فراوانی بیماری‌زایی نسبت به ژن‌های مقاومت زنگ برگی طی سال‌های 1389 تا 1396 در ایران

کد مقاله : 1870-23IPPC
نویسندگان
1شیراز. بلوار بعثت فلکه سنگی. کوچه 35 پلاک 33
2بخش زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز
3دانشگاه شیراز- دانشکده کشاورزی- بخش گیاهپزشکی
4بخش بیوتکنولوژی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
5بخش گیاه‌پزشکی، دانشگاه مینِسوتا، مینِسوتا
چکیده
بیمارگر Puccinia triticina یک عامل بسیار مهم بیماری‌های قارچی در سراسر دنیاست و زنگ برگی گندم با خسارت‌های قابل توجهی را در نواحی مختلف تولید گندم از جمله در ایران به بار می‌آورد. نژادهای جدید این قارچ با جهش و انتخاب در مقابل ژن‌های مقاومت گندم، بیماری‌زا می‌شوند. برای دست‌یابی به مقاومت پایدار، بررسی روند مقاومت به زنگ برگی در مقابله با نژادهای مختلف زنگ برگی بسیار حایز اهمیت است. بدین منظور فراوانی بیماری‌زایی نسبت به بیست ژن مقاومت به زنگ برگی شامل Lr1، Lr2a، Lr2c، Lr3، Lr3bg، Lr3ka، Lr9، Lr10، Lr11، Lr14a، Lr14b، Lr16، Lr17، Lr18، Lr20، Lr24، Lr26، Lr28، Lr30، LrB در مناطق مختلف ایران و از میزبان‌های مختلف (گندم نان، گندم دوروم، جو، جو وحشی، چاوودار، تریتیکاله و یولاف) در طول هشت سال (1389-1396) مورد بررسی قرار گرفت. بیماری‌زایی نسبت به ژن‌ Lr1 تنها در سال 1395 با فراوانی محدود از استان-های اردبیل، خراسان رضوی، خوزستان، لرستان و مازندران مشاهده شد در حالی که بیماری‌زایی نسبت به ژن مقاومت Lr2a در هیچ منطقه‌ای و در هیچ سالی مشاهده نشد. بیماری‌زایی نسبت به ژن Lr9 نیز از سال 1392 به صورت محدود در استان مازندران، و سپس در سال 1393 در استان اردبیل (یک نژاد بیماری‌زا) مشاهده شد. بیماری‌زایی نسبت به ژن Lr16 در بین فنوتیپ‌های بیماری‌زا، از سال 1390 تا 1396 افزایش تدریجی نشان ‌داد. بیماری‌زایی به ژنLr18 با سه تکرار در بین فنوتیپ‌های بیماری‌زای استان خوزستان در سال 1395 و با یک جدایه از استان فارس در سال 1396 مشاهده شد. بیماری‌زایی نسبت به ژنLr20 فقط در سال 1393 از استان‌های مازندران، آذربایجان شرقی و اردبیل و در سال 1395 از استان‌های مازندران، اردبیل، ایلام، خوزستان و خراسان رضوی گزارش می‌شود. رقم ایزوژن تچر با ژن مقاومت Lr26 ، درجه متوسطی از مقاومت را نسبت به جدایه‌های زنگ برگی نشان داد. بیماری‌زایی نسبت به این ژن در ابتدا با فراوانی کم از سال 1390 مشاهده شد و به تدریج تا سال 1395 افزایش یافت. بیماری‌زایی نسبت به ژن Lr28 فقط در سال 1395 در خوزستان از گندم دوروم و سال 1396 از استان فارس از جو وحشی مشاهده شد. بیماری‌زایی نسبت به ژن‌های Lr30 و LrB دارای بیشترین فراوانی بیماری‌زایی در بین مناطق و سال‌های مختلف این مطالعه بودند. همچنین بیماری‌زایی نسبت به ژن‌های Lr2c ، Lr3a ، Lr3bg ، Lr11، Lr14b و Lr17 بیش از سایر ژن‌ها مشاهده شد. در نهایت می‌توان گفت که فراوانی بیماری‌زایی نسبت به ژن‌های مورد بررسی مقاومت به زنگ برگی (Lr) از سال 1389 تا 1396 افزایش یافته است.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Frequency of virulence to leaf rust resistance genes in Iran from 2010 to 2017
Authors
Zahra Nemati, Ali Dadkhodaie, Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa, Rahim Mehrabi, Brian Steffenson
Abstract
Puccinia triticina Eriks., is an important fungal plant pathogen worldwide which causes wheat leaf rust and leads to considerable yield losses in Iran. New races of rust develop by mutation and selection for virulence against rust resistance genes in wheat. Studying the changes in virulence against Lr resistant genes is essential to achieve durable leaf rust resistance. Frequencies of virulence to the twenty Lr genes (Lr1, Lr2a, Lr2c, Lr3, Lr3bg, Lr3ka, Lr9, Lr10, Lr11, Lr14a, Lr14b, Lr16, Lr17, Lr18, Lr20, Lr24, Lr26, Lr28, Lr30, LrB) were compared among the regional populations of P. triticina collected from different hosts (bread wheat )Triticum aestivum Lam.), durum wheat )Triticum durum Desf.(, barley )Hordeum vulgare L.), oat )Avena sativa L.(, and triticale )Triticosecale Wittm. Ex A. Camus) and wild barley )Hordeum spontaneum Thell.() in Iran for eight years (from 2010 to 2017). Virulence to Lr1 was detected with a low frequency only in 2016 in Ardabil, Khorasan Razavi, Khuzestan, Lorestan and Mazandaran Provinces while virulence to Lr2a was not found in any studied area or year. Virulence to Lr9 was found in Mazandaran Province from 2013 and Ardabil Province from 2014 with a low frequency (one virulent pathothype) among Lr lines in all studied years. Virulence to Lr16 from 2011 to 2017 increased slightly while virulence to Lr18 was seen three times only in Khuzestan Province in 2016 and one isolate only in Fars Province in 2017. Virulence to Lr20 was found only in 2014 in Ardabil, East Azerbaijan and Mazandaran Provinces. . In 2016, Lr20-virulent pathotypes were also found in Ilam, Khuzestan and Khorasan Razavi Provinces. Thatcher isogenic line with Lr26 (TcLr26) had moderate level of resistance to Iranian isolates of P. triticina. Virulence to Lr26 was found with low frequency in 2011 and increased slightly till 2016. Virulence to Lr28 was seen only in durum wheat in Khuzestan Province in 2016 and in Fars Province on wild barley in 2017. High virulence frequencies for LrB and Lr30 were found in all studied areas and years. Virulence to Lr2c, Lr3a, Lr3bg, Lr11, Lr14b and Lr17 were observed more than other genes. The virulence frequency of leaf rust Lr genes increased from 2010 to 2017.
Keywords
wheat leaf rust, Lr genes, durum wheat, Puccinia triticina, virulence phenotype