بررسی مولکولی جمعیت جدایه‌های گونه کمپلکس Fusarium graminearum گندم استان اردبیل

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پیشوا ورامین، ورامین

2 استاد بخش تحقیقات بیماری‌های گیاهان، موسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، تهران

3 استادیار بخش تحقیقات بیماری‌های گیاهان، موسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، تهران

چکیده

یکی از بیماری­های مهم گندم بیماری بلایت فوزاریومی سنبله می­باشد که همه ساله خسارت کمی و کیفی زیادی به این محصول وارد می­کند. گونه­های غالب عامل این بیماری در بسیاری از کشورها Fusarium graminearum، F. avenaceum و F. culmorum است. آلودگی به F. graminearumمی­تواند منجر به آلودگی دانه به مایکوتوکسین­های deoxynivalenol (DON)، 3-acetyldeoxynivalenol (3-ac DON)، 15-acetyldeoxynivalenol (15-AcDON)،  nivalenol(NIV) و zeralenone (ZEA) شود. نظر به آلودگی بالای گندم محصول سال 1390 استان اردبیل به F. graminearumو مایکوتوکسینDON بررسی جمعیت جدایه­های گندم این گونه کمپلکس قارچی در استان اردبیل هدف این تحقیق بود. در اجرای این تحقیق در سال 1390 در فصل برداشت گندم از مزارع و محل­های جمع­آوری محصول گندم مناطق مختلف استان اردبیل شامل: پارس­آباد مغان، گرمی، بیله­سوار، نمین و اصلاندوز نمونه­برداری و با کشت نمونه­ها در محیط­کشت­های مناسب جدایه­های فوزاریوم از آنها حاصل شد. با بررسی ویژگی­های مورفولوژیک تعداد 321 جدایه گونه کمپلکس F. graminearum تشخیص شد. جهت تأیید بررسی­های مورفولوژیک از یک جفت پرایمر اختصاصی تشخیص این گونه استفاده شد که در تعداد 321 جدایه باند 450 جفت بازی تولید نمود و تشخیص مولکولی گونه F. graminearum به اثبات رسید. برای تعیین جایگاه فیلوژنتیک جدایه­های گونه کمپلکس F. graminearum حاصل از گندم استان اردبیل از آغازگرهای اختصاصی که برای قسمتی از توالی ژن آمونیا لایگیز2 (CTPS2) طراحی شده­اند و با تکثیر قطعاتی با طول متفاوت، اجزای این گونه مرکب را از هم تفکیک می­کنند، استفاده شد، همچنین توالی نوکلئوتیدی قطعات تولید شده در چهار جدایه تعیین گردید. نتایج حاصل از PCR با آغازگرهای ژن آمونیا لایگیز2 در تعداد 287 جدایه تولید باندهای bp311 و bp 162 را نمود، که توسط جدایه­های گونه فیلوژنتیک Fusarium asiaticum تولید می­شود. به این ترتیب 4/89 درصد جدایه­ها متعلق به گونه F. asiaticumو 6/10 درصد آنها از سایر اجزا گروه گونه مرکبF. graminearum  بودند. توالی نوکلئوتیدی ژن آمونیا لایگیز2 جدایه­ها نیز مـؤید تشخیص گونه­ی F. asiaticum و تفکیک آن از سایر اجزای گونه مرکب F. graminearum بود. نتایج این تحقیق نشان داد که با کاربرد آغازگرهای عمومی و اختصاصی در مدت زمان کوتاهی گونه F. graminearum و گونه­های فیلوژنتیک این گونه مرکبقابل تشخــیص هســتند. به­نظر می­رسد آلودگی بالای گندم اردبیل به DON توسط گونه F. asiaticum ایجاد می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Molecular Studys of Fusarium graminearum Species group isolated of Wheat in Ardabil Province Iran

نویسندگان [English]

  • sajad miyanabi 1
  • mansooreh mirabolfathi 2
  • maryam gayatzamahrir 3
چکیده [English]

One of the most important diseases on wheat is Fusarium head blight (FHB) which causes high losses on wheat crop quantitatively and qualitatively. The main species caused FHB are Fusarium graminearum, F. culmorum and F. avenaceum. Fusarium graminearum isolates are concerned as the major agents to produce deoxynivalenol, 3-acetyldeoxynivalenol, 15-acetyldeoxynivalenol, nivalenol, and zeralenone in wheat. Regarding to high DON contamination of 2011 wheat crop production at Ardabil province, population analysis of the Fusarium graminearum species complex isolated from wheat crop of this area was considered as the purpose of this study. During Jun till July of 2011 the FHB wheat contaminated samples were collected from wheat fields and harvested wheat crop through Ardabil area and Fusarium isolates obtained from wheat samples using suitable laboratory methods. 321 F. graminearum isolates were identified based on morphological characters. The identification of all 321 isolates was confirmed molecularly using Nicholson's specific F. graminearum primers. To resolve the different members of the F. graminearum clade, the species specific primers which designed for partial sequences of the ammonia ligase 2 (CTPS2) gene were used. F. asiaticum, F. meridionale, and other members of the F. graminearum clade can be distinguished based on differences in the length of the CTPS2-derived amplicons by these primers. The primers for the ammonia ligase 2 gene produce fragments of 162 and 3l1bp in isolates of F. asiaticum, while the 311bp fragments are observed in all other members of the F. graminearum clade To find the phylogenic relation four isolates were selected as the representative isolates and their ammonia ligase 2 gene amplicons were sequenced. The results of PCR products showed that 89.4% of F. graminearum isolates (287 out of 321isolates) were F. asiaticum due to producing both 162 bp and 311 bp bands while in 10.6 % of isolates only one band (311 bp) was produced which indicated this minority of isolates were not F. asiaticum but they were in the clade of F. graminearum. The sequences of the ammonia ligase 2 gene amplicons of four representative isolates confirmed the identification of F. asiaticum as the dominant species of F. graminearum clade on FHB contaminated wheat in Ardebil province. The results showed that F. asiaticum was the predominant species causing Fusarium head blight (FHB) of wheat suggested resulting in DON production throughout all regions of Ardabil province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wheat
  • Ardabil
  • Fusarium asiaticum
  • Fusarium graminearum complex species