الگوی بیان ژن¬های درگیر در مقاومت به بیماری سپتوریوز در گندم نان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج

2 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج

3 دانشیار پژوهشکده زیست فن¬آوری کشاورزی کرج

4 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج

5 کارشناس پژوهشکده زیست فن¬آوری کشاورزی

6 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک

چکیده

سپتوریوز برگی گندم که توسط قارچ Mycosphaerella graminicola ایجاد می­شود، یکی از بیماری­های مهم گندم در سراسر دنیاست. از نظر زیست محیطی بهترین روش مقابله با این بیماری، استفاده از ارقام مقاوم می­باشد. ژن­های متعددی در پاسخ گیاه به پاتوژن فعال یا خاموش می­شوند و یا بیان آنها افزایش یا کاهش می­یابد. در این تحقیق با روش واکنش زنجیره­­ای پلیمراز زمان واقعی (Real Time-PCR) الگوی بیان پنج توالی مربوط به ژن­های درگیر در مقاومت به بیماری سپتوریوز در گندم بررسی شد. پس از آلوده سازی گیاهان رقم مقاوم ونگ­شوبای و رقم حساس فلات با قارچ عامل سپتوریوز، بیان ژن­های موردنظر در یازده نقطه زمانی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفته و الگوی بیان آنها نسبت به ژن مرجع ریبوزومی 18s در زمان مشخص گردید. مقایسه توالی­های مورد بررسی با توالی­های پایگاه­های­ اطلاعات توالی مشخص نمود که این توالیها به ژن­های نئومنتول دهیدروژناز، آلفا 1-4-گلوکان فسفوریلاز، پروتئین کیناز حاوی تکرارهای غنی از لوسین، پروتئین شبه­توبی (TULP) و نرمپ (NRAMP) تعلق دارند. ژن­های آلفا 1-4-گلوکان فسفوریلاز و پروتئین کیناز حاوی تکرارهای غنی از لوسین سه ساعت پس از آلوده­سازی، حداکثر بیان را پیدا می­کنند و ژن نئومنتول دهیدروژناز دوازده ساعت پس از آلوده­سازی بیشترین بیان را دارد. در ابتدا، رونوشت­های ژن نرمپ نیز  مانند آلفا 1-4-گلوکان فسفوریلاز و پروتئین کیناز حاوی تکرارهای غنی از لوسین سه ساعت پس از آلوده سازی، حداکثر بیان را پیدا می­کند ولی سپس دچار کاهش بیان شده و در روز دوم مجدداً بیان آن افزایش می­یابد. ژن مربوط به پروتئین شبه­توبی پس از 3 ساعت پس از آلوده­سازی القا شده و به مقدار قابل توجهی می­رسد، ولی اوج بیان آن سه روز پس از تلقیح است، بنابراین می­توان آن را دو اوجی نامید. نتایج نشان داد برخی ژن­ها در پاسخ به آلودگی گیاه توسط قارچ عامل سپتوریوز خیلی زود در رقم مقاوم القا شده و افزایش بیان معنی­داری دارند، اما برخی دیگر حتی پس از چند روز پس از آلودگی افزایش بیان نشان می­دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Expression Patterns of Genes Involved in Septoria Leaf Blotch Resistance in Bread Wheat (Triticum aestivum L.)

نویسندگان [English]

  • Leila Khodaei 1
  • Ali Reza Taleei 2
  • Mohsen Mardi 3
  • Mohammad Reza Naghavi 4
  • Laleh Karimi Farsad 5
  • Ezatollah Sedaghatfar 6
1 PhD student, Department of Agronomy and Plant Breeding, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj
2 Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj
3 Associate Professor, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, Karaj
4 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj
5 Laboratory Technician, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, Karaj
6 Assistant Professor, Azad University, Arak Branch, Arak
چکیده [English]

Septoria tritici blotch (STB), caused by Mycosphaerella graminicola (anamorph Septoria tritici), is one of the most important diseases of wheat (Triticum aestivum) world wide. planting resistant cultivars is the best method to manage STB environmentally. Many plant genes are induced or repressed and many others are up regulated or down-regulated to response a pathogen. In this study, Real time PCR were used to analysis of expression patterns of five genes involved in septoria leaf blotch resistance in wheat. After inoculation of resistant (Wang shui bai) and susceptible (Falat) cultivars with M. graminicola fungus, expression of these genes were investigated at 11 time points in 3 replications and the expression patterns of them were determined as relative to 18s reference gene. Comparision of these sequences  using NCBI data base showed that these sequences had homology to neomenthol dehydrogenase, Lucine rich repeat protein kinase, natural resistance-associated macrophage protein, alpha 1,4-glucan phosphorylase and Tubby-like F-box protein. The peak expression for 1,4-glucan phosphorylase and Lucine rich repeat protein kinase were at 3 hours after inoculation and for neomenthol dehydrogenase the peak is at 12h. For natural resistance-associated macrophage protein the peak was at 3h but it was decreased and then increased again at second day. Tubby-like F-box protein was induced at 3h and had significant expression in this time but the peak expression for this gene was at 3 day after inoculation and we can call this pattern, a bimodal one. Some of these  genes were induced early after inoculation and their expression increased significantly, but some others showed an induced expression several days after inoculation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Septoria tritici blotch
  • Real Time PCR
  • Wheat