شناسایی منابع مقاومت ژنتیکی در برابر نماتد سیستی غلاتHeterodera filipjevi (Madzhidov) Stelter 1984 در برخی ارقام گندم، جو و چاودار

کد مقاله : 1375-23IPPC
نویسندگان
1اردبیل خ فلسطین شرقی 10 قطعه 3489
2میاندوآب، مسکن مهر، ساختمان ارم، طبقه دوم
3دانشگاه تبریز، بلوار 29 بهمن، تبریز
چکیده
نماتدهای سیستی غلات، H. avenae group، انگل‌های نماتدی مخرب ریشه غلات بوده و پراکنش جهانی دارند. این نماتدهای ساکن باعث زیان‌های اقتصادی قابل توجه در غلات در اکثر کشورهای جهان خصوصا در جاهایی که سیستم‌های کشت دیم غالب هستند، می‌شوند. در میان نماتدهای سیستی غلات گونه‌های H. avenae، H. filipjevi و H. latipons به عنوان مهم‌ترین گونه‌ها در غرب آسیا، شمال آفریقا و کشورهای حاشیه مدیترانه محسوب می‌شوند. در میان روش‌های کنترل، استفاده از ارقام مقاوم موثرترین روش برای مدیریت نماتدها و ممانعت از خسارت آنها چه در محصولات با ارزش اقتصادی کم و چه در محصولات با ارزش اقتصادی بالا محسوب می‌شود. ژن‌های متعددی متعلق به گروه ژنی Cre هم از گندم هگزاپلوئید و هم از وابستگان آن به عنوان منابع مقاومت در برابر نماتدهای سیستی غلات مورد شناسایی قرار گرفته‌اند. هدف از این تحقیق شناسایی منابع مقاومت در برخی ارقام گندم، جو و چاودار که به طور معمول در منطقه شمال غرب ایران کشت می‌شوند است. بذور 35 رقم گندم، جو و چاودار و هم‌چنین بذور Aegilops taucshii وA. cylindrical که در این مطالعه مورد غربال قرار گرفتند، از موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج تهیه شد. بذور این ارقام در سال 1396 در گلخانه کشت و زمانی که گیاهان به مرحله چهار برگی رسیدند، برگ‌های تازه مربوط به هر رقم جمع‌آوری و جهت استخراج DNA در فریزر نگهداری شدند. برای استخراج DNA برگ‌ها در داخل هاون با استفاده از نیتروژن مایع پودر و استخراج با استفاده از روش CTAB انجام گرفت. برای تعیین وجود یا نبود ژن‌های Cre در این ارقام، سه جفت پرایمر Crecon، Xgwm301-2D و Xgwm147-6B به ترتیب برای تکثیر قطعاتی از ژن‌های Cre 1، Cre 3 و Cre 8 مورد استفاده قرار گرفتند. واکنش پی‌سی‌آر شامل یک چرخه یک دقیقه‌ای در ˚c94 و به دنبال آن 35 چرخه شامل یک دقیقه در˚c94، یک دقیقه در ˚c56، یک دقیقه در ˚c72 و یک چرخه نهایی 7 دقیقه‌ای در ˚c72 انجام گرفت. محصولات پی‌سی‌آر در ژل آگارز 8/0 درصد (100 ولت، 45 دقیقه) الکتروفورز شده و بعد از رنگ‌آمیزی با اتیدیوم برماید توسط دستگاه ژل داک عکسبرداری گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که تمامی ارقام گندم مورد مطالعه دارای ژن Cre 1 بود که این ژن یکی از ژن‌های مقاومت در برابر نماتد مذکور است. هیچ‌یک از ارقام جو یا چاودار دارای این ژن نبودند. ژن‌هایCre 8 و Cre 3 در هیچ کدام از ارقام گندم، جو و چاودار یافت نشد. علاوه‌ براین، نتایج این تحقیق نشان داد که A. tauschii هرسه ژن‌Cre را در پس‌زمینه ژنتیکی خود دارد اما A.cylindrica به جز ژن Cre 3 فاقد ژن‌های دیگر یعنی Cre 8 و Cre 1 بود.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Identification of genetic resistance resources against Heterodera filipjevi (Madzhidov, 1981) Stelter 1984 in some wheat, barley and rye cultivars
Authors
amin fallahi, Ebrahim Zahedi Asl, Gholamreza Niknam
Abstract
The cereal cyst nematodes, Heterodera avenae group, are devastating root nematode parasites of cereals and have a global distribution. These sedentary endoparasitic nematodes cause significant economic yield losses in most of the countries in all over the world, particularly where the rain-fed cereal cultivations are predominant. Among cereal cyst nematodes H. avenae, H. filipjevi and H. latipons are considered as the most important species in West Asia, North Africa and Mediterranean countries.Among the management approaches of the cyst nematodes using resistant cultivars is the most effective way for managing nematodes and prevent their damage in high and low value cropping systems. Several genes belonging to Cre gene group from either hexaploid wheat or its relatives have been identified as sources of resistance against cereal cyst nematodes. The objective of this research was to identify resistance sources in some wheat, barley and rye cultivars that are commonly cultivated in northwest of Iran. The seeds of 35 cultivars of wheat, barley and rye as well as Aegilops tauschii and Aegilops cylindrica screened in this study were provided by Seed and Plant Improvement Institute Karaj, Iran. The seeds of different cultivars were planted in greenhouse condition in 2017 and at four-leaf stage, fresh leaves from each cultivar were collected and stored in deepfreeze in order to extract the DNA. For DNA extraction leaves were ground to a powder using a mortar containing liquid nitrogen and following the CTAB procedure. To determine the presence of Cre genes in the cultivars, three primer pairs namely Crecon, Xgwm301-2D and Xgwm147-6B were used to amplify segments of Cre1, Cre3 and Cre8 genes, respectively. PCR reaction was consisted of one cycle of 1 min at 94˚C followed by 35 cycles of 1 min at 94˚C, 1 min at 56˚C, 1 min at 72˚C and a final cycle of 7 min at 72˚C. PCR products were run on a 0.8% agarose gel (100V, 45 min), stained with ethidium bromide, visualized on gel documentation and photographed. The results of this study showed that all the wheat cultivars studied here possessed Cre 1 gene that is one of the resistance genes against H. filipjevi. However, none of the barley and rye cultivars had this gene. Cre 8 and Cre 3 genes were not found in any of wheat, barley and rye cultivars. Also, the results indicated that A. tauschii carries all the three Cre genes in its genetic background, but A. cylindrical lacks Cre 1 and Cre 8 genes except Cre 3.
Keywords
resistant genes, cyst nematodes