نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
دانشیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران
2
استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرکان، ایران
3
استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران
4
مربی پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران
5
استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اردبیل، ایران
6
بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران
10.22124/cr.2024.26130.1799
چکیده
مقدمه: بیماری سفیدک پودری با عامل قارچی Blumeria graminis f.sp. hordei یکی از مهم‌ترین بیماری‌های برگی جو با پراکنش جهانی است که در اغلب مناطق کشت جو در ایران نیز شیوع دارد. استفاده از ارقام مقاوم به‌عنوان موثرترین، کم‌هزینه‌ترین و سالم‌ترین روش کنترل این بیماری از نظر زیست‌محیطی شناخته می‌شود. به‌علت تنوع ژنتیکی بالا، قارچ عامل بیماری از توانایی زیادی برای ایجاد نژادهای فیزیولوژیک جدید و بی‌اثر کردن ژن‌های مقاومت برخوردار است. این تحقیق به‌منظور شناسایی طیف فاکتورهای پرآزاری/ ناپرآزاری در جمعیت‌های قارچ عامل بیماری سفیدک پودری جو در مناطق مهم شیوع این بیماری در ایران، پایش تغییرات این فاکتورها در سال‌های اخیر و بررسی وضعیت مقاومت ارقام تجاری داخلی جو آبی انجام شد.
مواد و روش‌‌‌ها: خزانه‌های تله متشکل از 77 لاین و رقم، شامل رقم پالاس و 18 لاین ایزوژن نزدیک با ژن (های) مقاومت مشخص در زمینه ژنتیکی پالاس، یک‌سری تکمیلی شامل 34 رقم با ژن (های) مقاومت مشخص و یا نامشخص، به‌همراه 24 رقم تجاری داخلی در شرایط آلودگی طبیعی در شش ایستگاه تحقیقات کشاورزی شامل مشهد، قائمشهر، گرگان، زرقان، پارس آباد (مغان) و دزفول طی سه سال زراعی (98-1395) کشت شدند. ارزیابی واکنش ارقام و لاین‌های مورد بررسی نسبت به سفیدک پودری در مرحله گلدهی بروش دو عددی (Double digit) در مقیاس صفر تا 99 انجام شد. با در نظر گرفتن تیپ آلودگی یک تا چهار به‌عنوان واکنش ناسازگاری (مقاومت) و ناپرآزاری ( عدم وجود ویرولانس) و تیپ‌های آلودگی پنج تا نه به‌عنوان واکنش سازگاری (حساسیت) و پرآزاری (وجود ویرولانس) طیف پرآزاری/ ناپرآزاری (Virulence/avirulence) جمعیت بیمارگر در مناطق مختلف تعیین شد.
یافته‌‌های تحقیق: نتایج این تحقیق، وجود تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه‌ای را در جمعیت‌های محلی این بیمارگر در مناطق مختلف کشور و بروز تغییراتی در طیف پرآزاری/ ناپرآزاری آن‌ها و ظهور فاکتورهای پرآزاری جدید برای بعضی از گیاهان حامل ژن‌های مقاومت نشان داد. ژن‌های مقاومت Mlk و Mlk(1) طی هر سه سال زراعی و در همه مناطق و ژن‌های مقاومت Mla22، Mla23 و Mlh طی هر سه سال زراعی حداقل در دو منطقه از کشور غیر موثر بودند. همچنین، ژن مقاومت mlo5 در همه مناطق اجرای آزمایش و ژن‌های مقاومت Mla3، Mla6، Mla9، Mla12، Mla13، Mla14 و Ml(Ru3) طی هر سه سال زراعی حداقل در سه منطقه موثر بودند. نتایج این مطالعه، نشان‌دهنده ظهور فاکتورهای پرآزاری جدید برای ژن‌های مقاومت Mla، Mlg و MlCP در برخی از مناطق کشور است. نتایج ارزیابی سری تکمیلی در مناطق مختلف کشور نیز موثر بودن مقاومت کلیه ارقام دارای یکی از آلل‌های ژن مقاومت mlo از جمله Viskosa، Wren، Alexis، Brenda و Chalice در همه مناطق را نشان داد. همچنین، اغلب ارقام تجاری داخلی در مناطق مختلف طیفی از واکنش‌ها از نیمه‌مقاوم تا حساس را نشان دادند.
نتیجه‌‌‌گیری: با توجه به تنوع قابل ملاحظه در جمعیت‌های محلی عامل بیماری سفیدک پودری جو در مناطق مختلف کشور و ظهور فاکتورهای پرآزاری جدید برای برخی از ژن‌های مقاومت موثر و همچنین حساس یا نیمه‌حساس بودن اغلب ارقام، تداوم تحقیقات مرتبط با پایش طیف فاکتورهای پرآزاری در جمعیت بیمارگر و شناسایی منابع ژنتیکی جدید مقاومت به بیماری ضروری است. با توجه به موثر بودن ژن‌های مقاومت mlo، Mla3، Mla6، Mla9، Mla12، Mla13، Mla14 و Ml(Ru3) در مناطق مختلف کشور، منابع ژنتیکی دارای این ژن‌های مقاومت می‌توانند به‌عنوان والد مقاوم در برنامه‌های به‌نژادی مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Identification of virulence/avirulence spectrum of Blumeria graminis f.sp hordei, the causal agent of barley powdery mildew in different regions of Iran
نویسندگان [English]
-
Reza Aghnoum
1
-
Mohammd Ali Dehghan
2
-
Mohsen Yasaei
3
-
Hesam Mofidi
4
-
kamal shahbazi
5
-
Mohammad Dalvand
6
-
Hamid reza Nikkhah
1
1
Research Associate Professor, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Mashhad, Iran
2
Research Assistant Professor, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gorgan, Iran
3
Research Assistant Professor, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran
4
Research Instructor, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sari, Iran
5
Research Assistant Professor, Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ardabil, Iran
6
Field and Horticultural Crops Research Department, Safiabad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Dezful, Iran
چکیده [English]
Introduction
Powdery mildew of barley is one of the most important diseases of barley worldwide that occur also in most of the barley cultivation areas in Iran. The use of resistant cultivar is known as the most effective, the most economic and the most environmentally safe method of disease control. Due to the high level of genetic diversity, the fungal pathogen have a big capacity for producing new physiological races and breaking down of effective sources of resistance. This study was carried out to determine the virulence/avirulence spectrum of the pathogen in major powdery mildew conductive regions, to monitor their annual changes in receny years and to evaluate some commertial cultivars of barley to powdery mildew.
Materials and methods
Trap nurseries consist of 77 lines and cultivars including 19 Pallas near-isogenic lines, a supplementary set including 34 cultivars carrying known or unknown resistance gene (s) and 24 Iranian commercial barley cultivars were planted under the natural disease development at six powdery mildew hot spot locations in Mashhad, Gorgan, Ghaemshahr, Pars Abad (Moghan), Dezful and Zarghan during three consecutive cropping seasons (2016-2019). Evaluation of powdery mildew resistance was performed in 00-99 scroing scale based on the double digit system at the flowering stage. The virulence/avirulence spectrum of the pathogen in different regions was determined by considering the infection types 1-4 as incompatibile reaction (resistance) or avirulence and the infection types 5-9 as compatibile reaction (sucseptibility) or virulence.
Research findings
The results of this study showed that there is a considerable variation in the virulence spectrum of the pathogen in different locations, occurring changes and appearing new virulence factores for some resistance genes. Based on the results Mlk and Mlk(1) resistance genes were ineffective in all locations during the three year and Mlh, Mla22 and Mla23 resistance genes were also ineffective at least in two locations during the three year field experiments. The results also showed that the mlo resistance gene was effective in all locations and Mla3, Mla6, Mla9, Mla13, Ml(Ru3), Mla12, Mla14 genes were effective at least in three locations during the three years. Based on the results new virulence factors for the MlLa, Mlg and MlCP genes appeared in some regions. The results of evaluation of the supplementary set showed that all the mlo carrying lines/cultivars including Viskosa, Wren, Alexis, Brenda and Chalice were effective in all locations/years. The majority of commercial cultivars showed a range of reaction from moderately resistant to susceptible in different locations.
Conclusion
Based on the high level of variation in the virulence spectrum of the pathogen in different locations, appearing new virulence factores for some resistance genes and susceptible reaction of the commercial cultivars, continuous research about monitoring the virulence spectrum of the barley pathogen pathogen and idenfication of new sources of resistance is necessary. Sources of effective resistance genes including Mla3, Mla6, Mla9, Mla13, Ml(Ru3), Mla12 and Mla14 could be used in breeding programs to develop new resistant cultivars.
کلیدواژه‌ها [English]
-
Isogenic lines
-
Pathogenicity factors
-
Resistance genes
)