ارزیابی مقاومت ژنوتیپ های امیدبخش گندم نان به نژادهای مختلف سفیدک پودری

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: گندم مهمترین گیاه زراعی در بسیاری از نقاط دنیاست که بیشترین سطح زیر کشت را نیز به‎خود اختصاص داده است. تا جایی‎که ۳۰ درصد کل غلات تولید شده در دنیا به گندم تعلق دارد و به‎عنوان غذای اصلی نیمی از مردم دنیا شناخته می شود. در عین‎حال، تنش‎های محیطی از جمله تنش های زیستی از مهمترین عوامل کاهش عملکرد گندم در سال های اخیر بوده است. سفیدک پودری (f.sp. triticiBlumeria graminis ) یکی از بیماری‎های مهم گندم است که سالانه خسارات زیادی را به تولید گندم تحمیل می‎کند. از طرفی، مقاومت ژنوتیپ های مقاوم در گندم در طول زمان ثابت نیست و مقاومت تقریبا تمام ژن های مقاومت که به‎طور معمول در دنیا مورد استفاده قرار می گیرند، توسط نژادهای جدید بیماری زای سفیدک پودری شکسته شده است. زیرا تحقیقات نشان داده که فشار زیاد تحمیل شده از سوی ژن های مقاومت بر روی جمعیت های بیمارگر، سبب تکامل سریع نژادهای بیماری زای جدید و به‎تبع آن، از بین رفتن مقاومت شده است.. به‎همین دلیل، یکی از موثرترین و منطقی ترین روش های کنترل این بیماری که بیشترین سازگاری را با محیط زیست و کشاورزی پایدار داشته باشد، شناسایی و تولید ارقام مقاوم است که در این پژوهش نیز به بررسی مقاومت ژنوتیپ های ایرانی جهت دستیابی به ارقام مقاوم پرداخته شده است. مواد و روش ها: در مطالعه حاضر تعداد ۳۲ ژنوتیپ مختلف گندم نان (L.Triticum aestivum ) موجود در بخش تحقیقات ژنتیک و بانک ژن گیاهی ملی ایران، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، در معرض ۱۰ پاتوتایپ با بیشترین میزان آلودگی در منطقه (مغان ۱، مغان ۲، مغان ۳، مغان ۴، مغان ۵، گرگان ۱، گرگان ۲، ساری ۱، ساری ۲ و گنبد) این قارچ قرار گرفتند و میزان مقاومت آن ها در مرحله دو برگی در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. پاتوتایپ های مورد بررسی سفیدک پودری که از نقاط بیماری خیز کشور جمع‎آوری شده بودند، شامل پنج پاتوتایپ از مغان، دو پاتوتایپ از گرگان، دو پاتوتایپ از ساری و یک پاتوتایپ از گنبدکاووس انجام بود. تکثیر جدایه های بیماری روی رقم حساس بولانی که فاقد ژن Pm می‎باشد، انجام گرفت. ژنوتیپ ها توسط جدایه های تک کلونی شده به‎روش مالشی تلقیح شدند و یک هفته بعد از تلقیح، واکنش ارقام افتراقی نسبت به بیماری براساس مقیاس صفر تا چهار طبق روش مینز و دیتز صورت گرفت. براساس این مقیاس تیپ آلودگی صفر، یک و دو در گروه مقاوم و تیپ آلودگی سه و چهار در گروه حساس قرار می گیرد. در این پژوهش، رقم بولانی (Bolani) به‎عنوان شاهد حساس به بیماری سفیدک پودری در نظر گرفته شد. یافته ها: نتایج نشان داد که ژنوتیپ های مورد بررسی از بین ۱۰ پاتوتایپ سفیدک پودری جمع‎آوری شده از مراکز مهم آلودگی در کشور، بیشترین مقاومت را نسبت به پاتوتایپ مغان ۵ نشان دادند. ژنوتیپ های TN۱۲۷، TN۷۹، TN۷، TN۱۸۰ و TN۷۲ به‎طور میانگین، بیشترین مقاومت را به ۱۰ پاتوتایپ مورد بررسی نشان دادند. در مجموع، مقایسه پاتوتایپ های مختلف سفیدک پودری نشان داد که پاتوتایپ مغان ۵ کمترین میزان بیماری‎زایی و ساری ۱ بیشترین را نشان داد. علاوه‎بر این، همبستگی بین پاتوتایپ ها به‎منظور شناسایی پاتوتایپ های با قدرت بیماری‎زایی مشابه انجام شد که نشان داد که پاتوتایپ مغان ۵ کمترین همبستگی را با سایر پاتوتایپ ها نشان داد که احتمالا از مکانیسم متفاوتی برای بیماری زایی استفاده می کند. همچنین بالاترین میزان همبستگی معنی دار بین مغان۲ با مغان۳ (۰/۸۷) و گرگان۲ (۰/۸۱) مشاهده شد که نشان دهنده مشابهت مکانیزم بیماری زایی در این سه پاتوتایپ است. از طرفی، نتایج تجزیه کلاستر ژنوتیپ ها را از نظر مقاومت به سفیدک پودری به دو گروه مجزا تقسیم نمود که بسیاری از ژنوتیپ های مورد بررسی در گروه رقم حساس بولانی قرار گرفتند. علاوه بر این، تجزیه کلاستر برای پاتوتایپ های سفیدک پودری نشان داد که پاتوتایپ مغان۵ در یک گروه و بقیه پاتوتایپ ها در یک گروه دیگر قرار گرفتند. تجزیه بای پلات و سه‎بعدی براساس داده های تجزیه به مولفه های اصلی برای دو مولفه اول و دوم (۸۷/۹۵ درصد از تغییرات کل واریانس) نشان داد که پاتوتایپ مغان ۵ همبستگی کمتری با سایر پاتوتایپ ها دارد. سمت منفی مولفه اول و همچنین سمت منفی مولفه دوم میزان مقاومت ژنوتیپ ها را نشان می دهد. به‎طوری‎که در ناحیه ۱ ژنوتیپ های مقاوم قرار گرفتند. نتیجه گیری: ژنوتیپ های مورد بررسی در این تحقیق تاکنون برای مقاومت به بیماری سفیدک پودری مورد ارزیابی قرار نگرفته اند. بنابراین، منابع مقاومتی که بدین‎طریق شناسایی شدند، برای اولین‎بار گزارش می شوند. به‎طور کلی، تنوع بالقوه ای در بین ژنوتیپ‎ها نسبت به پاتوتایپ های مختلف مشاهده شد. از نظر بیماری زایی نیز از بین پاتوتایپ های مورد بررسی، پاتوتایپ مغان ۵ کمترین بیماری‎زایی را در ژنوتیپ های مورد بررسی نشان داد. ژنوتیپ های مقاوم در این پژوهش می توانند به‎عنوان ژنوتیپ های امیدبخش در برنامه های به نژادی گندم مورد استفاده قرار گیرند. روی هم رفته، از یافته‎های این تحقیق چنین بر‎می‎آید که تنوع مطلوبی بین ژنوتیپ‎های مورد بررسی از نظر مقاومت به نژادهای مختلف بیماری وجود دارد. با این‎وجود از آنجائی‎که شناسایی مقاومت گیاه بالغ منوط به غربال‎گری ژنوتیپ‎ها در شرایط مزرعه و صرف زمان زیادی می‎باشد، پیشنهاد می‎گردد از نشانگرهای مولکولی پیوسته با مقاومت به سفیدک پودری در تحقیقات آتی استفاده به‎عمل آید.

کلیدواژه ها:

Disease index ، Disease resistance ، Powdery mildew ، Wheat ، سفیدک پودری ، شاخص بیماری ، گندم ، مقاومت به بیماری