|
" بررسي واکنش ژنوتيپ هاي خيار به بيماري بوته ميري ناشي از ، Phytophthora drechsleri "
نصراصفهاني، مهدي
| شماره شناسایی
|
:
|
18883622
|
| شماره مدرک
|
:
|
۶۷۰۱۳
|
| نام عام مواد
|
:
|
[گزارش نهایی -عادی]
|
| شناسه افزوده
|
:
|
نصراصفهاني، مهدي
|
|
|
:
|
نصراصفهاني، مهدي
|
|
|
:
|
حسن زاده خانکهداني، حامد
|
|
|
:
|
ملاحسيني، حميد
|
|
|
:
|
عظيمي، حسين
|
|
|
:
|
سرخي لله لو، بهزاد
|
|
|
:
|
هاشمي، ليدا
|
|
|
:
|
الماسي، حسن
|
|
|
:
|
اميني ولاشاني، بهرام
|
| عنوان اصلي
|
:
|
بررسي واکنش ژنوتيپ هاي خيار به بيماري بوته ميري ناشي از ، Phytophthora drechsleri
|
| نام نخستين پديدآور
|
:
|
نصراصفهاني، مهدي
|
| عنوان اصلي به زبان ديگر
|
:
|
Susceptibility assessment of cucumber genotypes to damping off disease caused by Phytophthora drechsleri
|
| وضعیت انتشار
|
:
|
تهران: موسسه تحقيقات گياه پزشكي كشور، ۱۴۰۳
|
| فروست
|
:
|
شماره ثبت ۶۷۰۱۳ مورخ ۱۴۰۳/۱۲/۲۴۶۷۰۱۳
|
|
|
:
|
شماره طرح : 03-38-1633-132-991128
|
|
|
:
|
سامانه سمپات
|
| توصیفگر
|
:
|
خیار، ارقام، ژن، آنزیم، مقاومت.
|
| خلاصه یا چکیده
|
:
|
بیماری بوته¬میری خیار با عامل Phytophthora melonis از مخرب¬ترین بیماری¬های شبه قارچی این محصول است که باعث خسارات اقتصادی شدید در سراسر جهان می‌شود. در مطالعه حاضر، مجموعه متنوعی از 38 ژنوتیپ تجاری خیار داخلی و خارجی از نظر مقاومت به بوته‌میری در مراحل گیاهچه¬ای و بلوغ مورد ارزیابی قرار گرفت و به چهار گروه مقاوم، نسبتاً مقاوم، نسبتاً حساس و بسیارحساس طبقه‌بندی شد که میانگین درصد بوته‌میری از 92/7 درصد (مقاوم) به 01/88 درصد (بسیار حساس) بود. اکثر ژنوتیپ‌های حساس و بسیار حساس به P. melonis بودند. این ژنوتیپ‌ها، همچنین با استفاده از 15 نشانگر ISSR مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در مجموع 317 باند توسط پرایمرهای ISSR تولید شد که 297 باند (69/93 درصد) چندشکلی بودند. پرایمرهای مورد استفاده محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) را در محدوده 34/0 تا 45/0 نشان دادند. شاخص نشانگر (MI) از 78/5 و 45/9 و قدرت تفکیک (RP) از 68/9 تا 95/14 متغیر بود. آغازگر ISSR29 دارای بالاترین ارزش RP، PIC و MI بود که می‌تواند بهترین آغازگر برای تشخیص ژنوتیپ‌های خیار باشد. برای مطالعه بیشتر، تجزیه خوشه‌ای و PCA انجام شد و نتایج نشان‌دهنده ارتباط احتمالی بین ژنوتیپ‌های خیار و سطح مقاومت در برابر P. melonis بود که نشان‌دهنده کاربرد احتمالی ISSR در مطالعه مقاومت خیار به بیماری و بهبود ارقام جدید مقاوم است. همچنین، با هدف درک مکانیسم‌های مولکولی دفاعی در برابر P. melonis، طوقه و برگ چهار ژنوتیپ خیار متشکل از Ramezz (مقاوم)، Baby (نسبتاً مقاوم)، Mini 6-23 و Extrem (بسیار حساس)، برای تجزیه و تحلیل بیان کمی ژن، پنج ژن ضد قارچی و/یا ضد اامیست (CsWRKY20، CsLecRK6.1، PR3، LOX1 و PR1-1a) در سه زمان 24، 48 و 72 ساعت پس از مایه زنی تحت بررسی قرار گرفتند. با مایه زنی P. melonis بیان ژن‌ها در هر دوی بافت طوقه و برگ افزایش یافت. سطوح رونوشت این ژن‌ها در ژنوتیپ‌های مقاوم و یا نسبتاً مقاوم به‌طور معنی‌داری بالاتر بود، اما، همچنین نقطه زمانی بالاترین نسبت بیان برای پنج ژن در چهار ژنوتیپ خیار متفاوت بود. CsWRKY20 و PR3 حداکثر بیان را در Ramezz در 48 ساعت نشان دادند، در حالی که CsLecRK6.1 و LOX1 بالاترین بیان را در 72 ساعت نشان دادند. علاوه بر این، PR1-1a حداکثر بیان را در Baby در 72 ساعت نشان داد. طوقه‌ها سریع‌تر از برگ‌ها پاسخ دادند و برخی از پاسخ‌ها در طوقه‌ها به شدت نسبت به برگ‌ها تنظیم مثبت‌تری داشتند. ژن هایی که در مقاومت به بیماری در دو اندام مختلف خیار پس از آلودگی پاتوژن نقش دارند، نتایج نشان می‌دهد که افزایش بیان این ژن‌ها منجر به فعال شدن مسیرهای دفاعی گیاه می‌شود و می‌تواند موجب کاهش ظرفیت کلونیزاسیون P. melonis در ارقام Ramezz و Baby باشد. به طور کلی، این عمل منبع ارزشمندی برای مطالعات ژنومیک عملکردی آینده برای کشف مکانیسم‌های مولکولی برهم‌کنش C. sativus-P. melonis خواهد بود. همچنین، تغییرات فعالیت فنیل آلانین آمونیاک لیاز (PAL)، پراکسیداز (POX)، کاتالاز (CAT)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و پلی فنل اکسیداز (PPO) در ریشه‌های خیار دو ژنوتیپ مقاوم (سهیل و رمز)، یک ژنوتیپ نسبتاً مقاوم (Baby) و سه ژنوتیپ بسیار حساس ژنوتیپ‌ها (Extrem، Mini 6-23 و یلدا)، در دوره‌های زمانی 7، 14 و 21 روز پس از مایه زنی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فعالیت آنزیم‌های مرتبط با دفاع بین ژنوتیپ‌های مقاوم و بسیار حساس متفاوت است. اگرچه فعالیت‌های آنزیمی مرتبط با دفاع در ژنوتیپ‌های مقاوم و نسبتاً مقاوم پس از مایه زنی به شدت افزایش یافت ، هیچ تغییر قابل توجهی در فعالیت آنزیمی در گیاهان شاهد، گیاهان غیرمایه زنی شده، از شش ژنوتیپ در طول دوره آزمایش مشاهده نشد. در مجموع، مقاومت خیار به P. melonis مربوط به فعالیت‌های POX و PAL است، اما ارتباطی با فعالیت‌های PPO، SOD و CAT نشان نداد. به نظر می‌رسد مطالعه مسیرهای متابولیک فیزیولوژیکی POX و PAL یک جهت مهم برای روشن کردن مقاومت به P. melonis در ژنوتیپ‌های خیار باشد.
|
|
|
:
|
Damping-off diseases and or Phytophthora blight caused by Phytophthora melonis is one of the most devastating and limiting factors affecting cucurbits in Iran and some other parts of the world. In the present study, a diverse collection of 38 domestic and exotic commercial cucumber genotypes was assessed for resistance to P. melonis at transplanting and maturity stages and were classified into four classes, of which the average damping-off percentage ranged from 7.92% (resistant) to 88.01% (highly susceptible). The majority of the tested genotypes were found to be susceptible and highly susceptible to P. melonis. These genotypes were also analyzed by means of 15 inter simple sequence repeat (ISSR) markers. The used primers showed a polymorphic information content (PIC) ranging from 0.34 to .45. Marker index (MI) ranged from 5.78 and 9.45 and resolving power (RP) ranged from 9.68 to 14.95. The primer ISSR29 possessed the highest RP, PIC and MI value, which could be the most informative primer for distinguishing cucumber genotypes. For further study, cluster analysis and PCA were carried out and the results showed a probable connection between the cucumber genotypes and the resistance level against P. melonis, which indicates possible application for ISSR in studying disease resistance of cucumber and improving the new cultivars that resist to damping-off in the future. In addition, to understand the molecular mechanisms of defense against P. melonis, we report the expression analysis of five antifungal and/or anti-oomycete genes; CsWRKY20, CsLecRK6.1, PR3, PR1-1a and LOX1 in a differential cucumber- P. melonis system consisting of four cucumber genotypes; resistant Ramezz; moderately resistant Baby and highly susceptible Mini 6-23 and Extrem at 0, 24, 48 and 72 hours after inoculation with P. melonis. The gene expression analysis indicated that P. melonis strongly enhanced the expression of these genes after inoculation. Further, not only the transcript levels of these genes were significantly higher in the resistant and moderately resistance genotypes, but also the time point of the highest relative expression ratio for the five genes was different in the four cucumber genotypes. CsWRKY20 and PR3 showed the maximum expression in the resistant genotype at 48 hours, while CsLecRK6.1 and LOX1 showed the highest expression at 72 hours. In addition, PR1-1a showed the maximum expression in the moderately resistant genotype at 72 hours. The results showed that these genes can be effective to enhance resistance to P. melonis. Overally, this work represents a valuable resource for future functional genomics studies to unravel the molecular mechanisms of C. sativus- P. melonis interaction. Additionally, changes in the activity of phenylalanine ammonia lyase (PAL), peroxidase (POX), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and polyphenol oxidase (PPO) in cucumber roots of two resistant genotypes (Sohail and Ramesh), a relatively Resistant (Baby) and three very sensitive genotypes (Extrem, Mini 6-23 and Yalda) were evaluated at the time periods of 7, 14 and 21 days after inoculation. The results showed that the activity of enzymes related to defense is different between resistant and highly sensitive genotypes. However, defense-related enzyme activities in resistant and moderately resistant genotypes increased strongly after inoculation. Moreover, no significant change in enzyme activity was observed in the control plants, non-inoculated plants, of the six genotypes during the experimental period. Overall, cucumber resistance to P. melonis was related to POX and PAL activities, but did not show any relationship with PPO, SOD and CAT activities. Studying the physiological metabolic pathways of POX and PAL seems to be an important direction in research to clarify resistance to P. melonis in cucumber genotypes.
|
| |