شناسایی ژن مقاومت به ویروس Y در ژنوتیپ های سیب زمینی (Solanum tuberosum L) و ارتباط آن با عملکرد غده قابل فروش

اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی

مقاله 15، دوره 10، 3(39) پاییز، آبان 1395، صفحه 749-762   

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

حسن حسن آبادی¹؛ عبدالهادی حسین زاده^{* 2}؛ سیدعلی پیغمبری³؛ محمدرضا نقوی³؛ اکبر دیزجی⁴

¹استادیار، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، کرج، ایران

²دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

³استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

⁴استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

ژن Ry_sto که منشأ آن گونه وحشی Solanum stoloniferum است و موجب ایمنی به ویروس Yی سیب­زمینی می ­شود در 21 کلون و رقم (ژنوتیپ) سیب ­زمینی شناسایی شد و ژنوتیپ­ ها از لحاظ برخی صفات زراعی بررسی شدند. برای شناسایی این ژن مقاومت و عملکرد غده ژنوتیپ ­ها، پنج آزمایش اجرا شدند. در آزمایش اول 320 ژنوتیپ در مزرعه کشت شدند و براساس علایم ظاهری بیماری (با مشاهده علایم موزائیک در برگ­ ها) تعداد 55 کلون و رقم که فاقد علایم قابل رؤیت بیماری بودند از بین آنها انتخاب و سالم ­سازی شدند. در آزمایش دوم 55 ژنوتیپ مذکور در گلدان ­های 20 سانتی­ متری در شرایط 25-15 درجه سلسیوس در سه تکرار در گلخانه همراه با شاهد حساس دزیره کشت گردیدند. پس از پنج هفته برگ­ های ژنوتیپ­ های سیب­ زمینی، با شیره گیاه توتون که آلودگی آنها به PVY^NTN قبلاً محرز شده بود تلقیح و 48 ساعت بعد عمل تلقیح تکرار شد. چهار هفته بعد ضمن یادداشت­برداری علایم بیماری، آلودگی آنها از طریق آزمون الایزا بررسی و 23 ژنوتیپ که فاقد علامت بیماری بودند و نتیجه آزمون الایزای آنها منفی بود به عنوان مقاوم انتخاب شدند. در آزمایش سوم 23 ژنوتیپ در سه تکرار در گلخانه کشت گردیدند و عمل آلوده ­سازی آنها از طریق پیوند جوانه­ های جوان توتون آلوده به PVY صورت گرفت و 23 ژنوتیپ که در آزمون الایزا در هیچ یک از تکرارها آلودگی نشان ندادند به عنوان مقاوم منظور گردیدند. در آزمایش چهارم کلون­های مقاوم با استفاده از نشانگر DNAی STM0003 برای حضور ژن Ry_sto بررسی گردیدند و نهایتاً چهار رقم (جلی، سانته، وایت­لیدی، ساوالان) و 19 کلون پیشرفته سیب­ زمینی به عنوان مقاوم و حامل ژن Ry_sto  شناسایی شدند. در آزمایش پنجم عملکرد غده قابل فروش ارقام و کلون­ های مقاوم به ویروس Y در شـرایط مزرعه­ ای بررسی و در نهایت کلون 8-397009 به­ عنوان کلون پرمحصول و مقاوم به بیماری ویروس Y انتخاب گردید. همچنین، این کلون دارای صفات کیفی مناسب از جمله شکل غده تخم­ مرغی مایل به گرد، غده­ های با اندازه یکنواخت، طول استولون کوتاه، رنگ گوشت زرد روشن، رنگ پوست زرد، درصد ماده خشک غده خوب، بافت گوشت غده نسبتاً نرم (چند منظوره) و عمق چشم غده سطحی بود. 

کلیدواژه‌ها

ژن Rysto؛ سیب زمینی؛ عملکرد غده؛ کلون؛ ویروس PVY

مراجع

Anonymous. 2015. Statistics vegetables (potato). Ministry of Jahad-Agriculture. http://www.maj.ir. 156 pp.

Celebi-Toprak, F., S.A. Slack, and M.M. Jahn. 2002. A new gene, Nytbr, for hypersensitivity to potato virus Y from Solanum tuberosum maps to chromosome IV. Theoretical and Applied Genetics. 104: 669-74.

Cernak, I., J. Taller, I. Wolf, E. Feher, G. Babinszky, Z. Alfoldi, G. Csanadi and Z. Polgar 2008. Analysis of the applicability of molecular markers linked to the PVY extreme resistance gene Ry_sto, and the identification of new markers. Acta Biologica Hungarica. 59(2):195-203.

Chatzivassiliou, E.K., E. Moschos, S. Gazi, P. Koutretsis, and M. Tsoukaki. 2008. Infection of potato crops and seeds with potato virus Y and potato leaf roll virus in Greece. Journal of Plant Pathology. 90(2):253-261.

Chen, H., Q. Ou, Y. Tang, X. Gao, L. Wu, C. Xue, C. Yu, J. Cui, and Y. Diao. 2014. Development and evaluation of a DAS-ELISA for Rapid detection of Tembusu virus using monoclonal antibodies against the envelope protein. Journal Pone. 5;9(5):366-369.

Crawford, K.M., and P.C. Zambryski. 2001. Non-targeted and targeted protein movement through plasmodesmata in leaves in different development and physiological states. Plant Physiology. 125: 1802-1812.

 Dusi, A.N., C. Carvalo, A.C. Torres, and A.C. Avila. 2001. Resistance levels to two strains of potato virus Y in transgenic potatoes cv. Achat. Horticultura Brasileira, Brasilia. 19(3): 384-350.

FAOSTAT. 2014. Available in: http://faostat.fao.org

Fathi, M., R. Asghari, M. Valizadeh, S. Aharizad, and D. Hassanpanah. 2010. Evaluation of advanced clones from true potato seed. Journal of Agricultural Science. 2(19): 207-214.

 Fulladolsa, A.C., F.M. Navaro, R. Kota, K. Severson, J.P. Palta, and A.O. Charkowsky. 2015. Application of marker assisted selection for potato virus Y resistance in the University of Wisconsin potato breeding program. American Journal of Potato Research. 92: 444-450.

Hassanabadi, H. 2006. Evaluation of quantitative and qualitative traits of potato cultivars based on the germplasm grouping. Project Final Report, Seed and Plant Improvement Institute. Press Registration Number 85/832. 172 pp. (In Persian).

 Hassanpanah, D., and H. Hassanabadi. 2010. Evaluation of water deficit tolerance of advanced cultivars and clones of potato in Ardabil. Journal of Crop and Weed Eco-Physiology. 4(16): 1-18. (In Persian).

Hassanpanah, D., H. Hassanabadi, and M. Yarnia. 2008b. Evaluation of quantitative and qualitative characters of advanced cultivars and clones of potato in Ardabil. Journal of Agricultural Science. 2(8): 23-33. (In Persian).

 Hassanpanah, D., H. Hassanabadi, M. Yarnia, and M.B. Khorshidi. 2008a. Evaluation of quantitative and qualitative characters of advanced cultivars and clones of potato in Ardabil region. Journal of Agricultural Science. 2(5): 19-31. (In Persian).

  Heldák, J., M. Bežo., V. Štefúnová, and A. Galliková 2007.Selection of DNA markers for detection of extreme resistance to potato virus Y in tetraploid potato (Solanum tuberosum L.) F1 progenies. Czech Journal Genetic Plant Breeding. 43(4):125-134.

  Hosseini, A., H. Massumi, J. Heydarnejad, A. Hosseini Pour, and A. Varsani. 2011. Characterisation of potato virus Y isolates from Iran. Virus Genes. 42(1): 128-140.

Kasai, K., Y. Morikawa, V.A. Sorri, J.P.T. Valkonen, C. Gebhardt, and K.N. Watanabe. 2000. Development of SCAR markers to the PVY resistance gene Ryadg based on a common feature of plant disease resistance genes. Genome. 43:1-8.

 Lozoya, H., F. Abello, and G. Garcia. 1996. Electrotherapy and shoot tip culture eliminate PVX in potatoes. American Potato Journal. 73:149-154.

 

Ruiz-Medrano, R., B. Xoconostle-Cazares, and W.J. Lucas. 2001. The phloem as a conduit for inter-organ communication. Current Opinion in Plant Biology. 4(3): 202-209.

Saghai-Maroof, M.A., K.M. Soliman, R.A. Jorgensen, and R.W. Allard. 1984. Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location and population dymnamics. PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences. 81: 8014-8018.

Solomon-Blackburn, R., and H. Barker. 2001. A review of host major-gene resistance to potato viruses X, Y, A and V in potato: Genes, genetics and mapped locations. Heredity. 86: 8-16.

 Song, Y.S., and A. Schwarzfischer. 2008. Development of STS markers for selection of extreme resistance (Rysto) to PVY and maternal pedigree analysis of extremely resistant cultivars. American Journal Potato Research. 85: 159-70.

Song, Y.S., L. Hepting, G. Schweizer, L. Hartl, G. Wenzel, and A. Schwarzfischer. 2005. Mapping of extreme resistance to PVY (Rysto) on chromosome XII using anther-culture-derived primary dihaploid potato lines. Theoretical and Applied Genetics.111: 879–887.

  Tiwari, K.O., J. Gopal, and B.P. Singh. 2012. Marker assisted selection for virus resistance in potato: options and challenges. Potato Journal. 39(2): 101-117.

 Valkonen, J.P.T. 2007. Viruses: Economical losses and biotechnological potential. In: D. Vreugdenhil, J. Bradshaw, C. Gebhardt, F. Govers, M. Taylor, D. MacKerron, and H. Ross (eds). Potato biology and biotechnology. Advances and Perspectives, Elsevier, Amsterdam. pp 619-641.