تنوع ژنتیکی جدایه های Rhizoctonia solani عامل شانکر ساقه و شوره سیاه سیب زمینی با استفاده از مارکرهای RAPD و ISSR

کد مقاله : 1495-23IPPC
نویسندگان
1میدان جمهوری اسلامی- کوچه شهید علیرضا شهبازی- بن بست فرشته - مجتمع باران - واحد4
2مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، اصفهان، ایران
3گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان
چکیده
سیب‌زمینی (Solanum tuberosum L.) از محصولات مهمی است که به صورت تجاری در سرتاسر جهان کشت می‌شود. این محصول نیز در کشور اهمیت بسیاری دارد. از بیماری مهم این محصول؛ بیماری شانکر ساقه و شوره سیاه ریزوکتونیایی است که توسط قارچ Rhizoctonia solani Kühn ایجاد می شود و انتشار جهانی دارد. در این مطالعه، 30 جدایه از مناطق مهم سیب‌زمینی کاری در کشور شامل استان‌های اصفهان، اردبیل، فارس، همدان، کردستان و کرمان جمع‌آوری شد. جدایه‌ها براساس نشانگرهای RAPD و ISSR مورد بررسی قرار گرفت. DNA ژنومی از تمامی جدایه ها با استفاده از تکنیک CTAB جداسازی گردید. 10 پرایمر RAPD شامل OPA-03، OPB-08، OPC-9، OPP-16، OPP-17، OPP-18، OPP-19، OPX-14 و OPF-10 و 9 پرایمر برای ISSR شامل EZ1، EZ2، EZ7، EZ9، EZ11، EZ13، EZ18، EZ25 و EZ27 برای تعیین پلی مورفیسم در بین 30 جدایه‌ی این قارچ به کار گرفته شد. آنالیز RAPD در سه تکرار برای تأیید پایداری تکثیری انجام شد و تنها باندهای تکراری نمره دهی شدند. تک‌شکلی و چندشکلی باندها به صورت کاراکترهای دوتایی به صورت 1 برای حضور و 0 برای عدم حضور باندی از باندهای DNA نمره‌دهی گردید. سپس نمرات ماتریسی برای تحلیل توسط سیستم، وارد برنامه ی NTSYS-pc 1.8 شدند. ماتریس تشابه با استفاده از ضریب تأثیر جاکارد محاسبه شد. کلاستربندی با استفاده از UPGMA برای ایجاد دندروگرام انجام گردید. در مجموع، 116 باند تکثیر شده ی DNA از 10 پرایمر RAPD بدست آمد، که دارای 87.93 درصد پلی‌مورفیسم بودند. شماره ی اصلی باندها 11.6 بود که اندازه ای در محدوده ی تقریباً 100 تا 3000 جفت باز را شامل گردید. دندروگرام ایجاد شده از آنالیز UPMGA براساس ضریب جاکارد نشان داد که تنوع نسبتاً بالایی بین 30 جدایه وجود دارد و شاخص تشابه در محدوده ی 52 تا 100 درصد است. این نتایج همچنین، نشان داد که جدایه‌های بدست آمده از مناطق کاشت سیب‌زمینی در ایران (استان‌های اردبیل، فارس، اصفهان، کرمان و کردستان) در سه گروه اصلی با شاخص تشابه 64 درصد دسته‌بندی می شوند. کاربرد 9 پرایمر ISSR کلاً 44 قطعه‌ی تکثیری (100-3000 جفت بازی) را ایجاد نمود که 42 (94.45 درصد) قطعات پلی‌مورفیک بودند. شماره‌ی اصلی باندهای هر پرایمر 4.89 بود. دندروگرام نشان داد که تنوع نسبتاً بالایی بین جدایه‌ها وجود دارد و شاخص تشابه در محدوده ی 60 تا 100 درصد است. نتایج نشان داد که 30 جدایه ی این قارچ همچنین در سه گروه اصلی با شاخص تشابه 78 درصد قرار می‌گیرند. تجزیه کلاستری با استفاده از UPMGA برای نشانگرهای RAPD و ISSR نشان داد که آنها به سه گروه اصلی تقسیم شده که هیچ ارتباطی بین نواحی جغرافیایی جدایه ها وجود ندارد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Genetic variability of Rhizoctonia solani isolates associated with stem canker and black scurf of potato by using RAPD and ISSR markers
Authors
Dorna Forghani, Mehdi Nasr Esfahani, Eidy Bazgir, Mostafa Darvishnia
Abstract
Potato, Solanum tuberosum L. is an important crop product which is grown commercially throughout the world. This product is also important in Iran. One of the most important diseases of potato is the stem canker and black scurf by a fungus Rhizoctonia solani Kühn, with a worldwide distribution. In this study, 30 isolates of R. solani were collected from the main potato-growing provinces of Iran, including Isfahan, Ardebil, Fars, Hamedan, Kurdestan and Kerman. The isolates were analyzed based on sequence analyses of random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter-simple sequence repeat (ISSR). Total genomic DNA was extracted from all isolates using the CTAB method. Ten RAPD primers, including OPA-03, OPB-17, OPC-08, OPC-9, OPP-16, OPP-17, OPP-18, OPP-19, OPX-14 and OPF-10 were used for genetic analysis of polymorphisms among the 30 R. solani isolates. For the ISSR analysis, nine primers EZ1, EZ2, EZ7, EZ9, EZ11, EZ13, EZ18, EZ25, and EZ27 were used. RAPD analysis was performed in three replications to confirm the consistency of amplification and only repeatable bands were scored. Monomorphic and polymorphic bands were considered as binary characters and were scored as 1 for presence and 0 for absence of DNA bands. The scores were then entered into a matrix for analysis by numerical taxonomy and multivariate analysis system, NTSYS-pc 1.8 program. The similarity matrix was calculated using Jaccard’s similarity coefficient. Clustering was performed using the unweighted pair group method using arithmetic averages (UPGMA) to generate the dendrogram. A total of 116 consistently amplified DNA bands were generated from ten RAPD primers, of which 87.93% were polymorphic. The mean number of bands per primer was 11.6, which ranged in size from approximately 100 to 3,000 bp. The dendrogram produced from UPGMA analysis based on Jaccard's coefficient revealed that the variability was relatively high among the 30 R. solani isolates, and the similarity index ranged from 100 to 52%. This result also indicated that the isolates obtained from the main potato growing regions of Iran, (Ardebil, Hamadan, Fars, Isfahan, Kerman and Kurdestan provinces) were clustered into three main groups at a similarity index of 64%. Application of nine ISSR primers generated a total of 44 consistently amplified fragments (100-3,000 bp), of which 42 (95.45 %) fragments were polymorphic. The mean number of bands per primer was 4.89. The dendrogram showed that variability was relatively high among the isolates, and the similarity index ranged from 100 to 60. The result indicated that 30 R. solani isolates were also clustered into three main groups at similarity index of 78%. Cluster analysis using un-weighted pair group method and arithmetic averages (UPGMA) method for both RAPD and ISSR markers divided into three main groups, with no correlation to geographical regions of the isolates.
Keywords
Rhizoctonia, RAPD, ISSR, potato