تجزیه و تحلیل مقاومت به بیماری بلایت فوزاریومی سنبله در بین لاین‌های گندم امیدبخش اقلیم گرم و مرطوب شمال کشور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش غلات، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان ، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی ، گرگا ن

3 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی ، پار س آبا د

چکیده
بیماری بلایت فوزاریومی سنبله، عمدتاً ناشی از گونه قارچی Fusarium graminearum، یکی از مهم­ترین بیماری­های گندم به‌ویژه در اقلیم گرم و مرطوب شمال کشور است. در تحقیق حاضر، با هدف شناسایی و گزینش لاین‌های مقاوم به بیماری، تعداد 20 لاین گندم امیدبخش مربوط به این اقلیم به‌همراه گندم رقم فلات به‌عنوان شاهد حساس به بیماری، طی سال زراعی 94-1393 در دو منطقه گرگان و مغان و سال زراعی 1394-95 در منطقه مغان بررسی شدند. همچنین، به‌منظور شناسایی مقاومت نوع II در این لاین‌ها، واکنش آن‌ها در برابر بیماری در شرایط گلخانه (کرج) نیز بررسی شد. تجزیه واریانس مرکب داده­های مربوط به میزان وقوع، شدت و شاخص بیماری و میزان آلودگی دانه به‌دست آمده از سه محیط آزمایشی مزرعه نشان داد که برای هر چهار صفت مذکور تفاوت معنی­داری بین لاین‌های آزمایشی وجود داشت. ارزیابی واکنش لاین‌های آزمایشی نشان داد که شاهد تجاری مروارید به‌همراه پنج لاین N-93-6، N-93-12، N-93-15، N-93-18 و N-93-19 با داشتن میانگین وقوع، شدت و شاخص بیماری و آلودگی دانه پایین­تر در مزرعه و شدت بیماری کمتر در گلخانه، از مقاومت بالاتری نسبت به بیماری برخوردارند. به‌نظر می‌رسد که وجود مقاومت نوع I در این لاین‌ها موجب کاهش بیماری در آن‌ها شده باشد. در این بررسی، نتایج اندازه­گیری پارامترهای مختلف ژنتیکی تفاوت­های زیادی را بین صفات مختلف نشان داد. از نظر مقایسه ضرایب تنوع ژنتیکی و فنوتیپی بین صفات مختلف، سه صفت، دانه آلوده به فوزاریوم (FDK)، میزان وقوع بیماری و شاخص بیماری در مقایسه با دو صفت دیگر یعنی شدت بیماری در شرایط مزرعه و گلخانه دارای بیشترین ضریب تنوع و از بین آن‌ها صفت FDK دارای بالاترین نسبت ضریب تنوع ژنتیکی به ضریب تنوع فنوتیپی بود. درنهایت یافته‌های پژوهش حاضر نشان داد که دو صفت FDK و شدت بیماری در مزرعه دارای وراثت‌پذیری عمومی بالا (به‌ترتیب 68 و 60 درصد) و بقیه صفات دارای وراثت‌پذیری پایین‌تری بودند.

کلیدواژه‌ها


Bai, G.H. and Shaner, G.E. (2004). Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annual Review of Phytopathology, 42: 135-161. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.42.040803.140340
Berraies, S., Cuthbert, R., Knox, R., Singh, A., DePauw, R., Ruan, Y., Bokore, F., Henriquez, M.A., Kumar, S., Burt, A., Pozniak, C., N'Diaye, A. and Meyer, B. (2023). High-density genetic mapping of Fusarium head blight resistance and agronomic traits in spring wheat. Frontiers in Plant Science, 14: 1-24. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1134132
Bolanos-Carriel, C., Wegulo, S.N., Hallen-Adams, H., Baenziger, P.S., Eskridge, K.M. and Funnell-Harris, D. (2016). Effects of Cultivar Resistance, Fungicide Application Timing, and Fungicide Chemical Class on FHB and DON in Winter Wheat. In: Canty, S.M., Clark, A., Wolfe, K. and Van Sanford, D., Eds., Proceedings of the 2016 National Fusarium Head Blight Forum, 9-10. East Lansing, MI/Lexington, KY, USA.
Buerstmayr, H., Ban, T. and Anderson, J.A. (2009). QTL mapping and marker-assisted selection for Fusarium head blight resistance in wheat: a review. Plant Breeding, 128: 1-26. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2008.01550.x
Chen, P. (2016). Improvement of Wheat Fusarium head blight (FHB) Resistance in China. In: Del Ponte, E.M., Bergstrom, G.C., Pavan, W., Lazzaretti, A. and Fernandes, J.M.C., Eds., Proceedings of the 5th International Symposium on Fusarium Head Blight, p. 18. Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, Brazil.
Dill-Macky, R. and Jones, R.K. (2000). The Effect of previous crop residues and tillage on Fusarium head blight of wheat. Plant Disease, 84: 71-76. https://doi.org/10.1094/PDIS.2000.84.1.71
Gilbert, J. and Haber, S. (2013). Overview of some recent research developments in fusarium head blight of wheat. Canadian Journal of Plant Pathology, 35: 149-174. https://doi.org/10.1080/07060661.2013.772921
Hatami, F., Nazarian-Firouzabadi, F., Sohrabi, S.S. and Khademi, M. (2024). Identification and expression analysis of RLP and RLK gene family members in transcriptome of saffron infected with Fusarium Oxysporum corm rot. Plant Genetic Researches, 11(1): 121-136 (In Persian).
Kelly, A.C., Clear, R.M., O'Donnell, K., McCormick, S., Turkington, T.K., Tekauz, A., Gilbert, J., Kistler, H.C., Busman, M. and Ward, T.J. (2015). Diversity of Fusarium head blight populations and trichothecene toxin types reveals regional differences in pathogen composition and temporal dynamics. Fungal Genetics and Biology, 82: 22-31. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2015.05.016
Ketata, H., Yan, S.K. and Nachit, M. (1989). Relative consistency performance across environments. International Symposium on Physiology and Breeding of Winter Cereals for Stressed Mediterranean Environments, pp. 391-400. Montpellier, France.
Malihipour, A. (2022). Fusarium Head Blight of Wheat. University of Tehran Press, Tehran, Iran (In Persian).
Malihipour, A., Esmaeilzadeh Moghaddam, M., Najafian, G., Roustaei, M., Najafi Mirak, T., Amini, A., Khodarahmi, M. and Bakhtiar, F. (2020). Iranian Wheat Cultivars (Released from 1931 to 2019). Nashr-e Amouzesh-e Keshavarzi, Karaj, Iran (In Persian).
McMullen, M., Jones, R. and Gallenberg, D. (1997). Scab of wheat and barley: A reemerging disease of devastating impact. Plant Disease, 81: 1340-1348. https://doi.org/10.1094/PDIS.1997.81.12.1340
Mesterházy, A. (1995). Types and components of resistance to fusarium head blight of wheat. Plant Breeding, 114: 377-386. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.1995.tb00816.x
Miller, J.D., Culley, J., Fraser, K., Hubbard, S., Meloche, F., Ouellet, T., Seaman, W.L., Seifert, K.A., Turkington, K. and Voldeng, H. (1998). Effect of tillage practice on fusarium head blight of wheat. Canadian Journal of Plant Pathology, 20: 95-103. https://doi.org/10.1080/07060669809500450
Miller, J.D., Young, J.C. and Sampson, D.R. (1985). Deoxynivalenol and Fusarium head blight resistance in spring cereals. Journal of Phytopathology, 113: 359-367. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.1985.tb04837.x
Obanor, F., Neate, S., Simpfendorfer, S., Sabburg, R., Wilson, P. and Chakraborty, S. (2013). Fusarium graminearum and Fusarium pseudograminearum caused the 2010 head blight epidemics in Australia. Plant Pathology, 62: 79-91. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2012.02615.x
Parry, D.W., Jenkinson, P. and McLeod, L. (1995). Fusarium ear blight (scab) in small grains-a review. Plant Pathology, 44: 207-238. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1995.tb02773.x
Schroeder, H.W. and Christensen, J.J. (1963). Factors affecting resistance of wheat to scab caused by Gibberella zeae. Phytopathology, 53: 831-838.
Shah, L., Ali, A., Yahya, M., Zhu, Y., Wang, S., Si, H., Rahman, H. and Ma, C. (2018). Integrated control of fusarium head blight and deoxynivalenol mycotoxin in wheat. Plant Pathology, 67: 532-548. https://doi.org/10.1111/ppa.12785
Shah, D.A., De Wolf, E.D., Paul, P.A. and Madden, L.V. (2019). Functional data analysis of weather variables linked to Fusarium head blight epidemics in the United States. Phytopathology, 109: 96-110. https://doi.org/10.1094/PHYTO-11-17-0386-R
Syed, S., Aleliūnas, A., Lillemo, M., and Gorash, A. (2024). Analyses of wheat resistance to Fusarium head blight using different inoculation methods. Agronomy, 14(10): 2415. https://doi.org/10.3390/agronomy14102415
Taghikhani, S., Ramshini, H., Sadat-Noori, S. A., Lotfi, M., Izadi Darbakdi, A., Sousaraei, N., and Varvani Farahani, A. (2018). SNP marker assisted selection for identification of fusarium resistant melon plants. Plant Genetic Researches, 5(1): 63-76 (In Persian). https://doi.org/10.29252/pgr.5.1.63
Tillmann, M., Von Tiedemann, A. and Winter, M. (2017). Crop rotation effects on incidence and diversity of Fusarium species colonizing stem bases and grains of winter wheat. Journal of Plant Diseases and Protection, 124: 121-130. https://doi.org/10.1007/s41348-016-0064-6
Torres, A.M., Palacios, S.A., Yerkovich, N., Palazzini, J.M., Battilani, P., Leslie, J.F., Logrieco, A.F. and Chulze, S.N. (2019). Fusarium head blight and mycotoxins in wheat: prevention and control strategies across the food chain. World Mycotoxin Journal, 12: 333-355. https://doi.org/10.3920/WMJ2019.2438
Waldron, B.L., Moreno-Sevilla, B., Anderson, J.A., Stack, R.W. and Frohberg, R.C. (1999). RFLP mapping of QTL for fusarium head blight resistance in wheat. Crop Science, 39: 805-811. https://doi.org/10.2135/cropsci1999.0011183X003900030032x
Wang, Y.Z. and Miller, J.D. (1988). Effects of Fusarium graminearum metabolites on wheat tissue in relation to Fusarium head blight resistance. Journal of Phytopathology, 122: 118-125. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.1988.tb00998.x
Wegener, M. (1992). Optimierung von Saatgutpillierungen mit Mikrobiellen Antagonisten zur Biologischen Biologischen Bekampfung von Fusarium culmorum (W. G. Smith) Sacc. Weizen. Diplomarbeit, Georg-August-Universitates Göttingen, Göttingen, Germany.
Wood, M., Comis, D., Harden, D., McGraw, L. and Stelljes, K.B. (1999). Fighting Fusarium. Agricultural Research. June issue. United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Beltsville, MD, USA.
Xi, K., Shan, L., Yang, Y., Zhan, G., Zhang, J. and guo, W. (2021). Species diversity and chemotypes of Fusarium species associated with maize stalk rot in Yunnan province of southwest China. Frontiers in Microbiology, 12: 652062. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.652062
Yazdi-Samadi, B., Rezaei, A. and Valizadeh, M. (2006). Experimental Deigns in Agricultural Research.University of Tehran Press, Tehran, Iran (In Persian).
Zhang, H., Brankovics, B., Xu, J., Xu, J.S., Guo, C., Guo, J.G., Jin, S.J., Chen, W.Q., Feng, J., Van Diepeningen, A.D., Van der Lee, T.A.J. and Waalwijk, C. (2016). Crops are a main driver for species diversity and the toxigenic potential of Fusarium isolates in maize ears in China. World Mycotoxin Journal, 9: 701-716. https://doi.org/10.3920/WMJ2015.2004