فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

با همکاری مشترک دانشگاه پیام نور و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

ردیابی ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ سیاه Sr42، Sr26 و SrTr6A در نتاج ارقام گندم بهار و پیشتاز با استفاده از گزینش برمبنای نشانگرهای مولکولی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 محقق/موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر

2 محقق / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر

3 استاد دانشگاه رازی کرمانشاه

4 کارشناس / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر

چکیده

زنگ‌های غلات از مهم‌ترین بیماری‌های گندم در ایران و اکثر مناطق جهان می‌باشند. یکی از مؤثرترین روش‌های کنترل این بیماری ها استفاده از ارقام مقاوم است. این تحقیق با هدف شناسایی ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ سیاه و هرمی کردن آنها در ارقام گندم بهار و پیشتاز انجام شد. برای این منظور، ابتدا بیماری‌زایی 18 جدایه عامل زنگ سیاه جمع‌آوری شده از مناطق مختلف کشور بر روی ارقام Eagle، AC Cadillac، Tr129، بهار و پیشتاز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ارقام Eagle, AC Cadillac و لاین Tr129 با دارا بودن ژن‌های Sr42، Sr26 و SrTr6A نسبت به اکثر نژادهای مورد بررسی مقاوم بودند. برای انتقال ژن‌های مقاومت به ارقام بهار و پیشتاز، پس از انجام تلاقی‌های اولیه و تکمیلی، گیاهچه-های F1 حاصل نسبت به بیماری زنگ سیاه ارزیابی شدند و با استفاده از نشانگرهای مولکولی حضور و یا عدم حضور ژن‌های مقاومت به بیماری در نتاج تلاقی‌های تکمیلی مورد شناسایی قرار گرفت. برای تشخیص ژن Sr26 از آغازگرهای Sr26#43 و BE518379، برای شناسایی ژن Sr42 از آغازگر Srcad از نوع STS (FSD_RSA) و برای شناسایی ژن SrTr6A از آغازگرهای Gpw2295 و Gpw4032 که در بین والدین چندشکلی نشان داده بودند استفاده شد. با انجام آزمایش‌های گلخانه‌ای و نشانگرهای مولکولی مشخص شد که در تعدادی از نتاج رقم بهار انتقال ژن‌های مقاومت Sr26، SrTr6A وSr42 با موفقیت کامل صورت گرفته است. همچنین با توجه به توان تشخیص نشانگرهای مورد استفاده انتقال حداقل دو ژن از سه ژن مورد بررسی در نتاج رقم پیشتاز به اثبات رسید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Detection of stem rust resistance genes Sr42, Sr26 and SrTr6A in progeny of wheat cultivars Bahar and Pishtaz using marker assisted selection

نویسنده [English]

  • farshad bakhtiar 1

1 researcher/SPII

چکیده [English]

Cereal rusts are the most important wheat diseases in Iran and worldwide. One of the most effective control measures of these diseases is deployment of resistant cultivars. The objective of this study was identification of stem rust resistance genes and pyramiding these genes in wheat cultivars Bahar and Pishtaz. For this purpose, initially the virulence of eighteen isolates of stem rust that had been collected from several parts of Iran was studied in cultivars/lines Bahar, Pishtaz, Eagle, AC Cadillac and Tr129. Results showed that cultivars AC Cadillac, Eagle, and Tr129 with Sr42, Sr26 and SrTr6A genes had good levels of resistance to all evaluated isolates. In order to transfer resistance genes to Bahar and Pishtaz cultivars, after initial and complementary crosses the F1 seedling resulted were evaluated for their resistance to stem rust and consequently the progeny of complementary crosses were screened for presence or absence of resistance genes using molecular markers. For Sr26 gene, primers Sr26#43 and BE518379; for Sr42 gene, primer STS (FSD-RSA); and for SrTr6A gene, primers GPW2295 and GPW4032 that showed polymorphism between parents were used to detect presence or absence of resistance genes. Using the seedling test in green house and also detection of molecular markers, it was found that for progeny of complementary crosses in cultivar Bahar transfer of resistance genes Sr26, Sr42 and SrTr6A have been successfully completed, and in Pishtaz based on distinctive ability of markers used, at least transfer of two genes of three genes in progenies was proved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wheat
  • Disease
  • Stem rust
  • Molecular marker
مراجع
Aghaee-Sarbarzeh M, Ferrahi M, Singh S, Singh H, Friebe B, Gill BS, Dhaliwal H S (2002) Ph1-induced transfer of leaf and stripe rust-resistance genes from Aegilops triuncialis and Ae. geniculata to bread wheat. Euphytica. 127: 377-382.
Aung T, Kerber ER (1994) Incorporation of leaf rust resistance from wild tetraploid in to cultivated hexaploid wheat. Ann. Wheat Newslet. 40: 83-84.
Bamdadian A, Torabi M (1978) Epidemiology of wheat stem rust in southernareas of Iran in 1976. Iranian Journal of Plant Pathology. 14: 14-19.
Bomblies K, Weigel D (2007) Hybrid necrosis: autoimmunity as a potential gene-flow barrier in plant species. Nature Reviews Genetics. 8: 382-393
 Canvin DT, Mcvetty PBE (1976) Hybrid grass-clump dwarf ness in wheat: Physiology and genetics. Euphytica, 25(1): 471-483.
Fetch T, Zegeye T (2009) Inheritance of resistance to Ug99 in wheat line Tr129 with an introgression of Aegilops triuncialis chromatin. Page 33. Proceedings of 12th International Cereal Rusts and Powdery Mildews Conference. 2009 Oct. 13-16. Antalya, Turkey.
Ghazvini H, Hiebert CW, Zegeye T, Fetch T (2012) Inheritance of stem rust resistance derived from Aegilops triuncialis in wheat line Tr129. Can. J. Plant Sci. 92(6): 1037-1041.
Ghazvini H, Hiebert CW, Zegeye T, Liu S, Dilawari M, Anderson JA, Rouse MN, Jin Y, Fetch T (2012) Inheritance of resistance to Ug99 stem rust in wheat cultivar Norin 40 and genetic mapping of Sr42. Theor. Appl. Genet. 125: 817-824.4.
Hermsen JGT (1967) Hybrid dwarfness in wheat. Euphytica 16: 134-162.
Hiebert CW, Fetch TG, Zegeye T (2010) Genetics and mapping of stem rust resistance to Ug99 in the wheat cultivar Webster. Theor. Appl. Genet. 121: 65-69
Hurd EA (1960) An investigation of dwarf and winter habit in wheat using monosomic and chemical methods. Ph.D. thesis, Univ. of Manitoba, Winnipeg, Man.
Knott DR (1961) The inheritance of rust resistance. VI. The transfer of stem rust resistance from Agropyron elongatum to common wheat. Canadian Journal of Plant Sci. 41:109-123.
Knott DR (1989) The Wheat Rust, Breeding for Resistance. Monographs on Theoretical and Applied Genetics 12. Springer-Verlag. Berlin, Heridelberg. pp. 201.
Liu S, Yu L, Singh RP, Jin Y, Sorrells ME, Anderson JA (2009) Diagnostic and co-dominant PCR marker assay for stem rust resistance genes Sr25 and Sr26. Theor. Appl. Genet. 120: 691-697.
Lukaszewski AJ (2000) Manipulation of the 1RS.1BL translocation in wheat by induced homoeologous recombination. Crop Sci. 40: 216-225.
McIntosh RA (1988) Catalogue of gene symbols for the wheat. In: Miller TE and Koebner RMD (eds). Proceeding of the 7th International Wheat Genetics Symposium vol.2. Institute Of Plant Science Research: Cambridge, UK. pp: 1225-1323.
Mcvetty PB, David E, Canvin T, Hood CH (1976) Temperature Requirements for Growth of Grass-clump Dwarf Wheat and the Inheritance of the Trait. Euphytica 25(1): 471-483.
 Mohammadi M, Torkamaneh D, Patpour M (2013) Seedling stage resistance of Iranian bread wheat germplasm to race Ug99 of Puccinia graminis f. sp. tritici. Plant Dis. 97: 387-392.
Najafian G, Amin H, Afshari F, Rajaei S, Nikzad AR (2010) Parsi, a new bread wheat cultivar, resistant to stem rust (race Ug99) with good bread making quality for cultivation under irrigated conditions of temperate regions of Iran. Seed and Plant Improvement Journal. 26 (2): 289-292.
Nazari K, Mafi M, Yahyaoui A, Singh RP, Park RP (2009) Detection of wheat stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) race TTKSK (Ug99) in Iran. Plant Disease. 93: 317.
Patpour M, Nazari K, Alavi SM, Mousavi A (2014) Detection of resistance sources to Iranian prevalent stem rust races in commercial wheat cultivars. Seed and Plant Improvement Journal 30 (1): 133-154.
Prasad RB, Rao MV (1960) Inheritance studies in wheat VII. Inheritance of filed reaction of stem rust and certain other characters in crosses of common wheat. Ind. J. Agr. Sci. 30: 169-215.
Pretorius ZA, Singh RP, Wagoire WW, Payne TS (2000) Detection of virulence to wheat stem rust resistance gene Sr31 in Puccinia graminis f. sp. tritici in Uganda. Plant Dis. 84: 203.
Riley R, Chapman V (1958) Genetic control of the cytologically diploid behavior of hexaploid wheat. Nature. 182: 713-715.
Roelfs AP (1978) Estimated losses caused by rust in small grain cereal in the United States during 1918- 1976. Miscellaneous publication 1363. (United States Department of Agriculture; Washington DC.)
Roelfs AP (1985) Epidemiology in North America. pp: 403-434 in Roelfs, A. P. and Bushnell, W. R., (eds). The Cereal Rusts Vol.II; Diseases, Distribution, Epidemiology and Control. Academic Press, Orlando.
Saghai-maroof MA, Soliman KM, Jorgensen RA, Allard RW (1984) Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics. Proc. Natl. Acad. Sci. 81: 8014-8019.
Sears ER (1976) Genetic control of chromosome pairing in wheat. Ann. Rev. Genet. 10: 31-51.
Sears ER, Okamoto M (1958) Intergenomic chromosome relationship in hexaploid wheat. p. 258-259. Proc. 10th Int. Cong. Genet., Montreal, Canada.
Sharif GH, Bamdadian A, Daneshpajoh B (1970) Physiological races of wheat stem rust in Iran (1965-1970). Journal of Applied Entomology and Phytopathology 6: 73-100.
Singh RP, Hodson DP, Huerta-Espino J, Jin Y, Bhavani S, Njau P, Herrera-Foessel S, Singh PK, Singh S, Govindan V (2011) The Emergence of Ug99 Races of the Stem Rust Fungus is a Threat to World Wheat Production. Annu. Rev. Phytopathol. 49: 465–481.
Stakman EC, Stewart DM, Loegering WQ (1962) Identification of physiologic races of Puccinia graminis var. tritici. Agricultural Research Service E617. (United States Department of Agriculture: Washington DC.)
Worland AJ, Korzun V, Rooder MS, Ganal MW, Law CN (1998) Genetic analysis of the dwarfing gene Rht8 in wheat. Part II. The distribution and adaptive significance of allelic variants at the Rht8 locus of wheat as revealed by microsatellite screening. Theor. Appl. Genet. 96: 1110- 1120.
فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی
دوره 5، شماره 3 - شماره پیاپی 15
آذر 1395
صفحه 69-83
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار