واكنش تعدادي از ژنوتيپ هاي اميدبخش گندم نان به قارچ عامل لكه برگي سپتوريايي

Reaction to septoria leaf blotch in a number of elite genotypes of bread wheat

سابقه و هدف: بيماري لكه برگي سپتوريايي با عامل قارچيMycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schroeter (Anamorph: Septoria tritici Roberge) يكي از مخرب ترين بيماري‌هاي برگي گندم در دنيا به‌شمار مي رود، كه خسارت جهاني آن در سال هاي طغيان بالغ بر 30 تا 53 درصد است. قارچ عامل بيماري يك آسكوميست هتروتال دوقطبي است كه چرخه جنسي آن در طول فصل زراعي، با توجه به شرايط محيطي مساعد، تكرار مي شود. با توجه به ايجاد مقاومت نسبت به قارچ كش ها در سويه هاي قارچ عامل بيماري و نيز اثرات زيان بار اين قارچ كش ها بر محيط‌زيست، موثرترين روش مقابله با اين بيماري استفاده از ارقام مقاوم است. از طرفي طي دهه هاي اخير اين بيماري به‌‌دليل استفاده از ارقام حساس، زودرس و نيمه پاكوتاه كه به‌دليل عملكرد بالا و مقاومت به برخي بيماري ها از جمله زنگ ها در سطح وسيع كشت شده اند، در نقاط مختلف دنيا گسترش و اهميت زيادي پيدا كرده است. شناسايي منابع مقاومت به بيماري در ژنوتيپ هاي گندم و انتخاب لاين‌هاي مقاوم يكي از اساسي ترين مولفه ها در تدوين برنامه هاي موفق اصلاح براي مقاومت به بيماري است. هدف از اين پژوهش مقايسه ميزان مقاومت در لاين هاي مختلف گندم و شناسايي ارقام با بيشترين سطح مقاومت در برابر لكه برگي سپتوريايي مي باشد. مواد و روش ها: در اين پژوهش واكنش 40 لاين گندم مربوط به اقليم مرطوب شمال و رقم تجن به عنوان شاهد، نسبت به بيماري لكه برگي سپتوريايي، در شرايط مزرعه در سال زراعي 93-1392 با ايجاد آلودگي مصنوعي در مرحله پنجه زني مورد ارزيابي قرار گرفت. به‌اين منظور مراحل جداسازي و خالص سازي قارچ عامل بيماري و سپس تهيه زادمايه جهت مايه زني انجام شد. سپس آلودگي مصنوعي ژنوتيپ هاي كشت شده، با پخش كردن برگ هاي آلوده و تلقيح سوسپانسيون اسپور صورت گرفت. در نهايت تجزيه آماري داده هاي يادداشت برداري شده با استفاده از نرم افزار SAS و مقايسه ميانگين ها طبق آزمون LSD انجام شد. واكنش ژنوتيپ‌ها براساس ميزان سطح نكروز برگ و محاسبه سطح زير منحني پيشرفت بيماري (AUDPC) ارزيابي شد. يافته ها: طبق نتايج، ژنوتيپ ها از نظر ميزان سطح نكروز برگ در سطح احتمال 1 درصد باهم اختلاف معني‌دار داشتند. اين اختلاف بيانگر تفاوت هاي ژنتيكي بين ژنوتيپ ها از نظر حساسيت و مقاومت به بيماري مي باشد. مقايسه ميانگين سطح نكروز برگ در ژنوتيپ هاي مورد بررسي براساس آزمون LSD، آن ها را در گروه هاي مختلف قرار داد. بررسي مقايسه ميانگين ها نشان داد كه لاين هاي شماره 27(N-91-6) و 10(N-92-9) به‌ترتيب حساس ترين و مقاوم ترين ژنوتيپ ها از نظر سطح نكروز برگ و شدت آلودگي بودند. از نظر سطح زيرمنحني پيشرفت بيماري، بيشترين مقدار AUDPC مربوط به لاين شماره 27 و كمترين مقدار مربوط به لاين شماره 10 بود. همچنين نتايج تجزيه خوشه اي ژنوتيپ هاي مورد بررسي، بر اساس ميانگين درصد پوشش پيكنيد سطح برگ ها، آن-ها را در دو گروه قرار داد. ژنوتيپ هايي با واكنش حساس در گروه اول قرار گرفتند و گروه دوم نيز شامل ژنوتيپ هايي با واكنش نيمه مقاوم بود. نتيجه گيري: طبق نتايج به‌دست آمده از تحقيق حاضر، از بين لاين هاي مورد استفاده دو لاين شماره 10(N-92-9) و 19(N-92-18)، نسبت به بيماري لكه برگي سپتوريايي واكنش نيمه مقاوم نشان دادند و ساير لاين ها در گروه هاي حساس و نيمه‌حساس قرار گرفتند. بنابراين مي توان در برنامه هاي بهنژادي و ايجاد ارقام مقاوم به بيماري لكه برگي سپتوريايي از دو لاين شماره 10 و 19 استفاده كرد.

Background and objectives: Septoria leaf blotch disease (STB) caused by the fungus Mycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schroeter (Anamorph: Septoria tritici Roberge), is one of the most destructive foliar diseases of wheat in the world, that its worldwide damage in outburst years is about 30 to 50 percent. The pathogen is a bipolar heterotallic ascomycete that its sexual life cycle is repeating during the cropping season when environmental conditions are favorable for disease development. Due to evolution of resistance to fungicides in fungus strains and harmful effects of fungicides for environment, planting resistant cultivars is the most effective method to manage the disease. However, the disease has been spreading around the world due to use of susceptible, premature and semi-dwarf cultivars that have been cultivated broadly during the last decade, because of high yield and resistance to some diseases such as rusts. Identify to resistance source to pathogens and selection of resistant genotypes is one of the most basic components in breeding programs for disease resistance. The purpose of this study is comparing the resistance of different wheat lines and identification of cultivars with the highest level of resistance to septoria leaf blotch. Materials and methods: In this study the reaction of 40 lines from north humid climate of wheat genotypes and Tajan cultivar for control was evaluated by artificial inoculation in tillering stage in field during 2013-2014 cropping season. For this purpose, separation and purification of the fungus were carried out and prepared inoculation was used for inoculating. Then artificial inoculation was done in cultivated genotypes using infected leaves and spore suspension. Finally, statistical analysis of recorded data and means comparison was performed using SAS software and LSD test. The reaction of wheat genotypes were evaluated by assessing leaf necrosis area and calculate of area under the disease progress curve (AUDPC). Results: Analysis of variance showed significant differences among genotypes for leaf necrosis area at 1% level. The difference is representative of genetic variants between genotypes in susceptibility and resistance to disease. Mean comparison of leaf necrosis area in genotypes according to LSD test separated the genotypes in different groups. Evaluation of means comparison showed that line 27 (N-91-6) and 10 (N-92-9) were the most susceptible and the most resistant in leaf necrosis area and infection intensity, respectively. The highest AUDPC was calculated for line 27 and the lowest for line 10. The cluster analysis of genotypes according to the average percentage of pycnidia coverage on leaf surface put the genotypes in two groups. Genotypes with sensitive reaction were in the first group, and the second group included genotypes with moderately resistance reaction. Conclusion: Due to the results of this study, from the used lines, two lines number 10 (N-92-9) and 19 (N-92-18) showed moderately resistance reaction to septoria leaf blotch and other lines placed in susceptible and moderately susceptible groups. Then two lines number 10 and 19 can be used in biotechnology to make resistant cultivars to the septoria leaf blotch disease.