شناسایی منابع مقاومت نسبت به نژادهای TTKSK و TTKTK (متعلق به گروه نژادی Ug99) بیمارگر زنگ ساقه در برخی از ژنوتیپ‌های سینتتیک هگزاپلویید گندم

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان)، سازمان تحقیقات،

2 استادیار پژوهش، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

زنگ سیاه یا ساقه گندم با عامل قارچی Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt) خسارت‌زاترین بیماری گندم در سراسر جهان می‌باشد. نژاد TTKSK (Ug99) و واریانت‌های مشتق شده از نژاد اولیه از نژادهای بسیار پرآزار قارچ Pgt می‌باشند که تولید جهانی گندم را با خطر بسیار جدی مواجه ساخته‌اند. تاکنون نژادهای TTKSK و TTKTK (از گروه نژادی Ug99) از مناطق مختلف کشور گزارش شده‌اند و این موضوع امنیت غذایی کشور را تهدید می‌کند. شناسایی ژنوتیپ‌های گندم مقاوم به نژادهای متفاوت Pgt و بکارگیری آن‌ها در برنامه‌های به‌نژادی تولید ارقام مقاوم، نه تنها از خسارت ناشی از این بیماری ممانعت نموده بلکه اقدامی برای جلوگیری و کاهش مصرف سموم در مبارزه علیه بیماری مذکور به‌حساب می‌آید. با توجه به ماهیت تولید ژنوتیپ‌های سینتتیک هگزاپلویید گندم (وجود اجداد وحشی در شجره ژنوتیپ‌ها) و وجود تنوع ژنتیکی بالا در این ژنوتیپ‌ها پیدا کردن منابع مقاومت موثر جدید نسبت به نژادهای گروه Ug99 در این ژنوتیپ‌ها دور از انتظار نبود. ﺑﻪ‌همین ﻣﻨﻈﻮر مقاومت 346 ژنوتیپ سینتتیک گندم به‌همراه شاهد حساس (مک‌نیر701) با دو نژاد TTKSK و TTKTK در مرحله گیاهچه‌ای در شرایط گلخانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار ارزیابی گردید. ﮔﯿﺎﻫﭽﻪﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از مخلوط یوریدینیوسپور و روغن سالترول 170 در ﻣﺮﺣﻠﻪ 12 از مقیاس زادوکس ﻣﺎﯾﻪ‌زﻧﯽ ﺷﺪﻧﺪ. ﭼﻬﺎرده روز ﭘﺲ‌از ﻣﺎﯾﻪ‌زﻧﯽ گیاهچه‌ها ﺗﯿﭗ آﻟﻮدﮔﯽ ﺑﺮاﺳﺎس روش تغیر یافته مک‌اینتاش و همکاران ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺷﺪ. تجزیه واریانس نشان داد که در شرایط نژادهای مورد مطالعه بین ژنوتیپ‌های گندم تنوع ژنتیکی و اختلاف بسیار معنی‌داری وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Identification of Resistance Sources to TTKSK and TTKTK (Ug99 race group) of Stem Rust Pathogen in some Synthetic Hexaploid Wheat Genotypes

نویسندگان [English]

  • Ali Omrani 1
  • ramin roohparvar 2
1 Crop and Horticultural Science Research Department, Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Moghan, Iran
2 Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Black or stem wheat rust caused by fungal Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt) is the most damaging wheat disease worldwide. The race TTKSK (Ug99) and derived variants are highly virulence races of Pgt fungi that pose a serious threat to global wheat production. So far, TTKSK and TTKTK (from Ug99 group) have been reported from different parts of the country that threatening the country's food security. Identification of wheat genotypes resistant to different Pgt races and their use in breeding programs to produce resistant cultivars not only prevent the damage caused by this disease but also prevent and reduce the use of poisons in the fight against this disease. Due to the nature of production of wheat hexaploid synthetic genotypes (presence of wild ancestors in pedigree genotypes) and high genetic diversity in these genotypes finding new sources of effective resistance to Ug99 group races in these genotypes was expected. For this purpose, resistance of 346 genotypes of wheat with susceptible control (McNair 701) genotypes were evaluated with TTKSK and TTKTK races in a completely randomized block design with three replications under greenhouse conditions. Seedlings inoculation using a mixture of uridiniospor and salterol 170 at seedling stage (the 12th step of the Zadoks et al. scale). After 14 days, infection type of genotypes were recorded based on a modified method by Macintosh et al. Analysis of variance showed that there was a significant difference between the genotypes of wheat in races conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Virulence
  • infection type
  • isolate
  • resistance genes
  • urediniospore

مراجع

Afshari F., Aghaee M., Jalal Kamali M.R., Roohparvar R., Malihipour A., Khodarahmi M., Ebrahimnejad Sh., Aghnum R., Chaichi M., Dadrezaei S.T., Dalvand M., Dehghan M.A., Zakeri A.K., Shahbazi K., Safari S.A., Tabatabaei N., Atahoseini M., Nabati E., Hooshyar R., Yasaei M., Nasrollahi M., Mehrabi R., Ghaffary T., Hashemi M., Patpour M. and Bayat Z. 2015. Surveillance and Pgt race analysis in Iran, 2014. Borlaug Global Rust Initiative, 123pp.
Anonymous .2005. FAOSTAT Database on Agriculture, Food and Agriculture Organization of the United Nations. www.fao.org.
Anonymous .2020. MAS Wheat, Marker assisted selection in wheat. www.maswheat.ucdavis.edu.
Bhavani S., Hodson D.P., Huerta-Espino J., Randhawa M.S. and Singh R.P. 2019. Progress in breeding for resistance to Ug99 and other races of the stem rust fungus in CIMMYT wheat germplasm. Frontiers of Agricultural Science and Engineering 6(3): 210-224.
Dadrezaei S.T. and Nazari K. 2015. Detection of wheat rust resistance genes in some Iranian wheat genotypes by molecular markers. Seed and Plant Improvement Journal 31-1 (1): 163-187 (in Persian).
Fetch T., Zegeye T., Park R.F., Hodson D. and Wanyera R. 2016. Detection of wheat stem rust races TTHSK and PTKTK in the Ug99 race group in Kenya in 2014. Plant Disease 100(7): 1495-1495.
Jin Y., Szabo L.J., Pretorius Z.A., Singh R.P., Ward R. and Fetch T. 2008. Detection of virulence to resistance gene Sr24 within race TTKS of Pucciniagraminis f. sp. tritici. Plant Disease 92: 923-926.
Kolmer J.A., Jin Y. and Long D.L. 2007. Wheat leaf and stem rust in the United States. Australian Journal of Agricultural Research 58: 631-638.
Leonard K.J. and Szabo L.J. 2005. Stem rust of small grains and grasses caused by Puccinia graminis. Molecular Plant Pathology 6: 99-111.
Ma H., Singh R.P. and Mujeeb-Kazi A. 1995. Resistance to stripe rust in Triticum turgidum, T. tauschii and their synthetic hexaploids. Euphytica 82: 117-124.
McIntosh R.A., Wellings C.R. and Park R.F. 1995. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Victoria, Australia: CSIRO, 213 pp.
Nazari K., Mafi M., Yahyaoui A., Singh R.P. and Park R.P. 2009. Detection of wheat stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) race TTKSK (Ug99) in Iran. Plant Disease 93: 317.
Newcomb M., Olivera P.D., Rouse M.N., Szabo L.J., Johnson J., Gale S., Luster D.G., Wanyera R., Macharia G., Bhavani S. and Hodson D. 2016. Kenyan isolates of Puccinia graminis f. sp. tritici from 2008 to 2014: Virulence to SrTmp in the Ug99 race group and implications for breeding programs. Phytopathology 106(7): 729-736.
Omrani A., Aharizad S., Roohparvar R., Khodarahmi M. and Toorchi M. 2017. Identification of stem and leaf rust resistance genes in some promising wheat lines using molecular markers.‏ Journal of Crop Biotechnology 18: 15-25 (in Persian).
Omrani A., Aharizad S., Roohparvar R., Khodarahmi M. and Toorchi M. 2018. Virulence factors of wheat stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) isolates and identification of resistance sources in CIMMYT wheat synthetic genotypes. Journal of Crop Breeding 10(27): 84-93.
Patpour M. 2013. Study on genetic and virulence diversity of Puccinia graminis f. sp. tritici populations in Iran and stem rust resistance genes in wheat. Ph.D. Thesis, In: Agricultural Biotechnology, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran, Iran, 165pp.
Patpour M., Hovmøller M.S., Shahin A.A., Newcomb M., Olivera P., Jin Y., Luster D., Hodson D., Nazari K. and Azab M., 2016. First report of the Ug99 race group of wheat stem rust, Puccinia graminis f. sp. tritici, in Egypt in 2014. Plant Disease 100(4): 863-863. 
Patpour M., Nazari K., Ogbonnaya F., Alavi S. M. and Mousavi A. 2014. Phenotypic and molecular characterization of resistance to stem rust in wheat cultivars and advanced breeding lines from Iran and Syria. Crop Breeding Journal 4(1):1-14.
Pretorius Z.A, Singh R.P, Wagoire W.W. and Payne T.S. 2000. Detection of virulence to wheat stem rust resistance gene Sr31 in Puccinia graminis. f. sp. tritici in Uganda. Plant Disease 84(2): 203-203.
Roohparvar R., Omrani A. 2018. Race analysis of Puccinia graminis f. sp. tritici led to identification of the new race TTKTK, affecting Sr31 and SrTmp, in Iran. Borlaug Global Rust Initiative. www.globalrust.org.
Rouhparvar R., Omrani A., Rezaei A. and Rezaei S. 2019. First report of TTKSK (Ug99) race for wheat stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) from the northwest of Iran. Society of Plant Pathology, Available at https://www.civilica.com/Paper-PPC01-PPC01_125.
Singh R.P., Huerta-Espino J., Bhavani S., Herrera-Foessel S.A., Singh D., Singh P.K., Velu G., Mason R.E., Jin Y., Njau P. and Crossa J. 2011. Race non-specific resistance to rust diseases in CIMMYT spring wheats. Euphytica 179:175-186.
Singh R.P., Hodson D.P., Jin Y., Huerta-Espino J., Kinyua M.G., Wanyera R., Njau P. and Ward R.W. 2006. Current status, likely migration and strategies to mitigate the threat to wheat production from race Ug99 (TTKS) of stem rust pathogen. CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources 2006 1, No. 054.
Singh R.P., Hodson DP., Jin Y., Lagudah E.S., Ayliffe M.A., Bhavani S., Rouse MN., Pretorius Z.A., Szabo L.J., Huerta-Espino J., Basnet B.R., Lan C. and Hovmøller M.S. 2015. Emergence and spread of new races of wheat stem rust fungus: Continued threat to food security and prospects of genetic control. Phytopathology 105: 872-884.
Xu S.S., Jin Y., Klindworth D.L., Wang R.R. and Cai X. 2009. Evaluation and characterization of seedling resistances to stem rust Ug99 races in wheat-alien species derivatives. Crop Science 49(6): 2167.
Zadoks J.C., Chang T.T. and Konzak C.F. 1974. A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Research 14:415-21.
 
 
 
 
بیماریهای گیاهی
دوره 56، شماره 3
آذر 1399
صفحه 237-252

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار