تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 743 |
تعداد مقالات | 7,072 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,128,887 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,850,755 |
بررسی ژنتیکی مقاومت لاینهای امیدبخش گندم نسبت به فاکتور (ژن)های بیماریزایی نژادهای زنگ زرد و زنگ قهوهای | ||
تحقیقات غلات | ||
دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 49، اسفند 1402، صفحه 351-366 اصل مقاله (398.24 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2024.26308.1801 | ||
نویسندگان | ||
امیر کبیری* 1؛ فائزه زعفریان2؛ علی عمرانی3 | ||
1مربی پژوهش، موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
2دانشیار، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
3استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشـاورزی و منـابع طبیعـی اردبیـل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مغان، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: زنگ زرد (Puccinia striiformis f. sp. tritici) و زنگ قهوهای (Puccinia triticina Eriks) از شایعترین و خسارتزاترین بیماریهای قارچی گندم در سراسر جهان هستند. استفاده از مقاومتهای ژنتیکی کارآمدترین، سالمترین و اقتصادیترین روش کنترل زنگها است. اولین گام در برنامههای بهنژادی گندم برای ایجاد مقاومتهای ژنتیکی موثر (رقمهای مقاوم) نسبت به بیماری زنگها، اطلاع از ویژگیهای نژادهای بیمارگر زنگها در مناطق مختلف و در مرحله بعد برای پیشبرد برنامههای بهنژادی تولید ارقام مقاوم، شناسایی منابع مقاومت است. هدف از این مطالعه، تعیین الگوی پرآزاری عوامل بیماریزای مرتبط با هر یک از زنگها روی ژنهای مقاومت در مجموعه ارقام و لاینهای استاندارد و افتراقی بینالمللی و ارزیابی واکنش لاینهای امیدبخش گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد و قهوهای بهمنظور شناسایی منابع مقاومت بود. مواد و روشها: نژادهای پنج جدایه زنگ زرد جمعآوری شده از مناطق کرج، ساری، زرقان، مغان، مشهد و سه جدایه زنگ قهوهای جمعآوری شده از مناطق گرگان، مغان و اهواز تعیین شدند. بهمنظور شناسایی منابع مقاومت نسبت به نژادهای مورد مطالعه، واکنش 23 لاین امیدبخش گندم (ERWYT-N99) در مراحل گیاهچهای (در گلخانه زنگ موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه و نهال و بذر کرج) و گیاه بالغ (در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، مغان) بررسی شد. واکنش مقاومت لاینها نسبت به پنج نژاد زنگ زرد و سه نژاد زنگ قهوهای در مرحله گیاهچهای در آزمایشهای مجزا در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی شد. در مرحله گیاه بالغ نیز واکنش مقاومت لاینها تحت شرایط مزرعه و آلودگی طبیعی زنگ زرد و قهوهای با استفاده از ویژگیهای پیشرفت بیماری روی گیاه و درصد شدت بیماری ظهور یافته روی برگها بررسی شد. یافتههای تحقیق: بر اساس نتایج تعیین نژاد جدایهها در این مطالعه، جدایههای زنگ زرد جمعآوری شده از مناطق کرج، ساری، زرقان، مغان و مشهد بهترتیب بهعنوان نژادهای 14E158A+, Yr27، 142E158A+, Yr27، 6E134A+, Yr27، 166E62A+, Yr27 و 6E142A+, Yr27 و جدایههای زنگ قهوهای جمعآوری شده از مناطق گرگان، مغان و اهواز بهترتیب بهعنوان نژادهای FDTTS، FKTTS و FJTTS شناسایی شدند. ژنهای مقاومت Yr1، Yr4، Yr5، Yr10، Yr15، Yr24، YrSU، YrSP و YrCV از جمله ژنهای مقاومت موثر نسبت به نژادهای زنگ زرد و ژنهای مقاومت Lr1، Lr2a، Lr9، Lr19 و Lr28 نیز از جمله ژنهای مقاومت موثر نسبت به نژادهای زنگ قهوهای بودند. نتایج نشان داد که از لحاظ ژنتیکی تفاوت معنیداری بین واکنش لاینهای گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد و زنگ قهوهای وجود داشت. بر اساس واکنش مقاومت لاینهای گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد در هر دو مرحله گیاهچهای و گیاه بالغ، لاینهای گندم در دو گروه اصلی (مقاوم و نیمهمقاوم تا نیمهحساس) تفکیک شدند، بهطوری که بهجز لاینهای شماره 21 و 22 که دارای واکنش نیمهمقاوم تا نیمهحساس بودند، سایر لاینهای گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد مقاومت قابل قبولی را نشان دادند. همچنین، بر اساس واکنش مقاومت لاینهای گندم نسبت به نژادهای زنگ قهوهای در هر دو مرحله گیاهچهای و گیاه بالغ، لاینها در سه گروه اصلی (مقاوم، نیمهمقاوم تا نیمهحساس و حساس) دستهبندی شدند و لاینهای شماره 1، 3، 11، 14، 21 و 22 مقاومت قابل قبولی را نسبت به نژادهای زنگ قهوهای نشان دادند. نتیجهگیری: ایجاد مقاومتهای مؤثر و پایدار یکی از راههایی است که میتواند منجر به کاهش خسارت این بیماریها و کاهش مصرف بیرویه سموم شیمیایی شود. لاینهای جدید گندم، علاوه بر عملکرد بالا و ویژگیهای زراعی مطلوب، باید نسبت به مهمترین بیماریهای گندم (زنگها) مقاومت قابل قبولی داشته باشند تا بتوانند بهعنوان رقم تجاری معرفی شوند، در غیر این صورت حذف میشوند، زیرا در صورت فراهم شدن شرایط محیطی مناسب برای فعالیت بیمارگر زنگها، خسارت بسیار چشمگیر خواهد بود. از لاینهای مقاوم شناسایی شده در این تحقیق میتوان بهعنوان منابع مقاومت در برنامههای بهنژادی تهیه ارقام گندم مقاوم به زنگ زرد و زنگ قهوهای استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
ارقام افتراقی؛ ژنهای مقاومت مرحله گیاه بالغ؛ ژنهای مقاومت مرحله گیاهچهای؛ Puccinia striiformis f. sp. tritici و Puccinia triticina Eriks | ||
مراجع | ||
Ali, S., & Hodson, D. (2017). Wheat rust surveillance: Field disease scoring and sample collection for phenotyping and molecular genotyping. In: Periyannan, S. (Ed.). Wheat Rust Diseases. Methods in Molecular Biology. Vol. 1659. Humana Press, New York. doi: 10.1007/978-1-4939-7249-4_1.##Basnet, B., Juliana, P., Bhattarai, K., & Upreti, U. (2022). A review on major rust resistance gene and amino acid changes on wheat (Triticum aestivum L.). Advances in Agriculture, 2022, 7419326. doi: 10.2139/ssrn.4258549.##Bouvet, L., Percival-Alwyn, L., Berry, S., Fenwick, P., Mantello, C. C., Sharma, R., Holdgate, S., Mackay, I. J., & Cockram, J. (2022). Wheat genetic loci conferring resistance to stripe rust in the face of genetically diverse races of the fungus Puccinia striiformis f. sp. tritici. Theoretical & Applied Genetics, 135, 301-319. doi: 10.1007/s00122-021-03967-z.##Chen, X. (2020). Pathogens which threaten food security: Puccinia striiformis, the wheat stripe rust pathogen. Food Security, 12(2), 239-251. doi: 10.1007/s12571-020-01016-z.##Dadrezaei, S. T., Dehghan, M. A., Safavi, S., Dalvand, M., & Shahbazi, K. (2022a). Resistance evaluation of advanced and commercial genotypes of Iranian wheat to leaf rust at seedling and adult plant stages. Journal of Applied Research in Plant Protection, 11(4), 1-13. [In Persian]. doi: 10.22034/ARPP.2022.15742.##Dadrezaei, S.T., Delfan, S., & Allahassani, E. (2022b). Determination of pathotypes and physiologic races of Puccinia triticina, the causal agent of wheat leaf rust in Iran. Journal of Applied Research in Plant Protection, 11(3), 1–15. [(In Persian]. doi: 10.22034/ARPP.2021.13545.##Dadrezaei, S. T., Nazari, K., Afshari, F., & Torabi, M. (2018). Genetic diversity and migration of wheat leaf rust populations in Iran based on virulence and molecular data. Seed & Plant Journal, 33(3), 401-425. [In Persian]. doi: 10.22092/SPIJ.2017.116686.##Draz, I. S., Abou-Elseoud, M. S., Kamara, A. E. M., Alaa-Eldein, O. A. E., & El-Bebany, A. F. (2015). Screening of wheat genotypes for leaf rust resistance along with grain yield. Annals of Agricultural Sciences, 60(1), 29-39. doi: 10.1016/j.aoas.2015.01.001.##Ellis, J. G., Lagudah, E. S., Spielmeyer, W., & Dodds, P. N. (2014). The past, present and future of breeding rust resistant wheat. Frontiers in Plant Science, 5, 641. doi: 10.3389/fpls.2014.00641.##Figueroa, M., Dodds, P. N., & Henningsen, E. C. (2020). Evolution of virulence in rust fungi multiple solutions to one problem. Current Opinion in Plant Bbiology, 56, 20-27. doi: 10.1016/j.pbi.2020.02.007.##Johnson, R., Stubbs, R. W., Fuchs, E., & Chamberlain, N. H. (1972). Nomenclature for physiologic races of Puccinia striiformis infecting wheat. Transactions of the British Mycological Society, 58(3), 475-480. doi: 10.1016/S0007-1536(72)80096-2.##Huerta-Espino, J., Singh, R., Crespo-Herrera, L. A., Villaseñor-Mir, H. E., Rodriguez-Garcia, M. F., Dreisigacker, S., Barcenas-Santana, D., & Lagudah, E. (2020). Adult plant slow rusting genes confer high levels of resistance to rusts in bread wheat cultivars from Mexico. Frontiers in Plant Science, 11, 824. doi: 10.3389/fpls.2020.00824.##Hovmøller, M. S., Walter, S., Bayles, R. A., Hubbard, A., Flath, K., Sommerfeldt, N., Leconte, M., Czembor, P., Rodriguez‐Algaba, J., Thach, T., & Hansen, J. G. (2016). Replacement of the European wheat yellow rust population by new races from the centre of diversity in the near‐Himalayan region. Plant Pathology, 65(3), 402-411. doi: 10.1111/ppa.12433.##Kolmer, J. A. (2019). Virulence of Puccinia triticina, the wheat leaf rust fungus, in the United States in 2017. Plant Disease, 103(8), 2113-2120. doi: 10.1094/PDIS-09-18-1638-SR.##Mago, R., Chen, C., Xia, X., Whan, A., Forrest, K., Basnet, B. R., Perera, G., Chandramohan, S., Randhawa, M., Hayden, M., & Bansal, U. (2022). Adult plant stem rust resistance in durum wheat Glossy Huguenot: mapping, marker development and validation. Theoretical & Applied Genetics, 135(5), 1541-1550. doi: 10.1007/s00122-022-04052-9.##McCallum, B. D., Hiebert, C. W., Cloutier, S., Bakkeren, G., Rosa, S. B., Humphreys, D. G., & Wang, X. (2016). A review of wheat leaf rust research and the development of resistant cultivars in Canada. Canadian Journal of Plant Pathology, 38(1), 1-18. doi: 10.1080/07060661.2016.##Mccallum, B. D., Reimer, E., McNabb, W., Foster, A., & Xue, A. (2020). Physiological specialization of Puccinia triticina, the causal agent of wheat leaf rust, in Canada in 2014. Canadian Journal of Plant Pathology, 42(4), 520-526. doi: 10.1080/07060661.2021.1888156.##McCallum, B. D., Reimer, E., McNabb, W., Foster, A., Rosa, S., & Xue, A. (2021). Physiologic specialization of Puccinia triticina, the causal agent of wheat leaf rust, in Canada in 2015-2019. Canadian Journal of Plant Pathology, 43(2), 333-346. doi: 10.1094/PDIS-91-8.##Mcintosh, R. A., Wellings, C. R., & Park, R. F. (1995). Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Melbourne, CSIRO Publishing.##Omrani, A., Aharizad, S., Roohparvar, R., Khodarahmi, M., & Toorchi, M. (2017). Identification of stem and leaf rust resistance genes in some promising wheat lines using molecular markers. Crop Biotechnology, 7(18), 15-25. [In Persian]. dorl: 20.1001.1.22520783.1396.7.18.2.1.##Omrani, A., Aharizad, S., Roohparvar, R., Khodarahmi, M., & Toorchi, M. (2018). Virulence factors of wheat stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) isolates and identification of resistance sources in CIMMYT wheat synthetic genotypes. Journal of Crop Breeding, 10(27), 84-93. [In Persian]. doi: 10.29252/jcb.10.27.84.##Omrani, A., Khodarahmi, M., & Afshari, F. (2013). Genetics study of resistance to yellow rust in CIMMYT origin wheat advanced lines at seedling and adult plant stages. Archives of Phytopathology & Plant Protection, 46(19), 2341-2355. doi: 10.1080/03235408.2013.794529.##Omrani, A., Khodarahmi, M., & Afshari, F. (2014). Reaction of some wheat cultivars and breeding lines to Puccinia striiformis f. sp. tritici hot races in Iran. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 47(9), 1136-1145. doi: 10.1080/03235408.2013.832865.##Omrani, A., & Roohparvar, R. (2020). First report of TTKTK, a variant of the race TTKSK (Ug99) of Puccinia graminis f. sp. tritici with virulence on the resistance genes Sr31 and SrTmp in Iran. Journal of Applied Research in Plant Protection, 9(3), 87-89. [In Persian].##Omrani, A., & Roohparvar, R. (2021). First report of TTRTF race of the wheat stem rust pathogen, Puccinia graminis f. sp. tritici from Iran (Northwest, cold zone). Journal of Applied Research in Plant Protection, 9(4), 101-103. [In Persian]. doi: 10.22034/ARPP.2021.12363.##Ordoñez, M. E., German, S. E., & Kolmer, J. A. (2010). Genetic differentiation within the Puccinia triticina population in South America and comparison with the North American population suggests common ancestry and intercontinental migration. Phytopathology, 100(4), 376-383. doi: 10.1094/PHYTO-100-4-0376.##Pooja, P., Dhanda, S. S., Pahil, V. S., & Behl, R. K. (2022). Evaluation of bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes for yellow rust resistance in relation to meteorological parameters. Ekin Journal of Crop Breeding and Genetics, 8(1), 53-60.## Xu, S. S., Jin, Y., Klindworth, D. L., Wang, R. R., & Cai, X. (2009). Evaluation and characterization of seedling resistances to stem rust Ug99 races in wheat-alien species derivatives. Crop Science, 49(6), 2167. doi: 10.2135/cropsci2009.02.0074.## Ye, B., Singh, R. P., Yuan, C., Liu, D., Randhawa, M. S., Huerta-Espino, J., Bhavani, S., Lagudah, E., & Lan, C. (2022). Three co-located resistance genes confer resistance to leaf rust and stripe rust in wheat variety Borlaug 100. The Crop Journal 10(2), 490-497. doi: 10.1016/j.cj.2021.07.004.## Zhang, L., Shi, C., Li, L., Li, M., Meng, Q., Yan, H., & Liu, D. (2020a). Race and virulence analysis of Puccinia triticina in China in 2014 and 2015. Plant Disease, 104(2), 455-464. doi: 10.1094/PDIS-05-19-1051-RE.## Zhang, L., Xiao, Y., Gao, Y., Zhao, N., An, Y., Yang, W., & Liu, D. (2020b). Race and virulence analysis of Puccinia triticina in China during 2011 to 2013. Plant Disease, 104(8), 2095-2101. doi: 10.1094/PDIS-01-20-0047-RE. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 176 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 117 |