تعیین فاکتورهای پرآزاری قارچ عامل زنگ سیاه گندم (Puccinia graminis f. sp. tritici) و کارایی ژنهای مقاومت به بیماری در ایران از طریق کاشت خزانه‌های تله طی سال‌های 1399 و 1400

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1607-25IPPC
نویسندگان
1بخش تحقیقات غلات، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
2ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اردبیل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اردبیل، ایران
3ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی میاندوآب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، میاندوآب، آذربایجان غربی، ایران
چکیده
زنگ سیاه گندم ناشی از قارچPuccinia graminis f. sp. tritici خسارتزاترین زنگ از میان زنگ‌های گندم بوده و میزان خسارت ناشی از آن میتواند تا نابودی کامل مزارع گندم برسد. در راستای اصلاح و تولید ارقام مقاوم به زنگ‌ها، لازم است اطلاعات کاملی از وضعیت فاکتورهای پرآزاری قارچ‌های عامل بیماری و کارایی ژنهای مقاومت به آنها در مناطق مختلف کشور در دسترس باشد تا امکان برنامه ریزی برای استفاده از منابع مقاومت و انتقال ژن‌های مقاومت به زنگ‌ها به گندم وجود داشته باشد. در تحقیق حاضر، از طریق کاشت ارقام/لاینهای گندم افتراقی حاوی 48 ژن مقاومت به زنگ سیاه در خزانه های موسوم به خزانه های تله در مناطق مختلف کشور طی دو سال زراعی 1399-1398 و 1400-1399، پرآزاری قارچ عامل بیماری روی این ژنها و به تبع آن مؤثر یا غیرمؤثر بودن این ژنها در ایجاد مقاومت به بیماری در مناطق مختلف و سالهای گفته شده، در شرایط آلودگی طبیعی مزرعه تعیین گردید. در هر یک از خزانه های آزمایشی، هر کدام از ارقام/لاینهای آزمایشی به میزان حدود 7 گرم بذر روی یک خط یک متری به فاصله 30-20 سانتیمتری از رقم/لاین دیگر کاشته شده، عملیات داشت به منظور رساندن آنها به مرحله گیاه کامل انجام گردید. به منظور کمک به گسترش بیماری در خزانه های آزمایشی، به فاصله هر 10 رقم/لاین آزمایشی و نیز پیرامون خزانه ها رقم حساس موراکو کاشته شد. یادداشت برداری از بیماری در زمانیکه گیاهان در پایان مراحل سبز قرار داشته و به خشکی میگراییدند، براساس دو معیار شدت بیماری و واکنش گیاه به آلودگی (تیپ آلودگی) انجام گردید. در این بررسی، بروز تیپ آلودگی حساسیت (S) با شدت 50 یا بـالاتر بـه معنای وجود پرآزاری قارچ عامل بیماری بـرای ژن یا ژنهای مقاومت موجود در گیاه و دلیل بر عدم کارآیی ژن یـا ژنهای مقاومت مذکور در برابر قارچ عامل بیماری در نظر گرفته شد. با توجه به اینکه زنگ سیاه در سال اول اجرای آزمایش در سه منطقه کلاردشت، اردبیل و میاندوآب و در سال دوم فقط در کلاردشت در حد یادداشت برداری ظاهر شد، داده‌های به‌دست آمده از این چهار محیط برای تصمیم‌گیری نهایی مورد استفاده قرار گرفتند. بر این اساس، ضمن مشخص شدن پرآزاری قارچ عامل بیماری روی 33 ژن مقاومت اقلاً در یکی از مکانها در یکی از سالهای مورد آزمایش، معلوم شد که روی 13 ژن مقاومت به بیماری شاملSr9e ، Sr14، Sr21، Sr23،Sr24 ، Sr26، Sr31، Sr32، Sr36، Sr37، Sr39، Sr40 وSrNin در هیچ مکان و هیچ سالی پرآزاری وجود ندارد. برای اثبات مؤثر بودن یا غیر مؤثر بودن دو ژن دیگر نیز داده کافی وجود نداشت. این نتایج نشان دهنده عدم وجود تغییرات مهم در پرآزاری روی ژنهای مقاومت به زنگ سیاه گندم در کشور در مقایسه با گزارشات قبل است.
کلیدواژه ها
 
Title
Determination of virulence factors of Puccinia graminis f. sp. tritici and effectiveness of wheat stem rust resistance genes in Iran through developing trap nurseries during 2020 and 2021
Authors
Ali Malihipour, Safarali Safavi, Rahim Houshyar
Abstract
Stem rust of wheat, caused by Puccinia graminis f. sp. tritici, is the most damaging rust among wheat rusts and the damage caused by the disease can be reached to a complete destruction of wheat fields. In order to production of rust-resistant wheat cultivars, it is necessary to have full information on the status of virulence factors of rust fungi and the efficiency of rust resistance genes in wheat in different parts of the country, so that it is possible to plan for the use of rust resistance sources and transfer of resistance genes to wheat. In the present study, virulence of P. graminis f. sp. tritici on 48 stem rust resistance genes (Sr genes) and the effectiveness of these genes were investigated by the development of trap nurseries consisted of 48 wheat stem rust differential cultivars/lines, each carrying an Sr gene, in different parts of the country during the two cropping years of 2019-20 and 2020-21 under natural field infection. To do the experiments, the differentials were planted at a rate of ≈7 gr. seed on one-meter long rows with 20-30 cm apart, and were brought to adult-plant stage. In order to help the spread of the disease in the nurseries, the susceptible check wheat cultivar, Morocco, was planted at the distance of every ten differentials and also around the nurseries. The differentials were scored for disease severity and infection type at hard dough stage when wheat stems/leaves were turning dry. A disease severity of ≥50 along with an infection type of susceptibility (S) was considered presence of virulence on the appropriate Sr gene. Any other combination of disease severity and infection type was considered effectiveness of an Sr gene. Considering that stem rust appeared in three locations including Kelardasht, Ardabil, and Miandoab in the first year of the experiment, and only in Kelardasht in the second year, the data collected from these environments were used for the final decision. Based on this, while the fungus had virulence on 33 out of 48 resistance genes at least in one place in one of the years tested, the resistance genes Sr9e, Sr14, Sr21, Sr23, Sr24, Sr26, Sr31, Sr32, Sr36, Sr37, Sr39, Sr40, and SrNin were effective in all locations in both years tested. There was not enough data to prove whether the other two genes were effective or not. These results indicate the absence of significant changes in virulence on stem rust resistance genes in the country compared to previous reports.
Keywords
resistant cultivars, resistance gene, natural infection, Disease severity, infection type