مطالعه تنوع پاتوتایپ‌ها و عوامل بیماری‌زایی قارچ Puccinia striiformis West. f.sp. tritici عامل بیماری زنگ زرد گندم در ایران

فصلنامه علمی پژوهشی دنیای میکروب ها

مقاله 8، دوره 3، شماره 1 (پیاپی 6)، اردیبهشت 1389، صفحه 63-73   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

علیرضا نیازمند^{* 1}؛ فرزاد افشاری²

¹دانشگاه آزاد اسلامی، واحد جهرم، گروه بیماری شناسی گیاهی

²بخش پاتولوزی غلات، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، کرج

چکیده

سابقه و هدف: بیماری زنگ زرد گندم از بیماری‌های مهم گندم است که بر حسب شرایط آب و هوایی و در طی سال‌های مختلف جمعیت‌های آن دارای تنوع پاتوتایپی زیادی می‌باشد. هدف از این پژوهش، تعیین پاتوتایپ‌های قارچ عامل بیماری در مناطق مختلف آب و هوایی ایران و بررسی تغییرات پاتوتایپ‌ها در طی دو سال متوالی می‌باشد. مواد و روش‌ها: در بهار سال‌های 1387 و 1388، تعداد 29 جدایه زنگ زرد بر اساس پراکندگی و شرایط آب و هوایی از برگ‌های آلوده گندم از مناطق مختلف ایران جمع‌آوری گردید. پس از تکثیر یوریدینیوسپورها در شرایط گل‌خانه‌ای و روی رقم حساس بولانی، جدایه‌ها روی 29 رقم افتراقی مایه‌زنی شدند و بر حسب واکنش ارقام افتراقی پاتوتایپ، توان بیماری‌زایی و عوامل بیماری‌زایی هر جدایه تعیین گردیدند. یافته‌ها: از مجموع 29 جدایه جمع‌آوری شده زنگ زرد گندم، 19 پاتوتایپ شناسایی و در برخی از مناطق پاتوتایپ‌های مشابه 6E2A+، 6E6A+،6E130A+  و6E150A+  تعیین گردیدند. در سال 1387، جدایه اهوازII و جدایه قراخیل به ترتیب با داشتن فاکتوربیماری‌زایی برای 12 و 5 ژن مقاومت به بیماری زنگ زرد گندم به عنوان جدایه‌های با بالاترین و پایین‌ترین توان بیماری‌زایی شناسایی شدند. در سال 1388، بالاترین توان بیماری‌زایی مربوط به جدایه طرقII با داشتن فاکتور بیماری‌زایی برای 10 ژن مقاومت و جدایه‌های مربوط به بروجرد و بایع‌کلاII با داشتن فاکتور بیماری‌زایی برای 4 ژن مقاومت به عنوان جدایه‌هایی با پایین‌ترین توان بیماری‌زایی شناخته شدند. نتیجه‌گیری: با توجه به عدم وجود فاکتور‌های بیماری‌زایی برای ژن‌های مقاومت Yr1، Yr3، Yr4 و Yr10 در برنامه‌های اصلاحی گندم می‌توان از این ژن‌ها در تمام مناطق ایران استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

Puccinia striiformis f.sp. tritici؛ پاتوتیپ؛ ژن Yr؛ گندم؛ ایران

مراجع

1. Little R, Manners JG. Somatic recombination in yellow rust of wheat (Puccinia striiformis). 2. Germ tube fusions, nuclear number and nuclear size. Trans Brit Mycol Soc. 1992; 53:259-267.

2. Stubbs RW. Stripe rust. In cereal rusts. Vol. II. Disease, distribution, epidemiology, and control. A.P. Roelfs and W.R. Bushnell (eds.). Academic Press, New York, 1985; 61-101.

3. Jin Y, Szabo L, Carson M. Century-old mystery of Puccinia striiformis life history solved with the identification of Berberis as an alternate host. Phytopathol. 2010; 100:432-435.

4. Esfandiari E. Les rouilles de céréales en Iran. Entom Phytopathol App. 1947; 4:67-76.

5. Khazar H, Bamdadian A. The wheat diseases situation in Iran. Proceedings of FAO/Rockefeller Found. Wheat Seminar 4^th 1973; 292-299.

6. Niemann E, Scharif G, Bamdadian A. Die getreideroste in Iran, wirtsbereich, unterscheidung, bedeutung, bekämpfung. Entom Phytopathol App. 1968; 27:25-41.

7. Torabi M, Mardoukhi V, Nazari K, Afshari F, Forootan AR, Ramai MA, Golzar H, Kashani AS. Effectiveness of wheat yellow rust resistance genes in different parts of Iran. Cereal Rusts and Powdery Mildews Bulletin. 1995; 23:9-12.

8. Line RF. Stripe rust of wheat and barley in North America: a retrospective historical review. Ann Rev Phytopathol. 2002; 40:75-118.

9. Chen XM. Epidemiology and control of strip rust (Puccinia striiformis f.sp. tritici) on wheat. Can J Plant Pathol. 2005; 27:314-337.

10. Line RF. Chen XM. Successes in breeding for and managing durable resistance to wheat rusts. Plant Dis. 1995; 79:1254-1255.

11. Röbbelen G, Sharp EL. Mode of inheritance interaction and application of genes conditioning resistance to yellow rust. Fortschr  Pflanzenzücht. 1978; 9:1-88.

12. McIntosh RA. From Farrer to the national wheat rust control program, pp. 11-13 Global Landscapes in Cereal Rust Control. The University of Sydney, Katoomba, Australia, 2005; 204.

13. Stubbs RW. Pathogenicity analysis of yellow (stripe) rust of wheat and its significance in a global content. 23-28. in N.W. Simmonds and S. Rajram, eds. Breeding strategies for Resistance to the Rusts of wheat. CIMMYT. Mexico, D.F. 1988; 300.

14. Roelfs AP, Singh RP, Saari EE. Rust diseases of wheat: concepts and methods of disease management. Mexico, DF: CIMMYT.1992; 158.

15. Kolmer JA. Tracking wheat rust on a continental scale. Curr Opin Plant Biol. 2005; 8:441-449.

16. Chen XM, Line RF, Leung H. Virulence and polymorphic DNA relationships of Puccinia striiformis f.sp. hordei to other rusts. Phytopathol. 1995; 58:1335-1342.

17. Bayles RA, Flath K, Havmoller MS, de Vallavieille- Pope C. Breakdown of the Yr17 resistance to yellow rust of wheat in northern Europe. Agronomie. 2000; 20:805-811.

18. Chen XM, Line RF, Shi  ZX, Leung H. Genetics of wheat resistance to stripe rust. In Proceedings of the 9^th International Wheat Genetics Symposium. 2–7 August 1998, University of Saskatchewan, Saskatoon, Sask. Edited by A.E. Slinkard. University Extension Press, University of Saskatchewan, Saskatoon, Sask. 1998; 3:237–239.

19. Johnson R, Stubbs RW, Fuchs E, Chamberlain NH. Nomenclature for physiologic races of Puccinia striiformis infecting wheat. Trans Brit Mycol Soc. 1972; 58:475-480.

20. Hovmøller MS, Justesen AF, Brown JKM. Clonality and long-distance migration of Puccinia striiformis f.sp. tritici in north-west Europe. Plant pathol. 2002; 51:24-32.

21. Wellings CR, Kandel KR. Pathogen dynamics associated with historic stripe (yellow) rust epidemics in Australia in 2002 and 2003. In the Proceedings of the 11^th International Cereal Rusts and Powdery Mildews Conference. 22–27 August 2004, John Innes Centre, Norwich, UK. A2.74. Available from http://www.crpmb.org/icrpmc11/abstracts.htm [accessed 8 July 2005].

22. Bamdadian A. Physiologic races of Puccinia striiformis West. In Iran. In the proceedings of the 6^th European and Mediterranean Cereal Rust Conference. Parha-Czecholvakia, 1972; 90-95.

23. Bamdadian A. Variation in pathogenicity and evolution of  Puccinia striiformis West, f.sp. tritici. In Iran during 1980-1984. In the proceedings of the 6^th European and Mediterranean Cereal Rust Conference. Parha-Czecholvakia. 1984; 153-156.

24. Nazari K. Evaluation of resistance in bread wheat cultivars and advanced lines to wheat yellow rust at seedling and adult-plant stage and possible postulation of genotypes by gene for gene hypothesis. M.Sc. thesis. Tabriz University. 1998.

 25. Torabi M, Nazari K, Afshari F. Genetics of pathogenicity of Puccinia recondita f. sp. tritici, the causal agent of leaf rust of wheat. Iran J Agri Sci. 2001; 32:635.

26. Afshari F. Prevalent pathotypes of Puccinia striiformis f.sp. tritici in Iran. J Agri Sci Technol. 2008; 10:67-78.

27. Yahyaoui A, Ketata H, Wellings CR, Torabi M, Nazari K, Cetin I. Effective resistance genes to yellow (stripe) rust of wheat in Central and Western Asia. First Regional Conference on Yellow Rust in the Central and West Asia and North Africa. 8-14 May 2001, Karaj, Iran, ICARDA, 53.

 28. Torabi M, Nazari K. Seedling and adult plant resistance to yellow rust in Iranian bread wheats. Euphytica, 1998; 100:51–54.

 29. McNeal FH, Konzak CF, Smith EP, Tate WS, Russell TS. A uniform system for recording and processing cereal research data. Agricultural Research Service Bulletin (United States Department of Agriculture: Washington.). 1971; 34-121.

30. Wellings CR. Pathogen Studies of Wheat Stripe Rust in Australia. PhD Thesis, University of Sydney. 1986.

31. Johnson R, Stubbs RW, Fuchs E, Chamberlain, NH. Nomenclature for physiologic races of Puccinia striiformis infecting wheat. Trans Brit Mycol Soc. 1972; 58:475-480.

32. Manninger K. Physiological Specialization of Puccinia triticina on Wheat and Triticale in Hungary in 2004. J Acta Phytopathol Entomol Hung. 2006; 41(1-2):93-100.

33. Chen XM, Moore MK, Milus EA, Long DL, Line RF, Marshall D, Jackson L. Wheat stripe rust epidemics and races of Puccinia striiformis f.sp. tritici in the United States in 2000. Plant Dis. 2002; 86:39–46.

34. Wan AM, Zhao ZH, Chen XM, He ZH, Jin SL, Jia QZ, Yao G, Yang J X, Wang BT, Li GB, Bi YQ, Yuan ZY. Wheat stripe rust epidemic and virulence of Puccinia striiformis f.sp. tritici in China in 2002. Plant Dis. 2004; 88:896-904.

35. Hakim MS, Yahyaoui A, El-Naimi M, Maaz I. Wheat yellow rust pathotypes in Western Asia. In: Johnson R, Yahyaoui A, Saidi A, Ketata, H. (Eds). Meeting the Challenge of Yellow Rust in Cereal Crops. ICARDA. 2002; 55-61.

36. Li ZQ, Zeng SM. Wheat rusts in China. Chinese agricultural press, Beijing, China. 2003; 155.

 37. Zeybek A, Yigit F. Determination of virulence genes frequencies in wheat stripe rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici) populations during natural epidemics in the regions of southern aegean and western Mediterranean in Turkey. Pak J Biol Sci. 2004; 7:1967-1971.