واکنش زنجیره ای پلیمراز جهت بررسی پتانسیل ژنتیکی تولید داکسی‌نیوالنول و نیوالنول در جدایه‌های قارچ Fusarium culmorum گندم در استان آذربایجان غربی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد بیماری شناسی گیاهی، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل

2 دانشیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل

3 استادیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل

4 مربی گروه شیمی دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی زابل، زابل

چکیده

بلایــت فوزاریومی سنبــــله یکـی از مهـم­ترین بیماری­های غلات در جهان به­شــمار می­آید. قـــارچ­های Fusarium culmorum و  F. graminearum مهم­ترین عوامل ایجادکننده این بیماری می­باشند. این قارچ­ها دانه­ها را توسط مایکوتوکسین­ها آلوده نموده و منجر به کاهش کمی و کیفی محصول می­گردند. در این بررسی تعداد 98 جدایه F. culmorum جداسازی شده از مــزارع اســتان آذربایجان­غربی، با استفاده از کلیدهای شناسایی و جفت آغازگر اختصاصی گونه C51F/C51R شناسایی گردیدند. با استفاده از واکنش زنجیره­ای پلیمراز، توانایی تولید نیوالنول (NIV) و داکسی­نیوالنول (DON) توسط جدایه­های  F. culmorum مورد ارزیابی قرار گرفت. ژن Tri7 با استفاده از جفت آغازگرهای Tri7F/Tri7R و MinusTri7R/MinusTri7F مورد ردیابی قرار گرفت. با استناد به نتایج حاصل از واکنش زنجیره­ای پلیمراز، تعداد 59 جدایه به­عنوان جدایه­های دارای پتانسیل تولید تیپ شیمیایی DON و 39 جدایه به­عنوان جدایه­های دارای پتانسیل تولید تیپ شیمیایی NIV معرفی گردیدند. با توجه به یافته­های این تحقیق تیپ شیمیایی DON به­عنوان تیپ شیمیایی غالب شناسایی گردید. در این تحقیق برای اولین­بار در کشور، تیپ­های شیمیایی تولید شده توسط قارچ F. culmorum مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

PCR Reaction for Surveying the Genetic Potential of Deoxynivalenol and Nivalenol Production of the Wheat usarium culmorum Isolates in the West Azarbayjan Province

نویسندگان [English]

  • azad lava 1
  • Mohammad salari 2
  • seyed kazem sabagh 3
  • saeedeh sepeheri kiya 4
چکیده [English]

Fusarium Head Blight is known as one of the most important cereal diseases in the world. Fusarium culmorum and F. graminearum are the major causal agents of this disease throughout the world. F. culmorum and F. graminearum contaminate seeds with mycotoxins and decreases the product quality and quantity. In this investigate, a total of 98 isolates from different fields of west Azarbayjan province, Iran, were identified as F. culmorum using traditional identification techniques and C51F/C51R species-specific primer pair. In order to assess the potential of isolates to produce nivalenol (NIV) and deoxynivalenol (DON), we used PCR assay. Tri7 gene was detected by primer pairs Tri7F/Tri7R and MinusTri7F/MinusTri7R. Out of the 98 tested F. culmorum isolates with Tri7 PCR assays, 59 isolates were introduced as DON producers and 39 isolates introduced as NIV producers. According to our findings, DON chemotype is predominating in west Azarbayjan province. To the best of our knowledge, Chemotyping of F. culmorum isolates is reported for the first time from Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemotype
  • Trichothecene
  • PCR
  • Tri7
  • West Azarbayjan

مراجع

Alexander, N. J., Proctor, R. H. and McCormick, S. P. 2009. Genes, gene clusters, and biosynthesis of trichothecenes and fumonisins in Fusarium. Toxin Reviews, 28: 198-215.
Bakan, B., Pinson, L.,  Cahagenier, B., Melcion, D., Semon, E. and Richard-Molard, D. 2001. Toxigenic potential of Fusarium culmorum strains isolated from French wheat. Food additives contaminants, 18: 998-1003.
Baturo-Ciesniewska, A. and Suchorzynska, M. 2011. Verification of the effectiveness of SCAR (sequence characterized amplified region) primers for the identification of Polish strains of  Fusarium culmorum and their potential ability to produce B-trichothecenes and zearalenone. International Journal of Food Microbiology, 148: 168-176.
Bennet, J. W. and Klich, M. 2003. Mycotoxins. Clinical microbiology reviews, 16: 497-516.
Booth, C. 1975. The present status of Fusarium taxonomy. Annual review of phytopathology, 13: 83-93.
Burgess, L. W., Summerell, B. A., Bullock, S., Gott, K. P. and Backhouse, D. 1994. Laboratory Manual for Fusarium Research, 3rd Edition. Department of Crop Science, University of Sydney and Royal Botanic Gardens, 134 pp.
Chandler, E. A., Simpson, D. R., Thomsett, M. A. and Nicholson, P. 2003. Development of PCR assays to Tri7 and Tri13 trichothecene biosynthetic genes and characterisation of chemotypes of Fusarium graminearum, Fusarium culmorum and Fusarium cerealis. Physiological and Molecular Plant Pathology, 62: 355-367.
Desjardins, A. E., Manadhar, H. K., Plattner, R. D., Maragos, C. M., Shrestha, K. and McCormick, S. P. 2000. Occurrence of Fusarium species and mycotoxins in Nepalese maize and wheat and the effect of traditional processing methods on mycotoxin levels. J. Agricultural and Food Chemistry, 48: 1377-1383.
Goswami, R. S. and Kistler, H. C. 2004. Heading for disaster: Fusarium graminearum on cereal crops. Molecular Plant Pathology, 5: 515-525.
Hestbjerg, H., Felding, G. and Elmholt, S. 2002. Fusarium culmorum infection of barley seedlings: Correlation between aggressiveness and deoxynivalenol content. Journal of Phytopathology, 150: 308-312.
Jennings, P., Coates, M., Walsh, K., Turner, J. and Nicholson, P. 2004. Determination of deoxynivalenol‐and nivalenol‐producing chemotypes of Fusarium graminearum isolated from wheat crops in England and Wales. Plant Pathology, 53: 643-652.
Ji, L., Cao, K., Hu, T. and Wang, S. 2007. Determination of deoxynivalenol and nivalenol chemotypes of Fusarium graminearum isolates from China by PCR assay. Journal of Phytopathology, 155: 505-512.
Kammoun, L. G., Gargouri, S., Barreau, C., Richard-Forget, F. and Hajlaoui, M. R. 2010. Trichothecene chemotypes of Fusarium culmorum  infecting wheat in Tunisia. International Journal of Food Microbiology, 140: 84-89.
Kimura, M., Tokai, T. and Takahashi-Ando, N. 2007. Molecular an genetic studies of Fusarium trichothecene biosynthesis; pathways, genes and evolution. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 71: 2102- 2123.
Lee, T., Han, YK., Kim, KH., Yun, SH. and Lee, YW. 2002. Tri13 and Tri7 determine deoxynivalenol- and nivalenol-producing chemotypes of Gibberella zeae. Applied and Environmental Microbiology., 68: 2148-2154.
Leslie, J. F., Summerell, B. A. and Bullock, S. 2006. The Fusarium laboratory manual: Wiley Online Library,  400 pp.
Logrieco, A., Bottalico, A., Mulé, G., Moretti, A. and Perrone, G. 2003. Epidemiology of toxigenic fungi and their associated mycotoxins for some Mediterranean crops. European Journal of plant pathology, 109: 645-667.
McCartney, H. A., Foster, S. J., Fraaije, B. A. and Ward, E. 2003. Molecular diagnostics for fungal plant pathogens. Pest Management Science, 59: 129-142.
McLaughlin, C., Vaughan, M., Campbell, I., Wei, C. M., Stafford, M. and Hansen, B. 1977. Inhibition of protein synthesis by trichothecenes. Mycotoxins in Human and Animal Health. Park Forest South, Ill: Pathotox Publishers: 263-275.
Nelson, P., Toussoun, T. and Marsas, W. 1983. Fusarium species: an illustrated manual for identification. Pennslyvania State Univ. Press, University Park, 193 pp.
Nicholson, P., Rezanoor, H. N., Simpson, D. R. and Joyce, D. 1997. Differentiation and quantification of the cereal eye spot fungi Tapesia yallundae and Tapesia acuformis using a PCR assay. Plant Pathology, 46: 842-856.
Nicholson, P., Simpson, D., Weston, G., Rezanoor, H., Lees, A., Parry, D. and Joyce, D. 1998. Detection and quantification of  Fusarium culmorum and Fusarium graminearum in cereals using PCR assays. Physiological and Molecular Plant Pathology, 53: 17-37.
        Nirenberg, H. 1976. Studies on the biological and morphological differentiation in Fusarium section Liseola. Mitt. Biol. Bundesanst. L and-u. Forstwirtsch. Berlin-Dahlem, 169: 1-117.
Parry, D., Jenkinson, P. and McLeod, L. 1995. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals-a review. Plant Pathology, 44: 207-238.
Sudakin, D. L. 2003. Trichothecenes in the environment: relevance to human health. Toxicology letters, 143: 97-107.
Toth, B., Mesterhazy, A., Nicholson, P., Teren, J. and Varga, J. 2004. Mycotoxin production and molecular variability of European and American isolates of Fusarium culmorum. European Journal of  Plant Pathology, 110: 587-599.
Wiese, M. 1987. Compendium of Wheat Diseases. The American Phytopathological Society, St. Paul, MN, USA, 122 pp.
Windels, C. E. 2000. Economic and social impacts of Fusarium head blight: changing farms and rural communities in the Northern Great Plains. Phytopathology, 90: 17-21.
Yoder, W. T. and Christianson, L. M. 1998. Species-Specific Primers Resolve Members of Fusarium Section  Fusarium Taxonomic Status of the Edible “Quorn” Fungus Reevaluated. Fungal Genetics and Biology, 23: 68-80.
 
 
 
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار