شناسایی چند گونه بیمارگر گیاهی متعلق به خانواده Didymellaceae براساس تجزیه و تحلیل چند ژنی و ریخت‌شناختی در استان‌های آذربایجان شرقی و غربی

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

2 استاد گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 محقق پسا دکتری، مرکز کشاورزی، غذا، محیط زیست، دانشگاه ترنتو/فونداتزیونه ادموند ماخ، سان میکله الادیجه، ترنتو، ایتالیا

4 مرکز کشاورزی، غذا، محیط زیست، دانشگاه ترنتو/فونداتزیونه ادموند ماخ، سان میکله الادیجه، ترنتو، ایتالیا.

چکیده

خانواده Didymellaceae گونه­های متنوع ساپروفیت، اندوفیت و بیمارگر را شامل می­شود که با انواع مختلف بستره­های غذایی مرتبط هستند. برخی گونه­های این خانواده از قبیل افراد متعلق به جنس Phoma sensu lato در میان مهمترین و گسترده­ترین بیمارگرهای گیاهی قرار دارند. با وجود اهمیت اقتصادی اعضای این خانواده در ایران، مطالعه جامعی بر روی تنوع گونه­ای آن­ها صورت نگرفته است. بسیاری از اعضای Didymellaceae در ایران بر اساس نمونه­های هرباریومی شناسایی شده­اند و در مورد اغلب آنها کشت­های زنده برای مطالعات مولکولی در دسترس نمی­باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تنوع گونه­ای خانواده Didymellaceae در استان­های آذربایجان شرقی و غربی بود. پس از جداسازی و ایجاد کشت­های تک اسپور از بسترهای غذایی مختلف، جدایه­ها بر اساس ترکیب داده­های ریخت­شناختی و داده­های توالی چند­ژنی (ITS-rDNA، LSU-rDNA و ژن بتاتوبولین) شناسایی شدند. در مطالعه حاضر Epicoccum nigrum، Boeremia exigua، Boeremia strasseri، Didymella glomerata، Didymella tanaceti، Ascochyta medicaginicola، Ascochyta herbicola، Phoma eupyrena و Heterophoma novae-verbascicola از میزبان­های گیاهی مختلف، خاک و همچنین به عنوان میکوپارازیت شناسایی شدند. گونه­های B. strasseri، D. tanaceti، P. eupyrena و H. novae-verbascicola گزارش­های جدید برای میکوبیوتای ایران هستند. علاوه بر این، برای هر گونه میزبان­ها/ بستره های غذایی جدید گزارش شدند. نتایج این بررسی تایید کرد که تنها تکیه بر صفات ریخت­شناختی جهت شناسایی این قارچ­ها در سطح گونه و جنس ناکافی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Characterisation of several plant pathogenic species belonging to the family Didymellaceae based on multigene and morphological analyses in East and West Azarbaijan provinces

نویسندگان [English]

  • S. Khodaei 1
  • M. Arzanlou 2
  • A. Babai-Ahari 2
  • O. Rota-Stabelli 3
  • I. Pertot 4
چکیده [English]

Didymellaceae is a species-rich family including saprophytic, endophytic, and pathogenic species that are associated with different types of substrates. Some species of this family, such as Phoma sensu lato, are among the most important and widespread plant pathogens. Despite the economic significance of species belonging to this family in Iran, no coherent study has been conducted on their biodiversity. Many of presently known Didymellaceae members in Iran have been identified based on herbarium materials and in most of the cases there is no living culture available for molecular studies. The aim of present study was to explore species diversity of the family Didymellaceae in East and West Azarbaijan provinces. After isolation and establishing single spore cultures from different substrates, the isolates were identified based on morphological and molecular data using sequence data of ITS-rDNA, LSU-rDNA, and beta-tubulin gene. In this study Epicoccum nigrum, Boeremia exigua, Boeremia strasseri, Didymella glomerata, Didymella tanaceti, Ascochyta medicaginicola, Ascochyta herbicola, Phoma eupyrena and Heterophoma novae-verbascicola were identified from different host plants, soil and also as mycoparasites. Boeremia strasseri, D. tanaceti, P. eupyrena and H. novae-verbascicola are new records for the mycobiota of Iran. Furthermore, for each species new hosts/substrates are reported. Our results confirm that the sole reliance on morphological features for the identifaction of these fungi, is insufficient both at species and genus level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • β-tubulin
  • ITS
  • LSU
  • Phoma
  • taxon

 

Amirdehi E., Fotouhifar K.B. and Javan-Nikkhah M. 2017. Morphological and molecular study on some species of Phoma and related taxa in Iran. Rostaniha 18 (1): 59-76.

Aveskamp M.M., De Gruyter J. and Crous P.W. 2008. Biology and recent developments in the systematic of Phoma, a complex genus of major quarantine significance. Fungal Diversity 31: 1–18.

Aveskamp M.M., De Gruyter J., Woudenberg J.H.C., Verkley G.J.M. and Crous P.W. 2010. Highlights of the Didymellaceae: A polyphasic approach to characterise Phoma and related pleosporalean genera. Studies in Mycology 65: 1-60.

Aveskamp M. M., Verkley G. J. M., De Gruyter J., Murace M. A., Perello A., Woudenberg J. H. C., Groenewald J. Z. and Crous P. W. 2009. DNA phylogeny reveals polyphyly of Phoma section Peyronellaea and multiple taxonomic novelties. Mycologia 101: 363–382.

Boerema G. H., De Gruyter J., Noordeloos M. E. and Hamers M. E. C. 2004. Phoma identification manual differentiation of specific and infraspecific taxa in culture. CABI Publishing, United Kingdom, 470 pp.

Chen Q., Jiang J. R., . Zhang G. Z., Cai L. and Crous P. W. 2015. Resolving the Phoma enigma. Studies in Mycology 82: 137-217.

Chen Q., Hou L. W., Duan W. J., Crous P. W. and Cai L. 2017. Didymellaceae revisited. Studies in Mycology 87: 105-159.

Crous P. W., Verkley G. J. M., Groenewald J. Z. and Samson R. A. 2009. Fungal biodiversity - CBS Laboratory Manual Series 1. CBS-KNAW Fungul Biodiversity Center, Utrecht, 269 pp.

De Gruyter J., Aveskamp M. M., Woudenberg J. H. C., Verkley G. J. M., Groenewald J. Z. and Crous P. W. 2009. Molecular phylogeny of Phoma and allied anamorph genera: Towards a reclassification of the Phoma complex. Mycological Research 113: 508–519.

Edgar R. C. 2004. MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput. Nucleic Acids Research 32: 1792–1797.

Ershad D. 2009. Fungi of Iran. 3nd ed. Agricultural Research, Education & Extension Organization Publication No. 10, Tehran, 531 pp.

Glass N. L. and Donaldson, G. C. 1995. Development of primer sets designed for use with the PCR to amplify conserved genes from filamentous Ascomycetes. Applied and Environmental Microbiology 61: 1323–1330.

Golmohammadi R. 2014. Identification of fungal species associated with leaf spot disease on popular trees (Populus spp.) in East Azerbaijan Province. MSc thesis, University of Tabriz, Tabriz, Iran.

Hall T. A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows. Nucleic Acids Symposium Series 41: 95-98.

Hepperle D. 2017. DNA Dragon - DNA Assembly Software, Version 1.7, SequentiX - Digital DNA Processing, Klein Raden, Germany. Available from: http://www.sequentix.de/ (accessed: 19 March 2017).

Koenning S. R., Abdel Amin F. F. and Grand L. F. 2000. Stem canker on cotton caused by Phoma exigua in North Carolina and Virginia. Plant Disease 84 (11): 1251–1251.

Koike S. T., Subbarao K. V., Verkley G. J. M., Fogle D. and O’Neill T. M. 2006. Phoma basal rot of romaine lettuce in California caused by Phoma exigua: Occurrence, characterization, and control. Plant Disease 90: 1268–1275.

Kumar S., Stecher G. and Tamura K. 2016. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets. Molecular Biology and Evolution 33 (7): 1870–1874.

Maddison W. P. and Maddison D. R. 2001. Mesquite. A modular system for evolutionary analysis. Available from: http://mesquite.biosci.arizona.edu/mesquite/mesquite.html.

Moller E. M., Bahnweg G., Sandemann H. and Geiger H. H. 1992. A simple and efficient protocol for isolation of high molecular weight DNA from filamentous fungi, fruit bodies and infected plan tissues. Nucleic Acid Research 20: 6115-6116.

Nylander J. A. A. 2004. MrModeltest v2. Program distributed by the author. Evolutionary Biology Center, Uppsala University, Uppsala.

O’Donnell K. and Cigelnik E. 1997. Two divergent intra genomic rDNA ITS2 types within a monophyletic lineage of the fungus Fusarium are non orthologous. Molecular Phylogenetics and Evolution 7: 103–116.

Pearce T. L., Scott J. B., Crous P. W., Pethybridge S. J. and Hay F. S. 2015. Tan spot of pyrethrum is caused by a Didymella species complex. Plant Pathology 65: 1170-1184.

Rambaut A. 2009. FigTree v1.3.1. Available from: http://tree. bio. ed. ac. uk/software (verified Dec 21, 2009).

Razaghi P. and Zafari D. 2012. Mycobiota of volunteer plants in Hamedan province (W Iran). Rostaniha 13 (1): 57-68.

Rehner S. A. and Samuels G. J. 1994. Taxonomy and phylogeny of Gliocladium analysed from nuclear large subunit ribosomal DNA sequences. Mycological Research 98: 625-634.

Ronquist F. and Huelsenbeck J. P. 2003. MrBayes 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics 19: 1572–1574.

Sullivan R. F. and White J. F. 2000. Phoma glomerata as a Mycoparasite of Powdery Mildew. Applied and Environmental Microbiology 66 (1): 425-427.

Szentivanyi O., Kiss L., Russell J. C., Kovacs G. M., Varga K., Jankovics T., Lesemann S., Xu X. M. and Jeffries P. 2005. Ampelomyces mycoparasites from apple powdery mildew identified as a distinct group based on single-stranded conformation polymorphism analysis of the rDNA ITS region. Mycological research 109: 429-438.

Vilgalys R. and Hester M. 1990. Rapid genetic identification and mapping of enzymatically amplified ribosomal DNA from several Cryptococcus species. Journal of Bacteriology 172: 4238-4246.

Warcup J. H. 1950. The soil-plate method for isolation of fungi from soil. Nature 166: 117–118.

White T. J., Bruns T., Lee S. B. and Taylor J. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: Gelfand M. Sninsky D. and White T. (eds). PCR Protocol: A Guide to Methods and Application, San Diego, California, pp. 315–322.