فراوانی تیپ آمیزشی و تنوع نوکلئوتیدی در جدایه های F. verticillioidesبدست آمده از ذرت در برخی استانهای ایران

کد مقاله : 1625-23IPPC
نویسندگان
1کرج ، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
2گروه گیاهپزشکی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران کرج
3گروه گیاهپشکی ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
4-موسسه علوم تولید مواد غذایی انجمن ملی تحقیقات ایتالیا، باری
5- موسسه علوم تولید مواد غذایی انجمن ملی تحقیقات ایتالیا، باری
چکیده
گونه ی Fusarium verticillioides از گروه قارچ های آسکومیست هتروتالیک با قابلیت ایجاد بیماری پوسیدگی خوشه، ساقه و ریشه در ذرت می باشد. علاوه بر قابلیت ایجاد بیماری و کاهش کمیت محصول این گونه بعنوان یکی از عوامل اصلی تولید کننده ی مایکوتوکسن هایی مضر نظیر فومونیزین در ذرت شناخته شده است. هدف این مطالعه بررسی تنوع ژنتیکی 130 جدایهF. verticillioides بدست آمده از ذرت (در طول فصل زراعی 1394-1395) در استان های خوزستان، فارس، اردبیل و قزوین براساس تعیین تیپ آمیزشی و آنالیز فیلوژنتیکی بر اساس توالی یابی نواحی ژن (RNA polymerase II second largest subunit) RPB2 ، EF-1α (translation elongation factor 1-α)، (Calmodulin) CaM و β-tubulin می باشد. تیپ آمیزشی جدایه ها با تکثیر نواحی MAT-1-specific α box و MAT-2-specific HMG boxبه ترتیب با استفاده از جفت آغازگرهای fusALPHAfor/ fusALPHArev و fusHMGfor/fusHMGrev تعیین شد. به منظور آنالیز فیلوژنتیکی توالی های بدست آمده از نواحی ژنی مذکور، از روش Maximum-parsimony و الگوریتم close-neighbor-interchange algorithm در نرم افزار مگا (MEGA4.0) استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که ، 67 درصد جدایه ها متعلق به تیپ آمیزشی MAT2 و 33 درصد جدایه ها متعلق به تیپ آمیزشی MAT1 هستند. برخلاف حضور هر دو تیپ آمیزشی در جدایه های مربوط به هر استان که نشان دهنده ی پتانسیل وقوع تولیدمثل جنسی و بروز تنوع ژنتیکی در بین جدایه های مربوطه است، نتایج آنالیز فیلوژنتیکی بدست آمده از توالی یابی نواحی ژنی مذکور سطح پایینی از تنوع نوکلوتیدی را بین جدایه های مورد بررسی نشان داد. این نتایج می تواند در جهت مدیریت بهتر بیماری های ایجاد شده در ذرت توسط F.verticillioides مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت به منظور توسعه ی اطلا عات مربوط به تنوع ژنتیکی این جدایه ها استفاده از نشانگرهای دیگر در حال بررسی می باشد و نتایج مربوط به این آنالیزها در حال حصول است .
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Mating type frequency and nucleotide polymorphism in F. verticillioides isolates of maize from some provinces of Iran
Authors
Maryam Fallahi, Hosein Saremi, Mohammad Javan nikkhah, Antonio Moretti, Stefania Somma
Abstract
Fusarium verticillioides is a heterothallic ascomycete causing maize ear, stalk and root rot. In addition to these diseases and its negative impacts on grain yield and quality, F. verticillioides is known to be one of the main agent in the production of harmful mycotoxins, such as fumonisins in corn.The aims of this study were to analyze the genetic variability of 130 F. verticillioides isolates obtained from freshly harvested maize samples (2015 and 2016 harvest seasons) from Khuzestan, Fars, Ardabil and Qazvin provinces of Iran, through mating type determination and phylogenetic analysis based on the sequence RPB2(RNA polymerase II second largest subunit), EF-1α(translation elongation factor 1-α), CaM (Calmodulin), and β-tubulin genes. Moreover, the mating types (MAT-1 and MAT-2) of the isolates were identified by using fusALPHAfor/ fusALPHArev primers which allowed the detection of MAT-1-specific α box and fusHMGfor/fusHMGrev primers for MAT-2-specific HMG box. In order to analyze the phylogenetic sequences obtained from the genetic regions, the Maximum-Parsimony method and the close-neighbor-interchange algorithm were used in Mega software (MEGA4.0). The results showed that 67% of the isolates are MAT2 and 33% are MAT1. Despite the presence of both mating type alleles among the isolates that represents the potential for sexual reproduction and appearance of the genetic diversity, phylogenetic analysis, based on the sequence of the above mentioned genes, revealed low level of nucleotide variability within the F. verticillioides population analyzed. These results can be used for a more appropriated management of maize diseases caused by F.verticillioides. Finally, in order to increase the knowledge on the the genetic diversity of this set of isolates, other genetic markers for their detection are under evaluation and the results of these analyses are ongoing.
Keywords
Heterothallic, mating types, Phylogenetic analysis, genetic variability