شناسايي نشانگرهاي مولكولي پيوسته با ژن Lr34/Yr18و ارزيابي مقاومت به زنگ‌ قهوه‌اي و زنگ زرد در ارقام و لاين‌هاي اميد بخش گندم نان (Triticum aestivum L.)

Identification of molecular markers linked to Lr34/Yr18 gene and evaluation of resistance to leaf rust and yellow rust in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars and promising lines

زنگ قهوه‌اي (Puccinia triticina) و زنگ زرد (Puccinia striiformis) از مهم­ترين و رايج ­ترين بيماري­ هاي گندم در اغلب كشورهاي جهان محسوب شده و نقش چشم گيري در كاهش محصول گندم دارند. انتقال ژن­هاي مقاومت به ارقام گندم يكي از مؤثرترين و اقتصادي‌ترين روش‌هاي مبارزه با اين بيماري­ها است. يكي از ژن­هايي كه باعث القاي مقاومت و پايداري مقاومت گياه نسبت به زنگ قهوه ­اي و زرد گندم مي ­شود، ژن Lr34/Yr18 است. در سال­هاي اخير نشانگرهاي مولكولي متعددي كه با ژن Lr34/Yr18 پيوستگي نزديكي دارند، شناسايي شده ­اند. در اين تحقيق، حضور ژن Lr34/Yr18 در 85 رقم و لاين اميدبخش گندم كشور در ارزيابي مزرعه اي و همچنين با استفاده از نشانگرهاي مولكولي جديد مورد ارزيابي قرار گرفت. ارزيابي ژنوتيپ‌هاي گندم نسبت به عامل بيماري‌هاي زنگ زرد و زنگ قهوه‌اي به صورت مشاهده‌اي در سال 1393به ترتيب در خزانه بيماري‌هاي بخش تحقيقات غلات كرج و ايستگاه گلستان اهواز انجام شد و ارقام و لاين هاي مورد بررسي به‌صورت مصنوعي آلوده‌سازي شدند. نتايج بررسي‌هاي مولكولي نشان داد كه سه نشانگر جديد caSNP4،caSNP12 وCssfr1 ، دقت بيشتري نسبت به نشانگر csLV34در تشخيص ژن Lr34/Yr18 دارند و به راحتي مي‌توان از آنها در آزمايشگاه­ هايي با امكانات محدود استفاده كرد. بر اساس نتايج حاصل از نشانگرهاي caSNP4 وcaSNP12، از مجموع 85 ژنوتيپ گندم مورد بررسي در اين تحقيق، آلل­ هاي پيوسته با ژن Lr34/Yr18 در 18 ژنوتيپ مشاهده شدند. مقايسه نتايج ارزيابي مزرعه­ اي با آزمايشات مولكولي نشان داد كه اكثر ژنوتيپ‌هاي واجد ژن Lr34 داراي واكنش­ هاي از نوع مقاوم و نيمه مقاوم تا نيمه حساس با شدت كم نسبت به زنگ قهوه ­اي و زنگ زرد بودند.

Leaf rust (Puccinia triticina) and yellow rust (Puccinia striiformis) are known as the most important and prevalent diseases of wheat worldwide, causing significant losses in the world’s wheat production. Transfer of leaf and yellow rusts resistance genes to wheat cultivars is one of the most economical and effective methods to control of diseaseses. Lr34/Yr18 is a resistance gene which confers a durable resistance to wheat leaf and yellow rusts. In the recent years, several molecular markers linked to Lr34/Yr18 have been identified. In this experiment, presence of Lr34/Yr18 in some Iranian wheat cultivars and promising lines was evaluated under field condition along with some recently developed molecular markers. Evaluation of plant resistance of wheat genotypes to yellow rust and leaf rust was conducted under artificial inoculation in disease nurseries of Cereal Research Department, SPII, Karaj and Golestan station in Ahvaz, Iran respectively, in 2014. Results of molecular assays indicated that three markers caSNP4, caSNP12 and Cssfr1 predicted presence of Lr34/Yr18 with more confidence compared to csLV34. These markers may be easily used in the genetic laboratories with limited equipments. Based on the results of caSNP4 and caSNP12 markers, from 85 wheat genotypes, 18 genotypes had linked alleles to Lr34/Yr18 gene. Comparison of the field evaluation with results of molecular assay indicated that most of the wheat genotypes with Lr34 gene had resistance and moderately resistant to moderately susceptible infection responses to leaf rust and yellow rust.