شناسایی مولکولی و تعیین پاتوتیپ‌های مهاجم جدید بیماری‌زا maculansLeptosphaeria عامل شانکر ساقه کلزا درشمال ایران

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 8، دوره 31، شماره 2 - شماره پیاپی 36، تیر 1396، صفحه 296-311   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v0i0.58948

نویسندگان

زهرا وکیلی زارج^{* 1}؛ کامران رهنما¹؛ سعید نصرالله نژاد²؛ احد یامچی³

¹گروه گیاه پزشکی، دانشکده تولید گیاهی و دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

²دانشیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

³دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

بیماری ساق سیاه کلزا (Leptosphaeria maculans) از بیماری‌های مهم اقتصادی در استان‌های شمال ایران می‌باشد. شاخص‌های ریخت‌شناسی و فیزیولوژیکی ۷۲ جدایه جمع آوری شده طی سال‌ ۹۴-۱۳۹۳، به منظور شناسایی عامل بیمارگر پر آزار L. maculans در شمال ایران تعیین شده است .جدایه‌ها در اکثر موارد دارای رشد کند همراه با تشکیل پیکنیدیوم در محیط‌کشت و تولید رنگدانه به رنگ‌های متغیر زرد تا سیاه در محیط کشت مایع در دما ۱۸ درجه سلسیوس در تاریکی بودند. جدایه‌ها در سطح مولکولی نیز به کمک تکثیر با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در ناحیه‌ی فاصله‌ی ترانویسی شده‌ی داخلی ۱، ۲ و ۸/۵ اس آر‌ان‌ای ریبوزومی از ژنوم با جفت آغازگر اختصاصی LmF و LmR شناسایی شدند. تعدادی از جدایه‌ها نیز بر اساس تعیین توالی ناحیه ITS-5/8SrRNA و مقایسه با جدایه‌های موجود در ژن بانک به عنوان L. maculans برای اولین بار تایید و ثبت شدند. جدایه‌ها از نظر تیپ بیماری‌زایی با استفاده از آغازگرهای اختصاصی تیپ بررسی شده و گروه بیماری‌زایی جدایه‌های انتخابی با تلقیح آنها بر روی سه رقم استاندارد مورد بررسی قرار گرفت. چهار گروه بیماری‌زاPG-2 ،PG-3 ، PGT و PG-4در جدایه‌های مهاجم دیده شده است. بیشتر جدایه‌های مورد بررسی بر روی هر سه رقم افتراقی بیماری‌زا بوده و در گروه PG-4 قرار گرفتند، که برای اولین بار از ایران گزارش می شود. نتایج پیشنهاد می‌کند که جدایه‌ L. maculans (PG-4) به عنوان گروه پر آزار و با توجه به تغییرگروه بیماری‌زایی PG-2 به PG-3 و PG-4 نسبت به سال‌های قبل، تهدید مهمی برای صنعت کشت کلزا در شمال ایران می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

آغازگر اختصاصی؛ ریخت‌شناسی؛ گروه‌های بیماری‌زایی

مراجع

- Afshari-Azad H., Dalili S.A.R., Salati M., and Amini-Khalaf M.A. 2008. Distribution of rapeseed blackleg disease in Iran. p. 199. Proceedings of the 18th Iranian Plant protection congress, 24-27 Aug. 2008. In Faculty of Agriculture university of BU-Ali Sina Hame-dan. (in Persian with English abstract)

2- Boerema G.H., De Gryter J., Noordeloos M. E., and Hamers M.E.C. 2004. Phoma identification manual, Differentiation of specific and intraspecific taxa in culture. CABI Publishing, United Kingdom. 470p.

3- Chen Y., and Fernando W.G.D. 2006. Prevalence of pathogenicity groups of Leptosphaeria maculans in western Canada and North Dakota, USA. Canadian Journal Plant Pathology, 1:533–539.

4- Chen J.Y., Wu C.P., Li B., Su H., Zhen S.Z., and An Y.L. 2010. Detection of Leptosphaeria maculans from imported Canola seeds. Journal of Plant Diseases and Protection, 117:173–176.

5- Del Rio Mendoza L.E., Nepal A., and Markell S. 2012. Outbreak of blackleg in canola in North Dakota is caused by new pathogenicity groups. Online. Plant Health Progress.

6- Fernando W.G.D., Ghanbarnia K., and Salati M. 2007. First repot on the presence of phoma blackleg pathogenicity group1 (Leptosphaeria biglobosa) on Brassica napus (Canola/ Rapeseed) in Iran. Plant Diseases, 1:465. (Abstract)

7- Fitt B.D.L., Brun H., Barbetti M.J., and Rimmer S.R. 2006. World-wide importance of phoma stem canker (Leptosphaeria maculans and L. biglobosa) on oilseed rape (Brassica napus). European Journal of Plant Pathology, 114:3–15.

8- Fitt B.D.L., Hu B.C., Li Z.Q., Liu S.Y., Lange R.M., Kharbanda P.D., Butterworth M.H., and White R.P. 2008. Strategies to prevent spread of Leptosphaeria maculans (phoma stem canker) onto oilseed rape crops in China; costs and benefits. Plant Pathology, 57:652–664.

9- Hammond K.E., Lewis B.G., and Musa T.M. 1985. A systemic pathway in the infection of oilseed rape plants by Leptosphaeria maculans. Plant Pathology, 34:557–65.

10- Hanacziwskyj P., and Drysdal R.B. 1984. Cultural and biochemical characterisation of isolates of Leptosphaeria maculans varying in pathogenicity. Aspects of Applied Biology, 6:387-397.

11- Johnson R.D., and Lewis B.G. 1994. Variation in host range, systemic infection and epidemiology of Leptosphaeria maculans. Plant Pathology, 43:269-277.

12- Keinath A.P., Farnham M.W., and Zitter T.A. 1995. Morphological, pathological, and genetic of differentiation Didymella bryoniae and Phoma spp isolated from cucurbits. Phytopathology, 85:364-369.

13- Kutcher H.R., van den Berg C.G.J., and Rimmer S.R. 1993. Variation in pathogenicity of Leptosphaeria maculans on Brassica spp. based on cotyledon and stem reactions. Canadian Journal of Plant Pathology, 15:253–8.

14- Kutcher H.R., Keri M., McLaren D.L., and Rimmer S.R. 2007. Pathogenic variability of Leptosphaeria maculans in western Canada. Canadian Journal Plant Pathology, 29: 388-393.

15- Kuusk A.k., Happstadius I., Zhou L., Steventon L. A., Giese H., and Dixelius C. 2002. Presence of Leptosphaeria maculans GroupA and Group B isolates in Sweden. Phytopathology, 150:349- 356.

16- Li H, Sivasithamparam K., Barbetti M.J., and Kuo J. 2004. Germination and invasion by ascospores and pycnidiospores of Leptosphaeria maculans on spring-type Brassica napus canola varieties with varying susceptibility to blackleg. Journal General Plant Pathology, 70:261-269.

17- Liu S.Y., Liu Z., Fitt B.D.L., Evans N., Foster S.J., Huang Y.J., Latunde-Dada A.O., and Lucas J.A. 2006. Resistance to Leptosphaeria maculans (Phoma stem canker) in Brassica napus (oilseed rape) induced by L. biglobosa and chemical defence activators in field and controlled environments. Plant Pathology, 55:401–412.

18- Mahuku G.S., Goodwin P.H., Hall R., and Hsiang T. 1997. Variability in the high virulent type of Leptosphaeria maculans within and between oilseed rape fields. Canadian Journal of Botany, 75:1485-1492.

19- Mirabadi A, Rahnama K., and Esmaailifar A. 2009. First report of pathogenicity group 2 of Leptosphaeria maculans causing blackleg of oilseed rape in Iran. Plant Pathology 58: 1175.

20- Mirabadi A., Rahnama K., Sadravi M., Salati M. 2010. Identificatiom, distribution and symptomology of the causal agents of rapeseed blackleg (Leptosphaeria maculans and Leptosphaeria biglobosa) in Mazandaran and Golestan provinces and determination of three common rapeseed cultivars susceptibility reaction. Iranian Journal of Plant Pathology, 45:285- 267. (in Persian with English abstract)

21- Murray M.G., and Thompson, W.F. 1980. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucleic Acids Research, 8:4321- 4325.

22- Nepal, A., Markell, S., Knodel, J., Bradley, C. A. and Del Rio Mendoza, L. E. 2014. Prevalence of blackleg and pathogenicity groups of Leptosphaeria maculans in North 2 Dakota. Plant Disease. 98 (3), 328-335.

23- Rong S., Feng J., Li Q., Fei W., Ahmed H.U., Liang Y., Hwang S.F., and Strelkov S.E. 2015. Pathogenic variability and prevalence of Avr genes in Leptosphaeria maculans populations from Alberta, Canada. Journal of Plant Diseases and Protection, 4:161–168.

24- Shoemaker R.A., and Brun, H. 2001. The teleomorph of the weakly aggressive segregate of Leptosphaeria maculans. Canadian Journal of Botany, 79:412-419.

25- Sosnowski M, Scott E.S, and Ramsey M.D. 2004. Infection of Australian canola cultivars (Brassica napus) by Leptosphaeria maculans is influenced by cultivar and environmental conditions. Australasian Plant Pathology, 33:401–411.

26- Toscano-Underwood C., West J.S., Fitt B. D. L., Todd A.D., and Jedryczka, M. 2001. Development of Phoma lesions on oilseed rape leaves inoculated with ascospores of A-group or B-group Leptosphaeria maculans (stem canker) at different temperatures and wetness durations. Plant Pathology, 50: 28–41.

27- Vakili zarj Z., and Rahnama K. 2009. Study on mycelial compatibility of Sclerotinia sclera-tiorum isolates from canola field of Golestan. Journal of Plant Protection, 22(2):147-159. (in Persian with English abstract).

28- Voigt K., Malgorzata J., and Wostemeyer J. 2001. Strain typing of Polish Leptosphaeria maculans isolates supports at the genomia level the multispecies concept of aggressive and non-aggressive strains. Microbiological Research, 156:169-177.

29- West J.S., Kharbanda P.D., Barbetti M.J., and Fitt, B.D.L. 2001. Epidemiology and Management of Leptosphaeria maculans (Phoma stem canker) on oilseed rape in Australia, Canada and Europe. Plant Pathology, 50(1):10-27.

30- Williams P.H. 1992. Biology of Leptosphaeria maculans. Canadian Journal Plant Pathology, 14:30-35.

31- Williams, R.H., and Fitt, B.D.L. 1999. Differentiating A and B groups of Leptosphaeria maculans, causal agent of stem canker (blackleg) of oilseed rape. Plant Pathology, 48: 161-175.

32- Zhang X., White R.P., Demir E., Jedryczka M., Lamge R.M., and Islam M., Li Z.Q., Hang Y.J., Hall A.M., Zhou G., et al. 2014. Leptosphaeria spp., Phoma stem canker and potential spread of L. maculans on oilseed rape crops in China. Plant Pathology, 63:598-612.