در طول زمان ثابت نیست و مقاومت تقریباً تمام ژن‌های مقاومت که بهطور معمول در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند، توسط نژادهای جدید بیماری‌زای سفیدک پودری شکسته شده است. زیرا تحقیقات نشان داده که فشار زیاد تحمیل شده از سوی ژن‌های مقاومت بر روی جمعیت‌های بیمارگر، سبب تکاملِ سریع نژادهای بیماری‌زای جدید و بهتبع آن، از بین رفتن مقاومت شده است.. بههمین دلیل، یکی از مؤثرترین و منطقی‌ترین روش‌های کنترل این بیماری که بیشترین سازگاری را با محیط زیست و کشاورزی پایدار داشته باشد، شناسایی و تولید ارقام مقاوم است که در این پژوهش نیز به بررسی مقاومت ژنوتیپ های ایرانی جهت دستیابی به ارقام مقاوم پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر تعداد 32 ژنوتیپ مختلف گندم نان (L.Triticum aestivum ) موجود در بخش تحقیقات ژنتیک و بانک ژن گیاهی ملی ایران، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، در معرض 10 پاتوتایپ با بیشترین میزان آلودگی در منطقه (مغان 1، مغان 2، مغان 3، مغان 4، مغان 5، گرگان 1، گرگان 2، ساری 1، ساری 2 و گنبد) این قارچ قرار گرفتند و میزان مقاومت آن‌ها در مرحله دو برگی در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. پاتوتایپ‌های مورد بررسی سفیدک پودری که از نقاط بیماری خیز کشور جمعآوری شده بودند، شامل پنج پاتوتایپ از مغان، دو پاتوتایپ از گرگان، دو پاتوتایپ از ساری و یک پاتوتایپ از گنبدکاووس انجام بود. تکثیر جدایه‌های بیماری روی رقم حساس بولانی که فاقد ژن Pm میباشد، انجام گرفت. ژنوتیپ‌ها توسط جدایه‌های تک کلونی شده بهروش مالشی تلقیح شدند و یک هفته بعد از تلقیح، واکنش ارقام افتراقی نسبت به بیماری براساس مقیاس صفر تا چهار طبق روش مینز و دیتز صورت گرفت. براساس این مقیاس تیپ آلودگی صفر، یک و دو در گروه مقاوم و تیپ آلودگی سه و چهار در گروه حساس قرار می‌گیرد. در این پژوهش، رقم بولانی (Bolani) بهعنوان شاهد حساس به بیماری سفیدک پودری در نظر گرفته شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های مورد بررسی از بین 10 پاتوتایپ سفیدک پودری جمعآوری شده از مراکز مهم آلودگی در کشور، بیشترین مقاومت را نسبت به پاتوتایپ مغان 5 نشان دادند. ژنوتیپ‌های TN127، TN79، TN7، TN180 و TN72 بهطور میانگین، بیشترین مقاومت را به 10 پاتوتایپ مورد بررسی نشان دادند. در مجموع، مقایسه پاتوتایپ‌های مختلف سفیدک پودری نشان داد که پاتوتایپ مغان 5 کمترین میزان بیماری‌زایی و ساری 1 بیشترین را نشان داد. علاوهبر این، همبستگی بین پاتوتایپ‌ها بهمنظور شناسایی پاتوتایپ‌های با قدرت بیماری‌زایی مشابه انجام شد که نشان داد که پاتوتایپ مغان 5 کمترین همبستگی را با سایر پاتوتایپ‌ها نشان داد که احتمالاً از مکانیسم متفاوتی برای بیماری‌زایی استفاده می‌کند. همچنین بالاترین میزان همبستگی معنی‌دار بین مغان2 با مغان3 (0/87) و گرگان2 (0/81) مشاهده شد که نشان دهنده مشابهت مکانیزم بیماری زایی در این سه پاتوتایپ است. از طرفی، نتایج تجزیه کلاستر ژنوتیپ‌ها را از نظر مقاومت به سفیدک پودری به دو گروه مجزا تقسیم نمود که بسیاری از ژنوتیپ‌های مورد بررسی در گروه رقم حساس بولانی قرار گرفتند. علاوه بر این، تجزیه کلاستر برای پاتوتایپ‌های سفیدک پودری نشان داد که پاتوتایپ مغان5 در یک گروه و بقیه پاتوتایپ‌ها در یک گروه دیگر قرار گرفتند. تجزیه بای‌پلات و سهبعدی براساس داده‌های تجزیه به مؤلفه‌های اصلی برای دو مؤلفه اول و دوم (87/95 درصد از تغییرات کل واریانس) نشان داد که پاتوتایپ مغان 5 همبستگی کمتری با سایر پاتوتایپ‌ها دارد. سمت منفی مؤلفه اول و همچنین سمت منفی مؤلفه دوم میزان مقاومت ژنوتیپ‌ها را نشان می‌دهد. بهطوریکه در ناحیه 1 ژنوتیپ‌های مقاوم قرار گرفتند.
نتیجه‌گیری: ژنوتیپ‌های مورد بررسی در این تحقیق تاکنون برای مقاومت به بیماری سفیدک پودری مورد ارزیابی قرار نگرفته‌اند. بنابراین، منابع مقاومتی که بدینطریق شناسایی شدند، برای اولینبار گزارش می‌شوند. بهطور کلی، تنوع بالقوه‌ای در بین ژنوتیپ‌ها نسبت به پاتوتایپ‌های مختلف مشاهده شد. از نظر بیماری‌زایی نیز از بین پاتوتایپ‌های مورد بررسی، پاتوتایپ مغان 5 کمترین بیماری‌زایی را در ژنوتیپ‌های مورد بررسی نشان داد. ژنوتیپ‌های مقاوم در این پژوهش می‌توانند بهعنوان ژنوتیپ‌های امیدبخش در برنامه‌های به‌نژادی گندم مورد استفاده قرار گیرند. روی هم رفته، از یافتههای این تحقیق چنین برمیآید که تنوع مطلوبی بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی از نظر مقاومت به نژادهای مختلف بیماری وجود دارد. با اینوجود از آنجائیکه شناسایی مقاومت گیاه بالغ منوط به غربالگری ژنوتیپ‌ها در شرایط مزرعه و صرف زمان زیادی میباشد، پیشنهاد میگردد از نشانگرهای مولکولی پیوسته با مقاومت به سفیدک پودری در تحقیقات آتی استفاده بهعمل آید.
فهرست منابع
1. Asad, M. A., Bai, B., Lan, C., Yan, J., Xia, X., Zhang, Y., & He, Z. (2014). Identification of QTL for adult-plant resistance to powdery mildew in Chinese wheat landrace Pingyuan 50. The Crop Journal, 2(5), 308-314. [DOI:10.1016/j.cj.2014.04.009]
2. Azodi, A., Soltanloo, H., Ramazanpour, S., & Darzi Ramandi, H. (2023). Canonical Correlation Analysis and Grouping of Bread Wheat Genotypes Based on Morphophenological Traits and Fusarium Head Blight Tolerance Indexes. J Crop Breed. 15(47), 91-102. [In Persian] [DOI:10.61186/jcb.15.47.91]
3. Bhullar, N. K., Street, K., Mackay, M., Yahiaoui, N., & Keller, B. (2009). Unlocking wheat genetic resources for the molecular identification of previously undescribed functional alleles at the Pm3 resistance locus. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(23), 9519-9524. [DOI:10.1073/pnas.0904152106]
4. Briceño-Felix, G., Huerta-Espino, J., Torres, L., Betbese, J. A., & Martin Sánchez, J. A. (2008). Yield losses caused by powdery mildew on bread wheat cultivars under irrigated Mediterranean conditions in Spain. Options Méditérr, 81, 183-185.
5. Clarkson, J. D. S. (2000). Virulence survey report for wheat powdery mildew in Europe, 1996-1998. Cereal Rusts and Powdery Mildews Bulletin. Available at: www. crpmb. org/2000/1204clarkson.
6. Li, N., Jia, H., Kong, Z., Tang, W., Ding, Y., Liang, J., ... & Ma, Z. (2017). Identification and marker-assisted transfer of a new powdery mildew resistance gene at the Pm4 locus in common wheat. Molecular Breeding, 37, 1-9. [DOI:10.1007/s11032-017-0670-4]
7. Mains, E. B., & Diktz, S. M. (1930). Physiologic forms of Barley mildew, Erysiphe graminis hordei. Phytopathology, 20(3).
8. Mustafa, G., Khong, N. G., Tisserant, B., Randoux, B., Fontaine, J., Magnin-Robert, M., ... & Sahraoui, A. L. H. (2017). Defence mechanisms associated with mycorrhiza-induced resistance in wheat against powdery mildew. Functional Plant Biology, 44(4), 443-454. [DOI:10.1071/FP16206]
9. Niewoehner, A. S., & Leath, S. (1998). Virulence of Blumeria graminis f. sp. tritici on winter wheat in the eastern United States. Plant Disease, 82(1), 64-68. [DOI:10.1094/PDIS.1998.82.1.64]
10. Oruc, H. H. (2010). Fungicides and their effects on animals. Fungicides, Carisse, O. (Ed.) In-Tech Publishers, 349-362.
11. Razavi, M., Dehghan, M. A., Safavi, S. A., Barari, H., Torabi, M., Karimi Jashni, M., & Kazemi, H. (2009). Evaluation of the field and seedling resistance of some advanced and elite lines of wheat to Blumeria graminis f.sp. tritici the causal agent of wheat powdery mildew in Iran. Applied Entomology and Phytopathology, 77(1), 133-150. [In Persian]
12. Saravana, S., Sabouri, H., Taliei, F., Biabani, A., Rahemi Karizaki, A. (2019). Genetic Diversity of Wheat Genotypes based on Resistance to Powdery Mildew, Grain Yield, Yield Components and Molecular Markers. Agricultural Biotechnology, 3(11), 57-82. [In Persian]
13. Shuangke, D., Yubin, X., & Xingyuan, W. (2002). Research Progress of Pathogene Virulence, Resistance Gens and Resistance Breeding of Wheat Powdery Mildew. Journal of Triticeae Crops, 22(2), 83-86.
14. Vahed Rezaei, A., Asghari, A., Norouzi, M., Aharizad, S., Roohparvar, R., Amini, A. (2024). Biometric Analysis of Some Physiological Traits Related to Stem Rust Disease Resistance in The Elit Wheat Lines. J Crop Breed, 16(49), 140-152. [In Persian] [DOI:10.61186/jcb.16.49.140]
15. Wang, J. M., Liu, H. Y., Xu, H. M., Li, M., & Kang, Z. S. (2012). Analysis of differential transcriptional profiling in wheat infected by Blumeria graminis f. sp. tritici using GeneChip. Molecular Biology Reports, 39, 381-387. [DOI:10.1007/s11033-011-0749-7]
16. Xin, M., Wang, X., Peng, H., Yao, Y., Xie, C., Han, Y., Ni, Z. and Sun, Q. (2012). Transcriptome comparison of susceptible and resistant wheat in response to powdery mildew infection. Genomics, Proteomics & Bioinformatics, 10(2), 94-106. [DOI:10.1016/j.gpb.2012.05.002]
17. Zahravi, M., Azimi, H., Dehghan, M., Allahyari, N., Alitabar, R., & Pourmoghaddam, H. (2017). Determinaton of Resistance Sources to Powdery Mildew (Blumeria graminis f.sp. tritici) in Iranian Bread Wheat Germplasm. Seed and Plant Journal, 33(1), 45-65. [In Persian]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
