Journal of Crop Breeding

fa بررسی اثر فسفیت پتاسیم در القای بیان برخی ژن های مقاومت در برنج در پیرو آلودگی با عامل بیماری شیت بلایت Rhizoctinia solani The Effect of Potassium Phosphite in the Induction of Some Rice Resistance Genes in Following the Sheet Blight Disease Agent Rhizoctinia Solani بيوتكنولوژي گياهي بيوتكنولوژي گياهي پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: برنج (Oryza sativa L.) یکی از مهمترین غلات می باشد که دارای ارزش غذایی بالایی بوده و در اکثر کشورها یکی از اصلی ترین اجزا در سبد غذایی مردم است. سوختگی غلاف برنج یکی از مهمترین بیماری های برنج بوده و عامل آن نیز پاتوژن Rhizoctonia solani (Teleomorph:Thanatephorus cucumeris) می باشد. القای بیان ژن  های مرتبط با مقاومت یکی از کم هزینه ترین و امن ترین روش ها در مدیریت بیماری های گیاهی محسوب شده و عوامل زیستی و غیر زیستی مختلفی در افزایش بیان این ژن ها در گیاهان ایفای نقش می کنند. فسفیت ها از جمله ترکیبات شیمیایی هستند که باعث القای مقاومت شده و قادر به کنترل بیماری ها با اثر مستقیم بر پاتوژن و غیرمستقیم با تحریک پاسخ های دفاعی میزبان می شوند. در این تحقیق، اثرات کاربرد فسفیت پتاسیم بر میزان بیان برخی از ژن های مقاومت در دو رقم طارم (مقام) و خزر (حساس) آلوده شده با R. solani بررسی شد. مواد و روش: پژوهش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دو رقم طارم (مقاوم) و خزر (حساس) و دو تیمار فسفیت پتاسیم و قارچ R. solani انجام گردید. برگ های تیمار شده با فسفیت پتاسیم و شاهد به قارچ عامل بیماری آلوده و در زمان های 0، 24، 48، 72 و 96 ساعت بعد از آلودگی، نمونه برداری شدند. پس از استخراج RNA و ساخت cDNA، واکنش Real-time PCR جهت بررسی الگوی بیان با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن ها PAL، LOX، PR1، PR3 و PR5، برگ های انجام گردید. یافته ها: در این مطالعه افزایش معنی داری در میزان بیان ژن های PAL و LOX در ساعت 24 و ژن های PR1، PR3 و PR5 در ساعت 48 تیمارها نسبت به شاهد مشاهده شد. اثرات تیمارها در تمامی صفات در میزان بیان ژن های LOX، PR1، PR3 و PR5 معنی دار بوده ولی در میزان بیان ژن PAL اثرات تیمارها در صفت های تیمار-رقم و تیمار-رقم-زمان غیر معنی دار ولی در صفات دیگر معنی دار بود. بین رقم مقاوم (طارم) و رقم حساس (خزر) به جز ژن PR1 در مابقی ژن ها مقایسه میانگین معنی دار بود و بین تیمارها تمامی پنچ ژن دارای مقایسه میانگین معنی دار وجود داشت. نتیجه گیری: یافته ها نشان دهنده این است که فسفیت پتاسیم باعث پاسخ سریع و شدید گیاه در برابر بیمارگر R. solani از طریق القای ژن های مختلف شده و به دنبال آن منجر به افزایش تحمل گیاه می شود. در رقم طارم به دلیل این که ژن های بررسی شده زودتر و بیشتر بیان شدند دارای مقاومت بیشتری نسبت به رقم خزر است.</div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important cereals which known to have high nutritional value in foods population worldwide. Rice sheath blight is considered as a critical diseases and Rhizoctonia solani (Teleomorph: Thanatephorus cucumeris) is the causal agent of the disease. Induction of resistance by chemical compounds is a very interesting alternative approach in plant disease management. Various biotic and abiotic factors have a role in activation of resistance genes expression in plants. Potassium phosphite is among the chemical compounds which is able to induce of resistance genes in plants and leads to suppression of diseases by directly affecting the pathogens and indirectly by stimulating the host defense responses. In this study, the effects of potassium phosphite application was considered on the expression of some pathogenesis related genes in both Tarom (Resistance) and Khazar (susceptible) cultivars in challenging with R. solani. Material and methods<a name="_Hlk117449408">:</a> The factorial experiment completely randomized design was used in this research. The effect of Potassium phosphite on Tarom (Resistance) and Khazar (Sensitive) rice cultivars in challenging with R. solani was considered. Four weeks old rice treated with potassium phosphite and as well mock plants were infected with the disease causal agent, R. solani. The sampling carried out at 0, 24, 48, 72 and 96 hours after infection. After total RNA extraction and cDNA synthesis, real-time quantitative PCR was performed to studying the expression pattern of PAL, LOX, PR1, PR3 and PR5 genes using specific primers. Results: In this research, findings demonstrated that there is a significant increase in the expression of PAL, LOX, PR1, PR3 and PR5 genes in potassium phosphite treated rice when compared to the mock plants. The effects of the treatments in all traits in the expression level of LOX, PR1, PR3 and PR5 genes were significant, but in the expression level of the PAL gene, in the treatment-cultivar and treatment-cultivar-time traits were not significant. Nevertheless, for the other traits it was significant. Between the Tarom (Resistance) and Khazar (Susceptible) cultivars, except for the PR1 gene, there was a significant difference in the rest of mentioned genes. As well, between the treatments, all five genes had a significant mean comparison. Conclusion: These findings show that potassium phosphite causes a rapid and intense response of the rice plant against R. solani through the induction of different genes and leads to increase in sheat blight disease resistance. Actually in Tarom cultivar, resistance genes were expressed faster and further than Khazar cultivar.  </div> برنج , فسفیت پتاسیم و ژن های مقاومت, R. solani Potassium phosphite, Rice, R. solani, Resistance genes 62 72 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-206-4&slc_lang=fa&sid=1 Milad Habibi Daronkolaei میلاد حبیبی درونکلایی milad.habibi08@gmail.com 100319475328460021806 100319475328460021806 No Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University - - Departeman of Plant Protection, Agronomy Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Mazandaran, Iran دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری valiollah babaeizad ولی اله بابایی زاد babaeizad@yahoo.com 100319475328460021807 100319475328460021807 Yes Associated prof. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Departeman of Plant Protection, Agronomy Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Mazandaran, Iran دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری Mohammad ali Tajick ghanbari محمد علی تاجیک قنبری m.tajick@gmail.com 100319475328460021808 100319475328460021808 No Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Departeman of Plant Protection, Agronomy Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Mazandaran, Iran دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، کیلومتر 9 جاده دریا، گروه گیاه پزشکی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران Heshmatollah Rahimian حشمت اله رحیمیان rahimian.h@gmail.com 100319475328460021809 100319475328460021809 No Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Departeman of Plant Protection, Agronomy Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Mazandaran, Iran استاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، کیلومتر 9 جاده دریا، گروه گیاه پزشکی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران Ali Dehestani علی دهستانی a.dehestani@gmail.com 100319475328460021810 100319475328460021810 No Tabarstan Biotechnology Research Institute, Tabarstan Genetics and Biotechnology Research Institute, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Mazandaran, Iran پژوهشکده زیست فناوری طبرستان، پژوشکده ژنتیک و زیست فناوری تبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران، ایران