بررسی مقاومت نمونه های ژنتیکی منتخب گندم نان بانک ژن گیاهی ملی ایران نسبت به بیماری زنگ برگ گندم در گلخانه

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1557-25IPPC (R1)
نویسندگان
1دانشجوی دکتری دانشگاه تهران و محقق مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر
2هیات علمی دانشگاه تهران
3عضو هیات علمی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر
4استاد، هیات علمی دانشگاه تهران
5هیات علمی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال وبذر
چکیده
بیماری زنگ برگ، رایج‌ترین و پراکنده‌ترین زنگ گندم در جهان است و در صورت آلودگی در مراحل اولیه رشد تا‌50%‌باعث کاهش محصول می‌گردد. جهت بررسی میزان مقاومت در مرحله گیاهچه 100 نمونه ژنتیکی منتخب گندم نان به همراه 10 رقم رایج گندم (آراز، سیروان،چمران،سارنگ،سحر،تیرگان،کلاته،برات،پیشگام و مهرگان)و دو شاهد حساس(بولانی و موروکو)به بیماری انتخاب‌گردید. بذور در گلخانه در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار کشت‌گردید. عامل بیماری از منطقه دزفول جمع‌آوری و در گلخانه خالص، تکثیر و سپس با استفاده از لاین‌های افتراقی زنگ برگ تعیین نژاد ‌شد. در حالی که گیاهچه‌ها دارای ارتفاع تقریبی‌10‌سانتی‌متر بودند، با اسپور‌های خالص‌شده مایه‌زنی شدند. گیاهچه‌های مایه‌زنی شده ابتدا به مدت‌18‌ساعت در دمای‌24-18درجه‌سانتی‌گراد و تاریکی مطلق و رطوبت‌100%‌ قرار داده شد و سپس به محیط گلخانه در دمای‌24-18‌و رطوبت‌60-40‌% ‌انتقال یافت. اجزای مقاومت مورد بررسی شامل تیپ‌های آلودگی به‌روش رولفز (1992) و طول دوره‌نهفتگی بود. پس از ظاهر‌شدن جوش‌ها در شرایط گلخانه از صفت طول دوره‌نهفتگی و‌14‌روز بعد از آلودگی دو نوع تیپ‌آلودگی یادداشت‌برداری‌گردید. تجزیه آماری داده‌ها با اسـتفاده از نرم‌افزارهای‌9.2 SASو Minitab 17.3.1 ‌انجام گرفت. دو نوع روش دسته بندی برای تیپ آلودگی در این پژوهش مورد بررسی قرار‌گرفت. در روش اول به ترتیب‌60%‌ نمونه‌های ژنتیکی گندم تیپ آلودگی پایین (L) و‌40%‌ تیپ آلودگی بالا (H) نشان‌دادند. در بین ارقام دو رقم بولانی و موروکو تیپ آلودگی بالا نشان‌دادند و درسایر ارقام تیپ آلودگی پایین بود. در روش دوم نمونه‌های ژنتیکی با توجه به علائم تیپ‌های آلودگی از مقاوم تا حساس دسته‌بندی شدند. نتایج نشان داد در بین نمونه‌های ژنتیکی گندم 38% در دسته حساس(S) و حساس نسبی(MS)، %27 در دسته مقاوم نسبی(MR) و 47% در دسته مقاوم(R) قرار‌گرفتند. ارقام بولانی و موروکو در دسته حساس، ارقام سارنگ و آراز در دسته مقاوم نسبی و سایر ارقام در دسته مقاوم قرار‌گرفتند. ضرایب همبستگی اجزای مقاومت در مرحله گیاهچه نشان داد تیپ آلودگی با دوره نهفتگی پیوستگی منفی دارد. نمونه‌های مورد آزمایش با بالارفتن دوره نهفتگی تیپ آلودگی کمتری نشان‌دادند. جدول تجزیه واریانس نشان‌داد در بین نمونه‌های ژنتیکی برای اجزای مقاومت تفاوت بسیار معنی‌دار در سطح یک درصد وجود‌ دارد. در نتیجه این تحقیق نمونه‌هایی که در مرحله گیاهچه دارای دوره نهفتگی بیشتری بودند و در دسته حساس‌نسبی و یا مقاوم‌نسبی قرار گرفتند با احتمال دارای مقاومت تدریجی و یا در واقع حضور ژن‌های نژاد غیراختصاصی می‌باشند. نمونه‌های ژنتیکی دارای مقاومت تدریجی جهت استفاده در برنامه‌های به‌نژادی برای پایدارتر کردن مقاومت توصیه می‌شوند. نمونه‌هایی که در مرحله گیاهچه تیپ آلودگی مقاومت نشان دادند ممکن است دارای ژن‌های نژاد‌اختصاصی و یا ژن‌های نژاد‌غیر‌اختصاصی باشند که با اثر ژن‌های نژاد‌اختصاصی پوشیده شده باشند. از این رو مطالعات تکمیلی این نوع نمونه‌های ژنتیکی در مرحله گیاه بالغ برای تعیین نوع مقاومت ضروری است.
کلیدواژه ها
 
Title
Resistance evaluation of selected wheat germplasm from National Plant Gene Bank of Iran to wheat leaf rust in greenhouse
Authors
Simin Taheri-Ardestani, Hossein Saremi, Ahmad Abbasi Moghadam, Mohammad Reza Bihamta, Seyed Taha Dadrezaei
Abstract
Leaf rust is the most common and widespread wheat rust disease in the world and can reduce yield by up to‌50%, if infected in the early stages of growth. For resistance evaluation at the seedling stage,‌100‌germplasm from National Plant Gene Bank of Iran were selected along with 10 common cultivars‌(Araz, Sirvan, Chamran, Sarang, Sahar, Tirgan, Kalate, Barat, Pishgam and Mehrgan)‌of bread wheat and two susceptible control‌(Bolani and Morocco). Seeds were grown in the greenhouse in a completely randomized design with three replications. The pathogen was collected from the Dezful region, purified, multiplied in the greenhouse and the race was determined using the leaf rust differential lines. Seedlings were inoculated with purified spores when they were about‌10‌cm tall. The inoculated seedlings were first placed at a temperature of-18-24°C, 100%‌humidity, and absolute darkness for 18 hours and then in the greenhouse at a temperature of‌18-24°C, 40-60%‌humidity.The resistance components studied included the infection‌ types according to Rolfe's method‌ (1992)‌ and the incubation period. After the appearance of the rust pustules in the greenhouse, the length of the incubation period and‌14 days after inoculation, the infection‌ types were recorded. Statistical analysis of the data was carried out using SAS 9.2‌and Minitab‌17.3.1‌software. The present study examined two methods for classifying infection types. In the first method,60% of wheat germplasms displayed a low infection type(L) while 40% exhibited a high-infection type(H). Two cultivars, Bolani and Morocco, exhibited a high-‌infection type, and the response of other cultivars was low-infection type. In the second method, the germplasms were classified according to infection‌ ‌types, ranging from resistant to susceptible. The results showed that among the wheat accessions, 38%-were in the susceptible(S) ‌and moderately-‌susceptible‌(MS) ‌,‌27%‌ in the moderately-‌resistant-(MR) and‌ 47%‌ in the resistant(R)‌. Bolani and Morocco cultivars were in the susceptible, Sarang and Araz cultivars were in the moderately-‌resistant and other cultivars were in the resistant(R)‌. The correlation coefficients of the resistance components at the seedling stage showed that the infection ‌type was negatively correlated with the incubation period. The tested germplasms showed less infection type with increasing incubation period. The analysis of variance showed that there was a very significant difference at the‌1% ‌level between the germplasms for the resistance components. As a result of this study, the germplasms that had a longer incubation period at the seedling stage and were placed in the category of moderately-susceptible or moderately-resistant are likely to have an adult plant stage resistance or presence of non-race-specific resistance genes. The germplasms that showed resistance at the seedling stage may have race‌-specific genes or non‌-race‌specific genes that are masked by the effect of race‌-specific genes. Therefore, additional studies on these germplasms at adult plant stage are needed to determine the resistance type.
Keywords
Brown rust, Resistant cultivar, seedling stage, incubation period, infection type