دوره 13، شماره 38 - ( تابستان 1400 )
جلد 13 شماره 38 صفحات 178-169 |
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:
hasanian S, sofalian O, zare N, davari M. (2021). Gene Expression Analysis of some Resistance Genes in Ascochyta Blight Infected Chickpea (Cicer arietinum). jcb. 13(38), 169-178. doi:10.52547/jcb.13.38.169
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1237-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1237-fa.html
حسنیان سمیرا، سفالیان امید، زارع ناصر، تاری نژاد علیرضا، داوری مهدی. بررسی بیان برخی از ژن‌های مقاومت به بیماری برق‌زدگی درگیاه نخود زراعی پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1400; 13 (38) :178-169 10.52547/jcb.13.38.169
گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
چکیده: (2045 مشاهده)
بیماری برق‌زدگی که به وسیله قارچ Ascochyta rabiei ایجاد می‌شود، یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده کشت و تولید نخود در بیشتر مناطق دنیا و از جمله ایران است. القای مقاومت نسبت به پاتوژن‌ها از راهکارهایی است که گیاهان برای مقابله با تنش‌های زیستی به کار می‌برند. این تحقیق در سال 1397 به صورت آزمایش فاکتوریل دو عاملی (زمان-ژنوتیپ) در قالب طرح کامل تصادفی در سه تکرار برای هر کدام از زمان‌های انتخاب شده و گیاه شاهد در آزمایشگاه گروه اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. به منظور درک بهتر سیستم‌های دفاعی گیاه نخود در سطح مولکولی، دو ژنوتیپ حساس (FLIP 03-135C) و مقاوم نخود ( (FLIP 00-40Cدر گلخانه کشت شد و میزان بیان ژن‌های درگیر در مقاومت به بیماری برق‌زدگی نخود (Protein with leucine zipper، Snakin2،AFP-ca وPGIP ) در این ژنوتیپ‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور بعد از اینکه گیاهان به مرحله‌ی پنج تا هفت برگی رسیدند، با سوسپانسیون اسپور با غلظت 106×1/2 آلوده شدند و در زمان‌های 0، 6، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت پس از مایه‌زنی گیاه با قارچ A. rabiei،RNA کل از برگ‌های گیاهان مورد آزمایش استخراج و رشته اول cDNA سنتز شد. سطح تظاهر ژن‌های مذکور در نمونه های تیمار شده و شاهد، در ژنوتیپ نخود حساس و مقاوم به برق‌زدگی با استفاده از روش ارزیابی Real-Time PCR بررسی شد. سطح بیان هر چهار ژن مورد بررسی در این تحقیق در گیاه مقاوم نسبت به بیماری A. rabiei افزایش یافت. نتایج نشان داد که ژن‌های انتخاب شده Snakin2 و protein with leucine zipper در ارقام مقاوم در زمان 12 ساعت پس از مایه‌زنی، ژن AFP-ca از خانواده پپتیدهای ضدمیکروبی در زمان‌های اولیه 24-6 ساعت پس از مایه‌زنی و همچنین ژن PGIP از خانواده پروتئین‌های مهارکننده گالاکتوروناز در زمان 48 ساعت پس از مایه‌زنی حداکثر بیان را دارند. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که تمام ژن‌های مورد بررسی در این تحقیق در ارتباط با برهمکنش گیاه و بیمارگر بوده و ممکن است باعث کمک به القاء مقاومت در گیاه شوند.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1400/1/5 | ویرایش نهایی: 1400/5/6 | پذیرش: 1400/3/2 | انتشار: 1400/5/7
دریافت: 1400/1/5 | ویرایش نهایی: 1400/5/6 | پذیرش: 1400/3/2 | انتشار: 1400/5/7
فهرست منابع
1. Afzal, R., S.H. Marashi, N. Moshtaghi and H. Kavousi. 2014. Gene expression profiling of chitinase and β-1, 3 glucanase in chickpea infected by Ascochyta blight. Iranian Journal of Pulses Research, 1: 151-158 (In Persian).
2. Balaji, V., G. Sessa and C.D. Smart. 2011. Silencing of host basal defense response-related gene expression increases susceptibility of Nicotiana benthamiana to Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Phytopathology, 101: 349-357. [DOI:10.1094/PHYTO-05-10-0132]
3. Balaji, V. and C.D. Smart. 2012. Over-expression of snakin-2 and extensin-like protein genes restricts pathogen invasiveness and enhances tolerance to Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in transgenic tomato (Solanum lycopersicum). Transgenic Research, 21: 23-37. [DOI:10.1007/s11248-011-9506-x]
4. Bartel, D.P. 2004. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 116: 281-297. [DOI:10.1016/S0092-8674(04)00045-5]
5. Berrocal-Lobo, M., A. Segura, M. Moreno, G. Lopez, F. Garcia-Olmedo and A. Molina. 2002. Snakin-2, an antimicrobial peptide from potato whose gene is locally induced by wounding and responds to pathogen infection. Plant Physiology, 128: 951-961. [DOI:10.1104/pp.010685]
6. Coram, T.E. and E.C. Pang. 2005. Isolation and analysis of candidate ascochyta blight defence genes in chickpea. Part I. Generation and analysis of an expressed sequence tag (EST) library. Physiological and Molecular Plant Pathology, 66(5): 192-200. [DOI:10.1016/j.pmpp.2005.08.003]
7. Coram, T. E. and E.C. Pang. 2005. Isolation and analysis of candidate ascochyta blight defence genes in chickpea. Part II. Microarray expression analysis of putative defence-related ESTs. Physiological and Molecular Plant Pathology, 66(5): 201-210. [DOI:10.1016/j.pmpp.2005.08.002]
8. Coram, T.E. and E.C. Pang. 2006. Expression profiling of chickpea genes differentially regulated during a resistance response to Ascochyta rabiei. Plant Biotechnology Journal, 4(6): 647-666. [DOI:10.1111/j.1467-7652.2006.00208.x]
9. Davar, R., R. Darvishzadeh and A. Majd 2013. Changes in antioxidant systems in sunflower partial resistant and susceptible lines as affected by Sclerotinia sclerotiorum. Biologia, 68(5): 821-829. [DOI:10.2478/s11756-013-0235-x]
10. D'Ovidio, R., S. Roberti, M.D. Giovanni, C. Capodicasa, M. Melaragni and L. Sella. 2006. The characterization of the soybean polygalacturonaseinhibiting proteins (Pgip) gene family reveals that a single member is responsible for the activity detected in soybean tissues. Planta, 224: 633-645. [DOI:10.1007/s00425-006-0235-y]
11. ICARDA. 2000. Gene-pyramiding to control Ascochyta blight of chickpea. in: ICARDA Annual Report. Aleppo, Syria, pp: 45-47.
12. FAO. 2017. FAOSTAT database results from FAO website. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
13. Garcia-Brugger, A., O. Lamotte, E. Vandelle, S. Bourque, D. Lecourieux, B. Poinssot and A. Pugin. 2006. Early signaling events induced by elicitors of plant defenses. Molecular Plant-Microbe Interactions, 19(7): 711-724. [DOI:10.1094/MPMI-19-0711]
14. Graham, J.H. and M.E. Myers. 2011. Soil application of SAR inducers imidacloprid, thiamethoxam, and acibenzolar-S-methyl for citrus canker control in young grapefruit trees. Plant Disease, 95(6): 725-728. [DOI:10.1094/PDIS-09-10-0653]
15. Hasanian, S., O. Sofalian, N. Zare, A. Tarinejad, M. Davari and A. Pirzad. 2020. Evaluating resistance to Ascochyta blight in some chickpea genotypes and its impact on antioxidant enzymes activities, containing of Proline and carbohydrate. Plant Protection, 43(2): 19-33 (In Persian).
16. Kanouni, H., A.R. Taleei, R.S. Malhotra, S.A. Peyghambari, S.M. Okhovat and H.G. Khaligh. 2010. Genetics of ascochyta blight resistance in chickpea. Iranian Journal of Field Crop Science, 41 (2): 365-374 (In Persian).
17. Karri, V. and K.P. Bharadwaja. 2013. Tandem combination of Trigonella foenumgraecum defensin (Tfgd2) and Raphanus sativus antifungal protein (RsAFP2) generates a more potent antifungal protein. Functional and Integrative Genomics, 13(4): 435-443. [DOI:10.1007/s10142-013-0334-3]
18. Kaur, J., M. Thokala, A. Robert‐Seilaniantz, P. Zhao, H. Peyret, H. Berg and D. Shah. 2012. Subcellular targeting of an evolutionarily conserved plant defensin MtDef4. 2 determines the outcome of plant-pathogen interaction in transgenic Arabidopsis. Molecular Plant Pathology, 13(9): 1032-1046. [DOI:10.1111/j.1364-3703.2012.00813.x]
19. Kim, J., E. Bortz, H. Zhong, T. Leeuw, E. Leberer, A.K. Vershon and J.P. Hirsch. 2000. Localization and signaling of G(beta) subunit Ste4p are controlled by a factor receptor and the a-specific protein Asg7p. Molecular Cell Biology, 20(23): 8826-35 [DOI:10.1128/MCB.20.23.8826-8835.2000]
20. Leo, A.E., R. Ford and C.C. Linde. 2016. Genetic homogeneity of a recently introduced pathogen of chickpea, Ascochyta rabiei, to Australia. Biological Invasions, 17: 609-623. [DOI:10.1007/s10530-014-0752-8]
21. Livak, K.J. and T.D. Schmittgen. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 − ΔΔCT Method. Methods, 25(4): 402-408. [DOI:10.1006/meth.2001.1262]
22. Mahdavi Mashaki, K., A.A. Nasrollahnezhad Ghomi, M. Thudi, K. Zaynali Nezhad, A. Yamchi and H. Soltanloo. 2019. Transcription Factors Evaluation in a Transcriptome Analysis on Chickpea (Cicer arietinum L.) Under Drought Stress. Journal of Crop Breeding, 11(30): 133-141 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.11.30.133]
23. Moy, P., D. Qutob, B. Chapman, I. Atkinson and M. Gijzen. 2004. Patterns of gene expression upon infection of soybean plants by Phytophthora sojae. Molecular Plant-Microbe Interactions, 17: 1051-1062. [DOI:10.1094/MPMI.2004.17.10.1051]
24. Nicot, N., J. Hausman, L. Hoffmann and D. Evers. 2005. Housekeeping gene selection for real-time RT-PCR normalization in potato during biotic and abiotic stress. Journal of Experimental Botany, 56 (421): 2907-2914 [DOI:10.1093/jxb/eri285]
25. Nürnberg, D., D. Fütterer, F. Niessen, N. Norgaard-Pedersen, C.J. Schubert, R.F. Spielhagen and M. Wahsner. 1995. The depositional environment of the Laptev Sea continental margin: preliminiary results from the R/V Polarstern ARK IX-4 cruise. Polar Research, 14(1): 43-53. [DOI:10.1111/j.1751-8369.1995.tb00709.x]
26. Pande, S., K.H.M. Siddique, G.K. Kishore, B. Bayaa, P.M. Gaur, C.L.L. Gowda, T.W. Bretage and J.H. Crouch. 2005. Ascochyta blight of chickpea (Cicer arietinum L.): a review of biology, pathogenicity and disease management. Australian Journal of Agricultural Research, 56: 317-332. [DOI:10.1071/AR04143]
27. Pandey, P., V. Irulappan, M. Bagavathiannan and M. Kumar. 2017. Impact of combined abiotic and biotic stresses on plant growth and avenues for crop improvement by exploiting physio-morphological traits. Frontiers in Plant Science, 8(537): 1-15. [DOI:10.3389/fpls.2017.00537]
28. Porto, W.F. and O.L. Franco. 2013. Theoretical structural insights into the snakin/gasa family. Peptides, 44: 163-167. [DOI:10.1016/j.peptides.2013.03.014]
29. Rao, L.S., U.P. Ran, P.S. Deshmukh, P.A. Kumar and S.K. Panguluri. 2007. RAPD and ISSR fingerprinting in cultivated chickpea (Cicer arietinum L.) and its wild progenitor Cicer reticulatum Ladizinsky. Genetic Resources and Crop Evolution, 54: 1235-1244. [DOI:10.1007/s10722-006-9104-6]
30. Rea, G., O. Metoui, A. Infantino, R. Federico and R. Angelini. 2002. Copper amine oxidase expression in defense responses to wounding and Ascochyta rabiei invasion. Plant Physiology, 128: 865-875. [DOI:10.1104/pp.010646]
31. Sabokbari Abarghan, M., K. Zaynali Nezhad, E. Ebrahimie and H. Soltanloo. 2020. Identification of Pathways and Candidate Genes Associated with Resistance to Ascochyta Blight in a Mutant Chickpea Variety using RNA-Seq Analysis. Journal of Crop Breeding, 12(33): 69-75 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.12.33.69]
32. Santra, D.K., M. Tekeoglu, M. Ratnaparkhe, W.J. Kaiser and F.J. Muehlbauer. 2000. Identification and mapping of QTLs conferring resistance to Ascochyta blight in chickpea. Crop Science, 40: 1606-1612. [DOI:10.2135/cropsci2000.4061606x]
33. Santra, S., P. Zhang, K. Wang, R. Tapec and W. Tan. 2001. Conjugation of biomolecules with luminophore-doped silica nanoparticles for photostable biomarkers. Analytical Chemistry, 73(20): 4988-4993. [DOI:10.1021/ac010406+]
34. Singh, K.B. and M.V. Reddy. 1983. Inheritance of resistance to Ascochyta blight in chickpea. Crop Science, 23: 9-10. [DOI:10.2135/cropsci1983.0011183X002300010003x]
35. Thakur, M. and B.S. Sohal. 2013. Role of elicitors in inducing resistance in plants against pathogen infection: a review. ISRN Biochemistry, 2013: 1-10. [DOI:10.1155/2013/762412]
36. Tekeoglu, M., D.K. Santra, W.J. Kaiser and F.J. Muehlbauer. 2000. Ascochyta blight resistance inheritance in three chickpea recombinant inbred line populations. Crop Science, 40: 1251-1256. [DOI:10.2135/cropsci2000.4051251x]
37. Tristan, E., T.E. Coram and E.C. Pang. 2005. Isolation and analysis of candidate ascochyta blight defence genes in chickpea. Part II. Microarray expression analysis of putative defence-related ESTs. Physiological and Molecular Plant Pathology, 66: 201-210. [DOI:10.1016/j.pmpp.2005.08.002]
38. Udupa, S.M., F. Weigand, M.C. Saxena and G. Kahl. 1998. Genotyping with RAPD and microsatellite markers resolves pathotype diversity in the ascochyta blight pathogen of chickpea. Theoretical and Applied Genetics, 97: 299-307. [DOI:10.1007/s001220050899]
39. Varshney, R.K., C. Song, R.K. Saxena, S. Azam, S. Yu, A.G. Sharpe and T. Millan. 2013. Draft genome sequence of chickpea (Cicer arietinum) provides a resource for trait improvement. Nature Biotechnology, 31(3): 240- 246. [DOI:10.1038/nbt.2491]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
