بررسی تنوع بیماریزایی جدایه های قارچ Puccinia graminis f. sp. triticiعامل بیماری زنگ سیاه گندم
کد مقاله : 1676-24IPPC (R3)
نویسندگان
1هیات علمی گروه بیماری شناسی گیاهی دانشگاه تربیت مدرس
2دانشجوی گروه بیماری شناسی، دانشگاه تربیت مدرس
3هیات علمی بخش گیاهپزشکی بروجرد، مرکز تحقیقات کشاورزی لرستان
چکیده
قارچ Puccinia graminis f. sp. tritici عامل بیماری زنگ سیاه گندم، یک بیوتروف و پارازیت اجباری می‌باشد و در شرایط مساعد خسارت جدی به تولید گندم وارد می نماید. جهت کلونیزاسیون گیاه، این قارچ همواره افکتورهایی تولید می نماید که تا بر سیستم دفاعی گیاه فائق آید. با معرفی ارقام حاوی ژن های مقاومت جدید، قارچ تلاش می کند تا با تغییرات ژنتیکی از شناسایی توسط گیرنده های گیاه فرار نماید که تجمع این تغییرات نهایتا موجب بروز نژادهای با قابلیت بیماریزایی و خسارت روی ارقام گندم حاوی ژنهای مقاومت جدید می گردد. بروز نژادهای جدید بیماریزای قارچ نظیر TTKSK و واریانت های آن در آفریقا و سپس در دیگر مناطق دنیا از جمله ایران از جمله نمونه ای از تغییرات ژنتیکی این قارچ است که دارای توان بیماریزایی بر روی اغلب منابع مقاومت گندم تجاری می باشند. به منظور بررسی نژادهای بیماریزا و و مطالعه ژنهای دخیل در بیماریزایی، در فصل زراعی 99-1398 نمونه های بیماری زنگ سیاه گندم از استان لرستان، همدان، اردبیل، گلستان، سمنان، آذربایجان شرقی و غربی که دارای بیشترین شیوع بیماری بودند جمع آوری گردید. با استفاده از گندم رقم حساس بولانی 36 جدایه از قارچ عامل بیماری خالص سازی و تکثیر گردید. تیپ آلودگی هر جدایه با استفاده از 20 رقم افتراقی استاندارد بین المللی حاوی تک ژن های شناخته شده مقاومت به زنگ سیاه گندم شامل Sr5، Sr21، Sr9e، Sr7b، Sr6، Sr8a، Sr9b،Sr31، Sr24 Sr9a, Sr9g,، Sr9g، Sr11، Sr36، Sr30، Sr17، Sr9d، Sr10، SrTmp و Sr38 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین بیماریزایی بر روی ارقام حاوی ژنهایSr5، Sr6، Sr8a، Sr9b، Sr30، Sr17، Sr21، Sr9e، Sr7b، Sr9d، Sr10، SrTmp، Sr38 و SrMcN وجود داشت و کمترین بیماریزایی بر روی ارقام حاوی ژنهای Sr31و Sr24 مشاهده گردید. نژادهایTTTTF، PTTTK و TKTTK از مهمترین نژادهایی بودند که در این تحقیق شناسایی شدند. نتایج مطالعات تنوع ﮊﻧﺘﻴﻜﻲ ﺟﻤﻌﻴﺖ قارچ می‌تواند در بکارگیری ژنهای مقاومت فعال در اصلاح ارقام مقاوم گندم مورد استفاده قرار بگیرد.
کلیدواژه ها
Title
Virulence variability of Puccinia graminis f. sp. tritici the causal agent of wheat stem rust in Iran
Authors
Abstract
Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt) is an obligate biotroph and cause severe wheat stem rust disease, in favorable condition. During plant colonization, Pgt secretes numerous effectors to successfully overcome host immunity. Applying wheat cultivars carrying new resistance genes, imposes rising new Pgt races. If this arm race continues, it causes frequent genetic variations in fungus. The prevalence of TTKSK race and its related variants is a clear example of these genetic changes. Therefore, monitoring of Pgt races and their virulence factors is required to take appropriate strategies for breeding wheat cultivars. In this study, during the spring season of 2020, number of 36 wheat stem rust samples were collected from eight different provinces of Iran. Samples were purified to single pustules on a susceptible wheat cultivar. For each isolate, infection type was assessed on the seedling stage of 20 North American differential lines carrying one of stem rust resistance genes Sr5, Sr21, Sr9e, Sr7b, Sr6, Sr8a, Sr9b, Sr9a, Sr9g, Sr11, Sr36, Sr30, SrMcN، Sr31، Sr24, Sr17, Sr9d, Sr10, SrTmp and Sr38. Most virulence was observed on lines carrying Sr5, Sr6, Sr8a, Sr9b, Sr30, Sr17, Sr21, Sr9e, Sr7b, Sr9d, Sr10, SrTmp, Sr38, and SrMcN. Lines carrying resistance genes Sr31 and Sr24 showed the highest resistance to most of races. The most virulent races that were identified in this study were TTTTF, PTTTK and TKTTK. Understanding the virulence variability of Pgt population is useful to employ effective resistance genes into wheat in breeding programs.
Keywords
Stem rust, Physiological race, Molecular studies, Pathogenicity factors, Resistance genes