بررسی بیان ژن‌های OsWRKY45 و OsAOS2 دخیل در مسیرهای سیگنالی سالیسیلیک اسید و جاسمونیک اسید تحت القای بیماری بلاست برگ و خوشه در برنج

نویسندگان

1 دانشیار، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان ، گرگان، ایران

2 دانشَ آموخته کارشناسی ارشد، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،گرگان، ایران

3 دانش آموخته دکتری ،گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

doi
10.22103/jab.2023.21017.1457
چکیده

برنج ((Oryza sativa بخش اصلی غذای بیش از سه میلیارد نفر از جمعیت دنیاست که درنواحی مختلف کشاورزی در سطح جهان کشت می‌شود. درحالی که عملکرد و کیفیت آن به شدت توسط عوامل بیمارگر در معرض خطر قرار می‌گیرد. بلاست برنج، که به وسیله عامل بیمارگر قارچی M.oryzae ایجاد می‌شود مخرب‌ترین بیماری در برنج است. حدود 10 تا 30 درصد از تولید سالیانه برنج در اثر این بیماری از بین می‌رودپاسخ دفاعی اعمال شده بر علیه اکثر پاتوژن‌ها به طور عمده به وسیله سه مولکول پیام‌رسان، سالیسیلیک اسید، جاسمونیک اسید و اتیلن کنترل می‌شود. یکی از راه‌کارهای موثر در تولید گیاهان مقاوم، اصلاح مسیرهای ژنتیکی انتقال پیام دخیل در مکانیسم دفاعی، از طریق دستکاری ژن‌های کدکننده مولکول‌های پیام‌رسان مرتبط با پروتئین‌های دفاعی به‌دست می‌آید. برای عوامل بیماریزای همی-بیوتروفیک مثل بلاست برنج Magnaporthe oryzae هر دو مسیر سالیسیلیک اسید و جاسمونیک اسید برای مقاومت ضروری است. در این مطالعه میزان تغییر بیان ژن‌های OsWRKY45 و OsAOS2 دخیل در مسیرهای سیگنالی سالیسیلیک اسید و جاسمونیک اسید با استفاده از تکنیک QRT-PCR و محتوای کلروفیل در زمان‌های صفر، 36 و72 ساعت پس از آلودگی در مرحله گیاهچه‌ای leaf blast و خوشه‌دهی neck blast و همچنین صفات مربوط به اجزای مقاومت شامل تعداد لکه اسپورزا، سطح ساقه آلوده و اندازه لکه هفت روز پس از مایه‌زنی با جدایه IC-25 قارچ M.oryzae در مرحله خوشه‌دهی مورد بررسی قرارگرفت. ارقام مورد مطالعه شامل واریته پویا (مقاوم به بلاست) که با استفاده از روش القاء موتاسیون در واریته موسی‌طارم(حساس به بلاست) ایجاد شده که دارای زمینه ژنتیکی یکسان، و پاسخ متفاوت نسبت به بیماری را دارند. ارزیابی اجزای مقاومت نشان داد که واریته پویا متحمل و واریته موسی‌طارم حساس به قارچ در هر دو مرحله گیاهچه‌ای و خوشه‌دهی بودند. بر اساس نتایج مقاومت پس از مایه‌زنی با جدایه IC-25 قارچ M.oryzae، واریته پویا دارای تیپ آلودگی مقاوم و واریته موسی‌طارم حساس بود. نتایج بیان ژن‌‌ها پس از القای بیماری نشان داد که واریته پویا در بیان ژن‌های osAOS2 و osWRKY45 افزایش معنی‌داری نسبت به واریته موسی‌طارم داشته است. از محتوای کلروفیل با گذشت زمان پس از مایه‌زنی کاسته شد، که شدت وسرعت این کاهش در واریته پویا نسبت به موسی طارم بیشتر بود. نتایج ارزیابی بیان ژن حاکی از افزایش بیان ژن‌های مورد مطال عه پس از مایه زنی در هر دو رقم با الگوی متفاوت بود، اما افزایش بیان در واریته پویا نسبت به واریته موسی‌طارم به مقدار بیشتر و در ساعات اولیه آلودگی بوقوع پیوست