بخشی از مقاله
چکیده
زنگ سیاه با عامل Puccinia graminis f. sp. tritici یکی از مهمترین بیماريهاي گندم در جهان میباشد. بهدلیل وجود تنوع ژنتیکی بسیار بالا در نمونههاي گندم بومی، غربال نمودن ژرمپلاسم بومی از نظر واکنش به تنشهاي زنده و غیرزنده میتواند به یافتن منابع مقاومت جدید بویژه نسبت به زنگ سیاه منجر شود. در این تحقیق واکنش گیاهچهاي و گیاه بالغ 131 نمونه گندم بومی نسبت به زنگ سیاه در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی با سه تکرار بررسی شد.
واکنش گیاهچهها 14 روز پس از مایهزنی با دو جدایهي تعیین نژاد شدهي TKTTF و TTTTF به صورت تیپ آلودگی براساس مقیاس صفر تا چهار مک اینتاش و همکاران یادداشت برداري گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین نمونهها از لحاظ تیپ آلودگی اختلاف بسیار معنیداري وجود دارد، بهطوري که 80 درصد ژنوتیپها حساس، 15 درصد مقاوم و 5 درصد نیمهمقاوم بودند. در مرحله گیاه بالغ 35 درصد ژنوتیپها نسبت به بیماري حساس بوده و 65 درصد بقیه درجات متفاوتی از مقاومت را داشتند.
مقایسهي نتایج گیاهچهاي و گیاه بالغ نشان داد که 15 درصد نمونههاي گندم بومی مورد بررسی در این پژوهش در هر دو مرحله داراي واکنش مقاومت بوده و میتوانند در برنامههاي بهنژادي بهعنوان منابع مقاومت به زنگ سیاه مورد بهرهبرداري قرار گیرند.
مقدمه
زنگها از مخربترین و گستردهترین بیماريهاي گندم به شمار میروند. سه نوع متفاوت زنگ شامل زنگ زرد، زنگ قهوهاي و زنگ سیاه در گندم وجود دارد. در ایران هر سه نوع زنگ بسته به تنوع آب و هوایی در مناطق مختلف کشور فعال بوده و از این بابت خطر بزرگی براي تولید گندم محسوب میشوند. زنگ ساقه که به دلیل داشتن جوشهاي یوردینیا به رنگ قهوهاي تیره زنگ سیاه نامیده میشود، با عامل قارچی Puccinia graminis f. sp. tritici یکی از مهمترین بیماريهاي گندم در جهان از جمله در ایران بوده و در آلودگیهاي شدید میتواند صد در درصد محصول گندم را از بین ببرد
زنگ سیاه گندم از دیرباز معضل اساسی در افریقا، خاورمیانه، آسیاي شرقی، جنوب آسیا، استرالیا، نیوزلند، اروپا و امریکاي شمالی و جنوبی به شمار میرود
زنگها بهویژه زنگ سیاه به علت توان ایجاد نژادهاي فیزیولوژیک متعدد و فرمهاي بیماريزایی متفاوت بویژه از طریق جهش و یا نوترکیبی در تولید مثل جنسی، تولید ارقام مقاوم و پایداري مقاومت ارقام را با چالشهاي جدي مواجه کرده است
زنگهاي گندم را میتوان با روشهاي بهزراعی و شیمیایی محدود کرد، اما با توجه به کارایی کم و هزینهبر بودن و مشکلات زیست محیطی مختلف چندان قابل توصیه نمی باشند. تولید و استفاده از ارقام مقاوم کم هزینهترین، مطمئنترین و کم خطرترین روش کنترل زنگهاي گندم محسوب می شود
براي تولید ارقام مقاوم بررسی بیماريزایی عامل بیماري بر روي ژنهاي مقاومت و شناسایی منابع مقاومت نسبت به آنها الزامی است چراکه در صورت معرفی و استفاده از یک رقم نامناسب و حساس در یک منطقه ممکن است خسارت بسیار سنگینی به بار آید. بهدلیل وجود تنوع ژنتیکی بسیار بالا در نمونههاي گندم بومی، جستجوي منابع مقاومت جدید به زنگ سیاه در این نمونهها امري منطقی به نظر میرسد. در این تحقیق بهمنظور شناسایی منابع مقاومت جدید به زنگ سیاه تعدادي از نمونههاي گندم بومی با استفاده از نژادهاي مهم عامل بیماري مورد
ارزیابی قرار گرفتند.
مواد و روشها
در این پژوهش ابتدا نمونههاي ساقهي گندم آلوده به زنگ سیاه از منطقهي کلاردشت استان مازندران جمعآوري و به گلخانه ي زنگ سیاه واحد پاتولوژي غلات موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر - کرج - انتقال یافت. پس از جداسازي و خالصسازي جدایههاي قارچ عامل بیماري از طریق تک جوش نمودن و تکثیر آنها بر روي رقم گندم حساس، تعیین نژاد و شناسایی الگوي بیماريزایی دو جدایه توسط مجموعهي 20 تایی ژنوتیپهاي گندم افتراقی آمریکاي شمالی، و ارزیابی واکنش مقاومت 131 نمونهي گندم بومی نسبت به زنگ سیاه انجام گرفت. مشخصات هر یک از نژادها در جدول 1 ارایه شده است.
براي انجام مایهزنی ژنوتیپهاي گندم افتراقی و بومی، یوریدینیوسپورهاي تکثیر شدهي هر نژاد بهطور جداگانه بر روي گیاهچههاي 7- 8 روزهي گندم - برگ اول گیاهچهها کامل شده و برگ دوم در حال ظهور کردن است - که در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی با سه تکرار کشت شده بودند، مایهزنی شدند و بهمدت 24 ساعت در تاریکی، رطوبت نزدیک اشباع و دماي 18 درجهي سانتیگراد نگهداري شده و سپس به گلخانه با دورهي نوري 16 ساعت روشنایی و هشت ساعت تاریکی و شرایط دمایی 22 درجهي سانتیگراد منتقل شدند. واکنش مقاومت گیاهچهاي ژنوتیپها نسبت به زنگ سیاه، 14 روز پس از مایهزنی به صورت تیپ آلودگی براساس مقیاس 0-4 مک اینتاش و همکاران - McIntosh et al., 1995 - یادداشتبرداري شد.
ژنوتیپهاي گندم بومی در شرایط مزرعهاي در دو خط یک متري با فاصلهي خطوط 30 سانتیمتر در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی در ایستگاه کلاردشت کاشته شدند. براي گسترش بیماري و امکان مقایسهي علایم با رقم شاهد حساس شناخته شدهي بینالمللی، ازرقم موروکو استفاده شد. بدین منظور رقم موروکو در اطراف کلیهي پلاتها و بهعنوان یک تکرار بعد از هر 10 نمونهي ژنتیکی بهعنوان شاهد حساس و گسترانندهي بیماري در سطح مزرعه کشت شد و عملیات داشت طبق عرف محل انجام گردید.
براي اطمینان از تامین رطوبت لازم جهت گسترش همهگیري از آبیاري مستمر پاي بوتهها استفاده شد. لازم بهذکر است که در ایستگاه کلاردشت آلودگی مصنوعی زنگ سیاه از طریق اسپورپاشی عامل زنگ سیاه انجام نگرفت و آلودگی بهصورت طبیعی با نژادهاي محلی موجود در منطقه ایجاد گردید.
در طول فصل رشد بازدید هفتگی از خزانه بهعمل آمده و واکنش نمونههاي ژنتیکی در مرحلهي گیاه بالغ بعد از آن که شدت بیماري زنگ سیاه بر روي رقم حساس در حداکثر آلودگی مشاهده شد، با ثبت تیپ آلودگی به روش رولفز و همکاران - Roelfs et al., 1992 - به صورت حساس - S - ، نیمه حساس - MS - ، نیمهمقاوم - MR - و مقاوم - R - ، و همچنین با ثبت شدت بیماري براساس روش پترسون و همکاران - Peterson - et al., 1948 در مقیاس صفر تا صد درصد انجام شد. واکنش مواد آزمایشی نسبت به زنگ سیاه به صورت تیپ آلودگی و شدت بیماري پس از مشاهدهي آلودگی بیش از 60 S بر روي رقم حساس موروکو مورد ارزیابی قرار گرفت. براي انجام تجزیه واریانس طرح آزمایشی از نرم افزار SAS نسخه 9/3،Excel نسخه 2013 و براي آزمون نرمال بودن توزیع انحرافات از نرم افزار Minitab نسخه 16 استفاده شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس تیپ آلودگی گندمهاي مورد بررسی - جدول - 2 نشان داد که در بین ژنوتیپهاي گندم بومی تفاوتهاي ژنتیکی براي صفت مذکور وجود دارد. معنیدار شدن میانگین مربعات براي نژادهاي عامل بیماري بیانگر این مطلب میباشد که نژادهاي مورد مطالعهي زنگ سیاه از نظر آماري در سطح احتمال یک درصد اختلاف دارند. با توجه به واکنش مواد مورد مطالعه نسبت به بیماري، ژنوتیپهاي گندم بومی از نظر تیپ آلودگی براساس مقیاس 0-4 در سه گروه مقاوم، نیمهمقاوم تا نیمهحساس و حساس قرار گرفتند. ژنوتیپهاي حساس با تیپ آلودگی 3 تا 4 در مجموع 80 درصد از کل ژنوتیپها را شامل بودند.
ژنوتیپهاي نیمهحساس تا نیمهمقاوم با تیپ آلودگی 2 تا 3، 5 درصد از ژنوتیپها را به خود اختصاص دادند و ژنوتیپهاي مقاوم با تیپ آلودگی 0 تا 2، 15 درصد از کل ژنوتیپها را شامل بودند. ارزیابی ژنوتیپهاي گندم بومی در مرحلهي گیاه بالغ نسبت به زنگ سیاه نشان داد که 35 درصد ژنوتیپها حساس به بیماري، و 65 درصد آنها داراي درجات متفاوتی از مقاومت به بیماري در مرحلهي گیاه بالغ بودند. مقایسهي نتایج گیاهچهاي و گیاه بالغ نشان داد که 15 درصد نمونههاي گندم بومی مورد بررسی در این پژوهش در هر دو مرحله داراي واکنش مقاومت بوده و میتوانند در برنامههاي به نژادي بهعنوان منابع مقاومت به زنگ سیاه مورد بهرهبرداري قرار گیرند.
