القای مقاومت به بیماری بلایت خوشه گندم با استفاده از PGPR

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1452-25IPPC
نویسندگان
1گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران
2استاد، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران
چکیده
گندم از مهم‌ترین محصولات کشور است که زراعت آن در اغلب اراضی کشاورزی رواج دارد. این گیاه هر ساله تحت تاثیر بیماری‏های قارچی مختلف از جمله بلایت فوزاریومی خوشه گندم متحمل خسارت زیادی می‏شود. این بیماری با کاهش عملکرد دانه و کیفیت محصول در اثر تولید زهرابه‏های قارچی مانند نیوالنول و دِاکسی نیوالنول در دانه‌ها باعث خسارت به گندم می‏شود و می‏تواند در عرض چند هفته قبل از برداشت، محصول گندم را کاملا نابود کند. تلقیح بذور با ریزوباکتری‌های بومی افزاینده رشد گیاه (PGPR) موجب تحریک مقاومت سیستمیک علیه عوامل بیماری‏زای گیاهی می‏شود. در این پژوهش میزان تغییر بیان برخی ژن‏های مهم دفاعی در دو رقم مقاوم (ایرانا) و حساس (باژ) تیمار شده توسط باکتری‏ها و بدون باکتری‏ها در زمان‏های مختلف پس از آلودگی به بیماری بلایت فوزاریومی خوشه گندم ناشی از Fusarium graminearum با استفاده از تکنیک Real-time qPCR مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا 25 ژنوتیپ مختلف گندم با هدف ارزیابی واکنش ژنوتیپ‏های مختلف به بیماری در شرایط گلخانه بررسی شدند. نهایتا دو رقم ایرانا و باژ به ترتیب به عنوان ارقام مقاوم و حساس انتخاب که در معرض PGPRs و قارچ FHB قرار گرفتند. نتایج نشان داد که میزان رونوشت ژن‏های PAL، CHI، GLU و PDR در گیاهان مقاوم و حساس گندم تیمار شده با باکتری‏هایPseudomonas sp. ، Pseudomonas brassicacearum، Exiguobacterium sp. و Acinetobacter calcoaceticus به تدریج افزایش یافته و در روز سوم و 72 ساعت پس از مایه‏زنی گیاهان با سوسپانسیون اسپورهای قارچ F. graminearum به بیشینه بیان خود رسیدند. بیشینه بیان تمامی ژن‏ها در رقم مقاوم به‏طور معنی‏داری بیشتر از رقم حساس بود که با توجه به نتایج این ژن‏ها در کنار ژن‏های اصلی، باعث تشدید و حفظ مقاومت می‏شوند. در رقم ایرانا در این زمان میزان بیان ژن‏های PAL، CHI، GLU و PDR در تیمار باکتری به ترتیب 74/2، 75/4، 07/2 و 63/3 برابر تیمار شاهد بود. نتایج حاکی از نقش فعال عامل بیوکنترل در حفاظت از گندم در مقابل بیماری بلایت فوزاریومی خوشه در اثر افزایش بیان ژن‏های مذکور نسبت به شاهد می‏باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
Resistance induction to wheat head blight disease using PGPR
Authors
Ehsan Hasanvand, Mostafa Darvishnia, Hosein Mirzaei najafgholi, Samira Pakbaz
Abstract
Wheat is one of the most important crops in the country which is widely cultivated in most agricultural lands. This plant suffers a lot of damage every year under the influence of various fungal diseases such as Fusarium head blight. This disease causes damage to wheat by reducing the grain yield and the crop quality due to the production of fungal toxins such as nivalenol and doxynivaleol in the seeds and can completely destroy the wheat product within a few weeks before harvest. Seed inoculation with native plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) stimulates systemic resistance against plant pathogens. In this research, the change in the expression of some important defense genes in two resistant (Irana) and sensitive (Bag) cultivars treated with and without bacteria at different times after infection with Fusarium head blight caused by Fusarium graminearum was investigated using Real-time qPCR technique. At first, 25 different genotypes of wheat were investigated with the aim of evaluating the reaction of different genotypes to the disease in greenhouse conditions. Finally, Irana and Bag cultivars were selected as resistant and sensitive cultivars, respectively which were exposed to PGPRs and FHB fungus. The results showed the transcript level of PAL, CHI, GLU and PDR genes in resistant and sensitive wheat plants treated with Pseudomonas sp., Pseudomonas brassicacearum, Exiguobacterium sp. and Acinetobacter calcoaceticus gradually increased and reached its maximum expression on the third day and 72 hours after inoculation of plants with F. graminearum spore suspension. The maximum expression of all genes in the resistant cultivar was significantly higher than the sensitive cultivar which according to the results of these genes along with the main genes cause the intensification and maintenance of resistance. In Irana cultivar, at this time, the expression levels of PAL, CHI, GLU and PDR genes in the bacterial treatment were 2.74, 4.75, 2.07 and 3.63 times that of the control treatment, respectively. The results indicate the active role of the biocontrol agent in protecting wheat against FHB due to the increased expression of the mentioned genes compared to the control.
Keywords
Defense gene, PGPR, Real-time qPCR, Wheat Head blight, Systemic induction