ردیابی ژن‌های مقاوم به بیماری پژمردگی فوزاریومی در ارقام گوجه‌فرنگی با استفاده از نشانگر CAPS

بوم شناسی گیاهان زراعی

مقاله 8، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 27، شهریور 1391، صفحه 65-74   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

بهار مرید^{* 1}؛ شهاب حاج منصور²

¹استادیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان، ایران،

²کارشناس ارشد اصلاح نباتات، گروه بیماری شناسی گیاهی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

     بیماری‌های فوزاریومی در اغلب مناطق کشت گوجه‌فرنگی باعث کاهش تولید عملکرد این محصول می‌شوند. بهترین روش کنترل این بیماری تهیه و استفاده از ارقام مقاوم به فوزاریوم است. انتخاب فنوتیپی ارقام مقاوم گوجه‌فرنگی کاری پیچیده و بسیار زمان‌بر می‌باشد. نشانگرهای مولکولی که با ژن مقاومت به بیماری پژمردگی فوزاریومی پیوستگی دارند، می‌توانند برای غربال کردن مواد ژنتیکی مقاوم به این بیماری مورد استفاده قرار گرفته و در برنامه‌های به‌نژادی گوجه‌فرنگی کمک نمایند. در این مطالعه نشانگر CAPS به نامTAO1₉₀₂  در 27 رقم تجاری گوجه‌فرنگی برای شناسایی ارقام دارای ژن مقاوم I-2 به نژاد 2 قارچ Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici که قدرت بیماری‎زایی بالایی در ایران دارد، مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا DNA به روش CTAB استخراج شد و سپس PCR-RFLP با استفاده از آنزیم‌های برشی RsaI  و  FokI به منظور بررسی وجود یا عدم وجود آلل I-2 در ارقام گوجه‌فرنگی مورد استفاده قرار گرفت. یک نوار 500 جفت بازی در پاسخ به آنزیم RsaI و دو نوار 390 و 400 جفت بازی در واکنش با آنزیم FokI تشکیل شد. نتایج نشان داد که از 27 رقم مورد بررسی، 14 رقم مقاوم هموزیگوت و 13 رقم حساس بودند. ارزیابی آزمون بیماری‎زایی نشان داد که ارقامی از گیاه گوجه‌فرنگی که قطعه مربوط به ژن مقاوم I-2  را تکثیر کرده بودند، فاقد هر نوع علایم بیماری بودند، اما گیاهانی که این قطعه ژنی را نداشتند علایم بیماری را با شدت‌های مختلف نشان ‌دادند. در مجموع از میان 27 رقم و هیبرید گوجه‎فرنگی مورد بررسی، هفت رقم و هفت هیبرید نسبت به قارچ F. oxysporum f. sp. lycopersici مقاومت نشان دادند، بنابراین این ارقام در مناطقی که نژاد 2 در آن‌ها غالب است، قابل توصیه می‌باشند

کلیدواژه‌ها

فوزاریوم؛ ژن مقاومت؛ ژن I-2؛ انتخاب بر مبنای نشانگر؛ پژمردگی فوزاریومی

مراجع

Ausubel FM, Brent R, Kingston RE, Moore DD, Seidman JG, Smith JA, Struhl K (1994). Current protocols in molecular biology. John Wiley and Sons Inc: New York.

Barone A (2003) Molecular marker-assisted selection for resistance to pathogens in tomato. International Workshop of Molecular Biology 2003, October 17-18, Villa Guliano, Torino, Italy, 29-34.

Booth C (1971) The genus Fusarium. Commonwealth Mycological Institute, Kew, Surrey, England.

Hamelin R, Ouellette GB, Bernier L (1993) Identification of Gremmenie laabietina races with random amplified polymorphic DNA markers. Applied and Environmental Microbiology 59: 1752-1755.

Hirano Y, Arie T (2006) PCR-based differentiation of Fusarium f. sp. lycopersici and radicis lycopersici and races of F. oxysporum f. sp. lycopersici. Japanese Journal of General Plant Pathology 72: 273-283.

Hulbert SH, Webb CA, Smith SM, Sun Q (2001) Resistance gene complexes: evolution and utilization. Annual Review of Phytopathology 39: 285-312.

 

Garland S, Sharman M, Persley AD, Mc Grath D (2005) The development of an improved PCR-based marker system for Sw-5, an important TSWV resistance gene of tomato. Australian Journal of Agricultural Research 56: 285-289.

Gerlach W, Nirenberg H (1982) The genus Fusarium: A pictorial atlas. Mitteilungen aus der Biologischen Bundesanstalt Für Land- und Forstwirtschaft (Berlin-Dahlem)209: 1-405.

 Goodwin PH, Annis SL (1991) Rapid identification of genetic variation and pathotype of Leptosphaeria maculans by random amplified polymorphic DNA assay. Applied and Environmental Microbiology 57: 2482-2486.

Grattidge R, Obrien RG (1982) The occurrence of a third race of Fusarium wilt of tomato in Queensland. Plant Disease66: 165-166.

Kim JT, Park H, Hahm Y, Hun Yu S (2001) Crown and root rot of greenhouse tomato caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici in Korea. Plant Pathology Journal 17(5): 290-294.

Mago R, Brown-Guedira G, Dreisigacker S, Breen J, Jin Y, Singh R, Appels R, Lagudah ES, Ellis J, Spielmeyer W (2010) An accurate DNA marker assay for stem rust resistance geneSr2 in wheat. Theoretical and Applied Genetics 122(4): 735-744.

Malhotra SK, Vashistha RN (1993) Genetics of resistance to Fusarium wilt race 1 in current tomato (Lycopersicon pimpinellifolium). Indian Journal of Agricaltural Science 63: 246-347.

 Mc Grath DJ, Gillespie G, Vawdrey L (1987) Inheritance of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici races 2 and 3 in Lycopersicon pennellii. Australian Journal of Agricaltural Research 38: 729-733.

Stall RE, Walter JM (1965) Selection and inheritance of resistance in tomato to isolates of races 1 and 2 of the Fusarium wilt organism. Phytopathology 55: 1213-1215.

 Sedlacek T, Marik P, Chrpova J (2010) Development of CAPS marker for identification of rym4 and rym5 alleles conferring resistance to the Barley Yellow Mosaic Virus complex in barley. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding 46(4): 159-163.

Shi A, Vierling R,  Grazzini R, Chen P, Caton H, Panthee D (2011) Identification of molecular markers for Sw-5 gene of tomato spotted wilt virus resistance. American Journal of Biothecnology and Molecular Science 1(1): 8-16.

Smith OP, Peterson GL, Beck RJ, Schaad NW, Bonde MR (1996) Development of a PCR-based method for identification of Tilletia indica, causal agent of Karnal bunt of wheat.Phytopathology 86: 115-122.

Staniazsek M, Kozik EU, Marczewski W (2007). A CAPS marker TAO1₉₀₂ diagnostic for the I-2 gene conferring resistance to Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 2 in tomato. Plant Breeding 126(3): 331-333.

 Stevens MA, Rick CM (1986) Genetics and breeding. In: Atherton JG and Rudich J (Eds), The Tomato Crop. Chapman & Hall, London. pp. 35-109.

Tanksley SD, Ganal MW, Prince JP, de Vicente MC, Bonierbale MW, Broun P, Fulton TM, Giovannoni JJ, Martin S, Messeguer GB, Miller RJC, Paterson AH, Pineda O, Ro MS, Wing RA, Wu W, Young ND (1992) High density molecular linkage maps of the tomato and potato genomes. Genetics 132: 1141-1160.

Tanyolac B, Akkale C (2010) Screening of resistance genes to fusarium root rot and fusarium wilt diseases in F3 family lines of tomato (Lycopersicon esculentum) using RAPD and CAPs markers. African Journal of Biotechnology 9(19): 2727-2730

Validov SZ (2007) Biocontrol of tomato foot and root rot in stonewool by Pseudomonas putida strain PCL1760 in a certified greenhouse under industrial conditions. Thesis Validov. تکمیل از اینترنت

Yeam I, Cheorl Kang B, Lindeman W, Frantz J, Faber N, Jahn M (2005) Allele-specific CAPS markers based on point mutations in resistance alleles at the pvr1 locus encoding eIF4E in Capsicum. Theoretical and Applied Genetics 112: 178–186.

Yu Kuklev M, Fesenko IA, Karlov GI (2009) Development of a CAPS marker for the Verticillium wilt resistance in tomatoes. Russian Journal of Genetics 45(5): 575-579.

Zhang AW, Hartman GL, Curio-penny B, Pedersen WL, Becker KB (1999) Molecular detection of Diaporthe phaseolorum and Phomopsis longicolla from soybean seeds. Phytopathology 89: 796-804.