بررسی ژنتیکی مقاومت لاین‌های امیدبخش گندم نسبت به فاکتور (ژن)های بیماری‌زایی نژادهای زنگ زرد و زنگ قهوه‌ای

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشـاورزی و منـابع طبیعـی اردبیـل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مغان، ایران

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

3 دانشیار، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

doi
10.22124/cr.2024.26308.1801
چکیده

مقدمه: زنگ­ زرد (Puccinia striiformis f. sp. tritici) و زنگ قهوه­ای (Puccinia triticina Eriks) از شایع‌­ترین و خسارت‌­زاترین بیماری­‌های قارچی گندم در سراسر جهان هستند. استفاده از مقاومت‌­های ژنتیکی کارآمدترین، سالم‌­ترین و اقتصادی‌­ترین روش کنترل زنگ‌­ها است. اولین گام در برنامه­‌های به‌­نژادی گندم برای ایجاد مقاومت‌­های ژنتیکی موثر (رقم‌های مقاوم) نسبت به بیماری زنگ­‌ها، اطلاع از ویژگی‌های نژادهای بیمارگر زنگ­‌ها در مناطق مختلف و در مرحله بعد برای پیشبرد برنامه­‌های به­‌نژادی تولید ارقام مقاوم، شناسایی منابع مقاومت است. هدف از این مطالعه، تعیین الگوی پرآزاری عوامل بیماری­‌زای مرتبط با هر یک از زنگ‌­ها روی ژن­‌های مقاومت در مجموعه ارقام و لاین‌های استاندارد و افتراقی بین‌­المللی و ارزیابی واکنش لاین‌های امیدبخش‌ گندم  نسبت به نژادهای زنگ زرد و قهوه‌ای به‌منظور شناسایی منابع مقاومت بود.مواد و روش‌ها: نژادهای پنج جدایه زنگ زرد جمع‌آوری شده از مناطق کرج، ساری، زرقان، مغان، مشهد و سه جدایه زنگ قهوه‌ای جمع‌آوری شده از مناطق گرگان، مغان و اهواز تعیین شدند. به‌منظور شناسایی منابع مقاومت نسبت به نژادهای مورد مطالعه، واکنش 23 لاین امیدبخش­ گندم (ERWYT-N99) در مراحل گیاهچه‌ای (در گلخانه زنگ موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه و نهال و بذر کرج) و گیاه بالغ (در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، مغان) بررسی شد. واکنش مقاومت لاین‌ها نسبت به پنج نژاد زنگ زرد و سه نژاد زنگ قهوه‌ای در مرحله گیاهچه‌ای در آزمایش‌های مجزا در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی شد. در مرحله گیاه بالغ نیز واکنش مقاومت لاین‌ها تحت شرایط مزرعه­ و آلودگی طبیعی زنگ زرد و قهوه‌ای با استفاده از ویژگی‌های پیشرفت بیماری روی گیاه و درصد شدت بیماری ظهور یافته روی برگ‌ها بررسی شد.یافته‌های تحقیق: بر اساس نتایج تعیین نژاد جدایه‌ها در این مطالعه، جدایه‌های­ زنگ زرد جمع‌آوری شده از مناطق کرج، ساری، زرقان، مغان و مشهد به‌ترتیب به‌عنوان نژادهای 14E158A+, Yr27، 142E158A+, Yr27، 6E134A+, Yr27، 166E62A+, Yr27 و 6E142A+, Yr27 و جدایه‌های­ زنگ قهوه‌ای جمع‌آوری شده از مناطق گرگان، مغان و اهواز به‌ترتیب به‌عنوان نژادهای FDTTS، FKTTS و FJTTS شناسایی شدند. ژن‌های مقاومت Yr1، Yr4، Yr5، Yr10، Yr15، Yr24، YrSU، YrSP و YrCV از جمله ژن‌های مقاومت موثر نسبت به نژادهای زنگ زرد و ژن‌های مقاومت Lr1، Lr2a، Lr9، Lr19 و Lr28 نیز از جمله ژن‌های مقاومت موثر نسبت به نژادهای زنگ قهوه‌ای بودند. نتایج نشان داد که از لحاظ ژنتیکی تفاوت معنی‌داری بین واکنش لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد و زنگ قهوه‌ای وجود داشت. بر اساس واکنش مقاومت لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد در هر دو مرحله گیاهچه‌ای و گیاه بالغ، لاین‌های گندم در دو گروه اصلی (مقاوم و نیمه‌مقاوم تا نیمه‌حساس) تفکیک شدند، به‌طوری که به‌جز لاین‌های شماره 21 و 22 که دارای واکنش نیمه‌مقاوم تا نیمه‌حساس بودند، سایر لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد مقاومت قابل قبولی را نشان دادند. همچنین، بر اساس واکنش مقاومت لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ قهوه‌ای در هر دو مرحله گیاهچه‌ای و گیاه بالغ، لاین‌ها در سه گروه اصلی (مقاوم، نیمه‌مقاوم تا نیمه‌حساس و حساس) دسته‌بندی شدند و لاین‌های شماره 1، 3، 11، 14، 21 و 22  مقاومت قابل قبولی را نسبت به نژادهای زنگ قهوه‌ای نشان دادند.نتیجه‌گیری: ایجاد مقاومت‌های مؤثر و پایدار یکی از راه‌هایی است که می‌تواند منجر به کاهش خسارت این بیماری‌ها و کاهش مصرف بی‌رویه سموم شیمیایی شود. لاین‌های جدید گندم، علاوه بر عملکرد بالا و ویژگی‌های زراعی مطلوب، باید نسبت به مهم‌ترین بیماری‌های گندم (زنگ‌ها) مقاومت قابل قبولی داشته باشند تا بتوانند به‌عنوان رقم تجاری معرفی شوند، در غیر این صورت حذف می‌شوند، زیرا در صورت فراهم شدن شرایط محیطی مناسب برای فعالیت بیمارگر زنگ‌ها، خسارت بسیار چشم‌گیر خواهد بود. از لاین­‌های مقاوم شناسایی شده در این تحقیق می‌­توان به­‌عنوان منابع مقاومت در برنامه­‌های به‌­نژادی تهیه ارقام گندم مقاوم به زنگ زرد و زنگ قهوه‌­ای استفاده کرد.