اولین گزارش از بیماری‌زائی زنگ ساقه گندم (Puccinia graminis f. sp. tritici) بر روی ژن Sr25 در اردبیل٬ شمالغرب ایران

Abstract

<br /> <br /> <br /> زنگ ساقه یا سیاه گندم، با عامل <em>Puccinia graminis</em> Pers. f. sp. <em>tritici</em> Erikss. & Henning، یکی از مخرب­ترین بیماری­های گندم در سراسر جهان به شمار می­رود. این بیماری با به بکارگیری ژن­های مقاومت اختصاص- نژادی کنترل می­شد، اما این نوع مقاومت پایدار نبوده و با ظهور نژادهای جدید عامل بیماری کارائی خود را از دست می­داد (Jain <em>et al</em>. 2009). به عنوان مثال، با ظهور نژادUg99 ژن­های مقاومت <em>Sr5 </em><em>٬</em><em>Sr6</em><em>٬</em><em>Sr7a </em><em>٬</em><em>Sr8a </em><em>٬</em><em>Sr8b</em><em>٬</em><em>Sr9a </em><em>٬</em><em>Sr9b </em><em>٬</em><em>Sr9f</em><em>٬</em><em>Sr9h </em><em>٬</em><em>Sr10</em><em>٬</em><em>Sr16</em><em>٬</em><em>Sr18 </em><em>٬</em><em>Sr19</em><em>٬</em><em>Sr20 </em><em>٬</em><em>Sr23 </em><em>٬</em><em>Sr24</em><em>٬</em><em>Sr30 </em><em>٬</em><em>Sr31 </em><em>٬</em><em>Sr34</em><em>٬</em><em>Sr36</em><em>٬</em><em>Sr38 </em><em>٬</em><em>Sr41</em><em>٬</em><em>Sr49</em><em>٬</em><em>Sr54 </em><em>٬</em><em>SrMcN</em><em>٬</em><em>SrWld-1 </em><em>٬</em><em>Sr9d </em><em>٬</em><em>Sr9e</em><em>٬</em><em>Sr9g </em><em>٬</em><em>Sr11</em><em>٬</em><em>Sr12</em><em>٬</em><em>Sr17 </em> و <em>S21</em> دیگر موثر نبوده و نمی­توان از آنها در برنامه­های به نژادی استفاده کرد (Singh<em> et al</em>. 2015). ردیابی فاکتورهای بیماریزائی جدید در ارزیابی و تشخیص منابع جدید مقاومت بسیار مهم و حیاتی هستند. با توجه به اهمیت بیماری زنگ ساقه و به ویژه نژاد Ug99، در فصل زراعی 95-1394 برای تعیین کارائی ژن­های مقاومت به زنگ ساقه پروژه­ای با کاشت لاین­های ایزوژنیک در خزانه تله تحت شرایط مزرعه­ای اجرا و مطالعه شد. این بررسی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی اردبیل (با مشخصات جغرافیایی: عرض شمالی 38 درجه و 17 دقیقه، طول شرقی 48 درجه و 39 دقیقه، ارتفاع از سطح دریا 1350 متر) انجام شد. هر ژنوتیپ در ردیف های یک متری با دو خط به فاصله 30 سانتی متر کاشته شدند فاصله پشته ها نیز 65 سانتی متر در نظر گرفته شد رقم حساس (موروکو) در اطراف خزانه وحد فاصل ارقام به فاصله هر ده رقم کاشته شد. تمام عملیات زراعی مورد نیاز در طی سال اجرای پژوهش انجام شدند. شدت بیماری بر اساس روش اصلاح شده کب از صفر تا 100 درصد انجام شد (Peterson <em>et al.</em> 1948). زمانی که بیماری روی برگ پرچم پیشرفت کرد تیپ آلودگی (IT) براساس روش رولفز و همکاران (Roelfs <em>et al</em>. 1992) یادداشت برداری شد. وجود فاکتورهای بیماریزایی با مقایسه تیپ آلودگی رقم حساس ضمن پایش بیماری روی ارقام افتراقی تعیین شد. به عبارت دیگر ژن­هایی مقابل فاکتورهای بیماریزایی بیمارگر در گیاهان به عنوان ژن­های غیر موثر در نظر گرفته شدند که<br /> <br /> شکل 1 – علائم زنگ ساقه گندم روی لاین گندم LC SR25 ARS (حاوی ژن مقاومت <em>Sr25</em>) در ایستگاه اردبیل – سال 1395<br /> Figure 1. Symptoms of stem rust on wheat line LC SR25 ARS (having resistance gene <em>Sr25</em>) in Ardabil, 2016<br /> <br /> بیماریزایی روی آنها وجود داشت و تیپ آلودگی MSS یا S بود و ژن­های مسئول مقاومت در گیاه در برابر فاکتورهای غیر بیماریزایی (<em>Avr</em>-genes) به عنوان ژن­های مقاومت موثر در نظر گرفته شدند. نتایج این بررسی بیانگر وجود بیماریزائی در جمعیت نژادی مستقر در اردبیل روی ژن<em> Sr25 </em>(لاین LC SR25 ARS) بود. این ژن با ژن مقاومت <em>Lr19</em> (ژن مقاوم به زنگ قهوه­ای) روی کروموزوم 7DL با یکدیگر پیوستگی داشته و از <em>Thinopyrum elongatum</em> به گندم منتقل شده است (Singh <em>et al. </em>2011). این ژن نسبت به زنگ سیاه گندم (و نژاد Ug99) در سراسر جهان موثر یا نسبتاً موثر بوده است (Singh <em>et al. 20</em>11). ظهور بیماریزائی روی ژن <em>Sr25</em> مهم است، زیرا این ژن به دلیل مقاومت در برابر گروه نژادی Ug99 در برنامه­های به نژادی مورد هدف بود. در این بررسی عدم کارائی <em>Sr25</em> در برابر نژادهای محلی زنگ ساقه نشان داده شد و در ایران برای اولین بار از اردبیل گزارش می­شود. بیماریزائی برای ژن یادشده قبلاً از هندوستان نیز گزارش شده بود. با توجه به عدم کارائی این ژن بایستی در برنامه های به نژادی از بکار گیری آن (حداقل در اردبیل) خودداری گردد. برای رسیدن به مقاومت پایدار و با درنظر گرفتن خطر شیوع نژاد Ug99 در قسمت های مختلف ایران (Nazari <em>et al.</em> 2009) بایستی ژن­های مقاومت گیاه کامل مانند<em>Sr2 ٬ Sr55٬Sr56 ٬Sr57 ٬ Sr58</em> در ترکیب با یکدیگر و یا با ژن­های مقاومت گیاهچه­ای (اختصاص-نژادی) موثر مانند <em>Sr22٬Sr26 ٬Sr33 ٬ Sr35٬Sr45</em>٬ و<em>Sr50 </em>بکار گرفته شوند