تنوع ژنتیکی جدایه‌های قارچ عامل پوسیدگی عمومی طوقه و ریشه گندم، Bipolaris sorokiniana
XML
نویسندگان
1خیابان شهید بهشتی کوچه فراز پلاک 1
2مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، اصفهان، ایران
3گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی ،دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
چکیده
گندم، Triticum aestivum L.، یک گیاه مهم و استراتژیک در جهان است که هم اکنون به علت تغییرات اقلیمی در کشور، دچار بیماری‏ های متعددی از جمله بیماری پوسیدگی معمول ریشه و طوقه گردیده است. لذا، در این راستا، طی فصل زراعی 94-95، از مزارع گندم‏ کاری استان اصفهان، نمونه‏ های گندم آلوده پوسیدگی معمول طوقه و ریشه از مناطق مختلف جمع‏ آوری و در کیسه های نایلونی به آزمایشگاه انتقال داده شد. از بافت‏های آلوده، تعداد 48 جدایه متعلق به گونه‏Bipolaris sorokiniana جدا سازی و شناسایی شد. اثبات بیماری‏زایی جدایه‏ ها با تکثیر 10 جدایه‏ به طور تصادفی در شرایط آزمایشگاه و مایه زنی به گیاهچه‏ های گندم، رقم پارسی در شرایط گلخانه انجام گردید. جهت مطالعات فیلوژنتیکی، از بین جدایه های مورد مطالعه، 3 جدایه (B4، P1 و P5) پس از استخراج DNA ژنومی، برای تکثیر ناحیه ITS هسته‌ای انتخاب شدند. برای اطمینان از صحت توالی‌های به دست آمده از هر جدایه، هر یک از توالی‌ها با استفاده از ابزار جستجوی BLAST (Biological Local Alignment Search Tool) با توالی‌های موجود در بانک ژن (NCBI) مقایسه شد. 72 جدایه از بانک ژن انتخاب شد. توالی‌ها با استفاده از نرم‌افزار MEGA 7.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis, v 7.0) هم‌ردیف شدند. برای ارزیابی تنوع ژنتیکی جدایه های قارچ عامل بیماری، پس از استخراج DNA از 2 جفت آغازگر SSR شامل آغازگر 1 (URP-1F ، URP-2F) و آغازگر 2 ( URP-2R، URP-4R ) برای تکثیر محصولات PCR استفاده گردید. نتایج نشان داد که از نظر ریخت شناسی و فیلوژنی قارچ گونه B. sorokiniana عامل بیماری می باشد. در مجموع، آغازگرهای مربوطه 209 نوار چند‌شکل تولید کردند. جفت آغازگر URP-2F و URP-4R بیشترین محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) ، شاخص نی (H) و شاخص شانون (I) را نشان دادند. میانگین PIC ، H و I برای کل آغازگرها به ترتیب 89/0، 16/0 و 28/0 محاسبه شد. تجزیه خوشه‌ای با نرم‌افزار NTSYS به روش UPGMA و تشکیل ماتریس تشابه جاکارد ترسیم گردید که ضریب کوفنتیک آن 87 درصد بود. نتایج این تحقیق نشان داد که نشانگر SSR یک سیستم نشانگری قابل اطمینان برای آشکارسازی سطح بالایی از چندشکلی برای تفکیک ژنتیکی جدایه های گونه ‏B. sorokiniana می باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Genetic diversity of fungal isolates causing common root and crown rot of wheat, Bipolaris sorokiniana
Authors
Zainab Zolfaghary baghbadorani, Mehdi Nasr Esfahani, Khoshnood Noorollahi
Abstract
Wheat, Triticum aestivum L., is an important and strategic plant in the world, which is now due to climate change in the Iran, it is suffering from several diseases, including common root and crown rot. Therefore, a survey conducted during the growing season of 94-95 from the wheat fields of Isfahan Province and infected wheat samples to common root rot were collected from different regions and transferred to labs in nylon bags. Out of which, 48 isolates belonging to Bipolaris sorokiniana species were isolated and identified. The pathogenicity of the isolates was confirmed by selection of 10 isolates at random in laboratory conditions and inoculation of wheat seedlings, Parsi cultivar under greenhouse conditions. For phylogenetic studies, three isolates (B4, P1 and P5) were selected from the isolates for genomic DNA extraction and reproduction of the nucleus ITS region. To ensure the integrity of the sequences derived from each isolate, each sequence was compared with the sequences in the Gene Bank (NCBI) using the BLAST (Biological Local Alignment Search Tool). 72 isolates were selected from the gene bank. The sequences were matched with MEGA 7.0 software (Molecular Evolutionary Genetics Analysis, v 7.0). To evaluate the genetic diversity of the pathogenic fungal isolates, DNA extraction from 2 primer pairs of SSR including primer 1 (URP-1F, URP-2F) and primer 2 (URP-2R, URP-4R) was used to amplify PCR products. The results showed that the morphology and phylogeny of the fungus B. sorokiniana is the causal agent of the wheat root rot disease. In total, the corresponding primers produced 209 multi-shaped strips. The URP-2F and URP-4R primer pairs showed the highest polymorphic information content (PIC), H index (H), and Shannon index (I). The mean of PIC, H and I for total primers was calculated to be 0.89, 0.16, and 0.28, respectively. Cluster analysis carried out with NTSYS software by UPGMA method and Jaccard similarity matrix formulation that their cophentic coefficient was 87 percent. The results of this study showed that the SSR marker is a reliable marker system for detecting a high level of polymorphism for the genetic variability of B. sorokiniana isolates.
Keywords
root, rot, genotype, Crown, Phylogenic, Fungi and Wheat