شناسایی و بررسی تنوع ژنتیکی جدایه‌های عامل نواری باکتریایی گندم در استان های خراسان

کد مقاله : 1457-24IPPC (R3)
نویسندگان
1گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
2گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
چکیده
نواری باکتریایی گندم ناشی از Xanthomonas translucens از مهمترین بیماری‌های باکتریایی گندم (Triticum aestivum) در سراسر جهان می‌باشد. از علائم بارز این بیماری، لکه‌های قهوه‌ای روشن و کشیده است که این زخم‌ها آبسوخته و شفاف هستند. در طی سال‌های 97-1396 علائمی به صورت لکه‌های کشیده، آبسوخته و شفاف روی برگ‌های گندم در مزارع استان‌های خراسان مشاهده شد. ‌نمونه‌های دارای علائم جمع آوری و عامل بیماری روی محیط آگار غذایی حاوی سوکروز (NAS) جدا سازی گردید. کلنی‌های به دست آمده گرد، لعابدار و زرد رنگ بودند. تمام جدایه‌ها گرم منفی بوده و زانتومونادین تولید کردند. بیماریزایی جدایه‌ها با تلقیح برگ‌های گندم رقم فلات با سوسپانسیون سلول‌های باکتری (CFU/ml 107) در شرایط گلخانه اثبات شد. پنج روز پس از تلقیح، زخم‌های آبسوخته شروع به پیشرفت کردند و بعد از 18 روز، جدایه‌های باکتریایی از برگ‌های دارای علائم مجددا جداسازی گردیدند. DNA ژنومی جدایه‌ها استخراج و قسمتی از ژن gyrB جدایه‌های نماینده با استفاده از PCR تکثیر و توالی‌یابی شدند. توالی‌های به دست آمده با توالی‌های موجود در ژن بانک با استفاده از برنامه BLAST مقایسه شدند. آنالیز بلاست بیشترین شباهت جدایه‌ها (99% شباهت) را با گونه Xanthomonas translucens pv. undulosa نشان دادند. همچنین تنوع ژنتیکی 35 جدایه به دست آمده با استفاده از rep-PCR و آغازگرهایBOXAIR و ERIC1R، ERIC2 مورد ارزیابی قرار گرفت. ترسیم دندروگرام با استفاده از برنامه NTSYS انجام شد. برای آنالیز داده‌ها از ضریب تشابه جاکارد و روش جفت میانگین‌های حسابی بی‌وزن (UPGMA) استفاده گردید. براساس رسم دندروگرام تجمیعی، تنوع ژنتیکی نسبتا متوسطی در بین جدایه‌های عامل نواری باکتریایی گندم در استان‌های خراسان مشاهده شد. با توجه به گسترش این بیماری در نقاط مختلف کشور، استفاده از راهکارهای مختلف به منظور کنترل این بیماری ضروری به نظر می‌رسد و نیاز به توجه بیشتری دارد.
کلیدواژه ها
 
Title
Identification and investigation of genetic diversity among bacterial isolates causing bacterial leaf streak of wheat in Khorasan provinces
Authors
Abstract
Bacterial leaf streak (BLS) is an important disease of wheat (Triticum aestivum) worldwide caused by Xanthomonas translucens. Typical symptoms of leaf streak consist of elongated and light brown lesions which these lesions are water-soaked and translucent. During the 2017-1018, elongated, water-soaked and translucent lesions on wheat were observed in Khorasan provinces. The symptomatic samples were collected and the disease causative bacterium was isolated on sucrose nutrient agar )NAS( medium. The isolated colonies from plants were circular, mucoid and yellowish. All isolates were Gram-negative and produced xanthomonadin pigment in YDC medium. Pathogenicity of the isolates were confirmed after inoculation of wheat leaves (cv. Falat) by bacterial suspensions (1×107 CFU/ml) under greenhouse condition. Water-soaked lesions were started to develop 5 days after inoculation and the bacterial strains were reisolated from the symptomatic leaves 18 days post inoculation. Genomic DNA of the isolates were extracted and a fragment of the gyrB gene of the representative isolates were amplified with PCR and sequenced. The nucleotide sequences were compared with those deposited in GenBank by the BLAST program. Sequence compression indicated that the isolates have the highest identity (99% similarity) with Xanthomonas translucens pv. undulosa. Also, genetic diversity of 35 isolates was evaluated by rep-PCR using BOXA1R and ERIC1R, ERIC2 primers. Cluster analysis was done by the NTSYS program. For data analysis, the Jaccard coefficient and unweighted pair group method of arithmetic averages (UPGMA) were used. A relatively moderate level of genetic diversity was observed between isolates causing bacterial leaf streak of wheat in Khorasan provinces. Due to the spread of this disease in different parts of the country, application of different strategies in order to control this disease are necessary and needs more attention.
Keywords
Xanthomonas, rep-PCR, Bacterial leaf streak