تجزيه ژنتيك مقاومت گندم به لكه برگي سپتوريايي (Septoria Tritici Blotch.) به روش دي آلل

Genetic analysis of resistant to Septoria Tritici Blotch using Diallel crosses

سابقه و هدف: بيماري لكه برگي سپتوريايي (STB) كه توسط قارچ آسكوميست Mycosphaerella graminicola (anamorph S. tritici) ايجاد مي شود به‌عنوان يكي از اصلي‌ترين عوامل خسارت‌زاي زنده در توليد گندم در جهان مورد توجه مي‌باشد. اين آزمايش به‌منظور مطالعه نحوه عملكرد ژن هاي مقاومت به M. graminicola، تعيين تعداد ژن هاي مسيول در ايجاد واكنش مقاومت و برآورد اجزا ژنتيكي مقاومت پي ريزي شده است. مواد و روش ها: تعداد هشت ژنوتيپ گندم بهاره با واكنش متفاوت به S. tritici در شرايط گلخانه و مزرعه انتخاب شدند. سپس تعداد 28 ژنوتيپ F1 حاصل از تلاقي دي‌آلل يك طرفه بين هشت والد به‌همراه والدين در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با 3 تكرار كشت گرديدند. آلوده سازي مصنوعي ژنوتيپ‌ها در مراحل پنجه‌زني، تشكيل ساقه و ظهور برگ پرچم صورت گرفت. يادداشت‌برداري از واكنش ژنوتيپ ها با روش ساري و پرسكات تغيير يافته توسط ايال و همكاران (1987) و در مقياس 99-00 انجام شد. صفات شدت بيماري و سطح زير منحني پيشرفت بيماري (sAUDPC) ارزيابي شدند. تجزيه و تحليل داده ها با روش هيمن و جينكز با استفاده از نرم افزار ژنتيكي D2 انجام گرفت. يافته ها: بر اساس آزمون مثر و جينكز براي هر دو صفت، اختلاف شيب خط رگرسيون كوواريانس بر روي واريانس با صفر و عدم اختلاف آن با يك و همچنين غير معني‌دار شدن مقدار عددي t2 دلالت بر كفايت مدل افزايشي- غالبيت براي اين صفات بودند. نسبت اثر غالبيت در نتيجه مكان‌هاي ژني هتروزيگوس به واريانس غالبيت تصحيح شده براي هر دو صفت كمتر از 1 بود كه نشان مي‌دهد يك گروه ژني كنترل صفات را بر عهده دارد. وراثت‌پذيري خصوصي بيش از 80 درصد و وراثت‌پذيري عمومي بيش از 95 درصد براي هر دو صفت تخمين زده شد. بخش عمده واريانس توارث به‌صورت افزايشي بود. آلل هاي غالب در شدت بيماري و sAUDPC منجر‌به كاهش سطح صفات و افزايش مقاومت به بيماري شدند. از آن‌جايي كه انتخاب نسل مقاوم بر اساس جهت تلاقي بين والدين قابل پيش بيني است، مي توان از طريق تلاقي والدين داراي مقاومت بالا به STB مقاومت را بهبود بخشيد. ژنوتيپ لاين 10 حامل ژن‌هاي افزايشي مقاومت به سپتورياي برگي مي‌باشد كه داراي پتانسيل توليد نتاج برتر در طي انتخاب خواهد بود. طبق نتايج تلاقي لاين 10 و N-81-18 براي توليد رقم زراعي مطلوب با مقاومت پايدار به لكه برگي سپتوريايي توصيه مي گردد. نتيجه گيري: بر اساس نتايج اثرات افزايشي بخش عمده واريانس وراثت‌پذيري را به عهده دارند. ژنوتيپ لاين 10 داراي بيشترين ژن هاي مقاومت نسبت به بيماري لكه برگي سپتوريايي بود كه به‌عنوان والد بخشنده ژن هاي مقاومت در تلاقي ها معرفي مي گردد.

Background and objectives: Septoria tritici blotch (STB), caused by Mycosphaerella graminicola (anamorph S. tritici) is currently the most serious disease of wheat worldwide. This study was established to determine the function of resistant genes of M. graminicola to find out the number of genes corresponding in resistant reaction and also to estimate the genetic parameters of resistance. Materials and methods: Eight winter wheat genotypes were selected based on preliminary field and greenhouse observations of their reaction to S.tritici. Twenty-eight F1 wheat genotypes derived from an eight-parent half diallel set of crosses and their parents were planted in a randomized complete blocks design (RCBD) with three replications. Plants were inoculated in tillering, long stem and appearance of flag leaf stages. Disease rating was visually recorded by using the double-digit scale (00–99). Data analysis by Hyman and Jinks method was performed using D2 genetic software. Disease severity and itʹs AUDPC (sAUDPC) were calculated. Results: For the validity of additive-dominance model, two scaling tests were employed following Mather and Jinks. For both traits, the regression coefficient test, indicated that b differed significantly from zero but not from unity and according to second test, t2 was not significant, Thus, both tests suggested adequacy of the additive-dominance model for these characters. Following Mather and Jinks for both traits, the regression coefficient test indicated that b differed significantly from zero but not from unity and also t2 value was not significant that validate additive-dominance model. The ratio of dominance effect of heterozygous loci to corrected dominance variance for both traits was less than 1 suggesting the control of one gene group. High narrow and broad sense heritabilities were recorded for both traits (over 80% and 95% respectively). Greater portion of heritable variation was of additive nature. Line 10 caries additive resistant genes, so selection would be effective. Dominant alleles in d,isease severity and sAUDPC led to decreasing level of traits and increasing resistance to Septoria Tritici Blotch. Since the selection of resistant generations of crosses between parents based on their cross direction is predictable, by crossing parents with high resistance can improve wheat genotypes Septoria Tritici Blotch resistance. Based on the results doing cross between line#10 and N-81-18 to produce suitable cultivar with permanent resistance to Septoria Tritici Blotch is recommended. Conclusion: Results showed that additive effects are responsible for much of the variance of heritability. Genotype line#10 had most of the resistance genes to Septoria Tritici Blotch compared to other genotypes which suggested as donor parent for resistance genes in breeding programs.