رابطه اجزای آناتومیکی ریشه با مقاومت در ژنوتیپ‏های چغندرقند به نماتد سیست Heterodera schachtii Schmidt 1871

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 8، دوره 32، شماره 1 - شماره پیاپی 39، خرداد 1397، صفحه 147-156   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v32i1.67304

نویسندگان

لیلا مطییان¹؛ مهدی نصراصفهانی^{* 2}؛ مجید اولیا¹

¹دانشگاه شهرکرد

²مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان

چکیده

چغندرقند Beta vulgaris L. از محصولات مهم صنعتی به شمار می‏آید. نماتد سیست، Heterodera schachtii از عوامل محدود کننده رشد این گیاه می‏باشد. در این تحقیق، مقاومت و ویژگی‏های آناتومیکی ریشه 70 ژنوتیپ چغندرقند نسبت به این نماتد مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا، میزان مقاومت ژنوتیپ‏های چغندرقند، بر اساس واکنش به نماتد سیست بررسی شد و بر اساس تعداد سیست تولید شده برای هر ژنوتیپ، در پنج طیف‏ مقاوم، نسبتاً مقاوم، متحمل، نسبتاً حساس و حساس قرار داده شدند. سپس، اجزای آناتومیکی ریشه، شامل ضخامت پریدرم و ضخامت لایه پارانشیم پوست، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پریدرم ژنوتیپ مقاوم 33 (SB32) با 27/536 میکرون، بیشترین ضخامت را داشته و سپس، دیگر ژنوتیپ‏های مقاوم 60 (F-20747)، 61 (F-20746)، 5 (SB31-HSF-2) و 3 (SB27-HSF-10)، به ترتیب با میانگین 480، 87/445، 436 و 47/419 میکرون قرار گرفتند. در صورتی‏که ژنوتیپ‏های حساس 23 (SB35-HSF-8)، 62 (F-20583) و 35 (SB35) به‏ترتیب با کمترین میانگین ضخامت پریدرم 13/194، 67/258 و 47/319 میکرون بودند. در ضخامت پارانشیم پوست، بیشترین مقدار در ژنوتیپ مقاوم 61 (F-20746) با 93/438 میکرون مشاهده شد و سپس، ژنوتیپ‏های مقاوم 3 (SB27-HSF-10)،60 (F-20747)، 62 (F-20583)، 29 ((7112*SB36)*S1-11) و 8 (SB31-HSF-7) به‏ترتیب، با میانگین 20/403، 40/402، 53/360، 27/344 و 73/323 میکرون قرار گرفتند. ژنوتیپ‏های حساس 19 (SB32-HSF-10) و 63 (F-20603) با میانگین ضخامت پارانشیم پوست 13/210 و 33/213 میکرون، کمترین ضخامت را دارا بودند. مابقی ژنوتیپ‏های مربوطه، در رابطه با صفات مذکور در طیف میانی این دو گروه مقاوم و حساس واقع شدند. این نتایج، مؤید یک رابطه مستقیم بین این صفات و میزان مقاومت برخی از ژنوتیپ‏های مورد بررسی به نماتد سیست چغندرقند، H. schachtii می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

آناتومی ریشه؛ چغندرقند؛ نماتد مولد سیست؛ مقاومت

مراجع

1- Ahuja I., Kissen R., and Bones A.M. 2012. Phytoalexins in defense against pathogens. Trendsence, 17 (2): 73-90.

2- Akhyani A., Damadzadeh M., and Ahmadi A.R. 2000. Distribution and severity of nematode infection Heterodera schachtii in the sugar beet fields in Isfahan. Pests and Plant Pathology, 68:142-137. (In Persian with English abstract).

3- Capistrano GGG. 2010 .A candidate sequence for the nematode resistance gene Hs1-2 in sugar beet. PhD thesis, Plant Breeding Institute, University of Kiel, Kiel, Germany.

4- Dan Deng A.B., Sheng- Chun Wu B., Fu- Yong Wu B., Hong Deng A.C., and Ming- Hung Wong B. 2010. Effects of root anatomy and Fe plaque on arsenic uptake by rice seedlings grown in solution culture. Environmental Pollution, 158 (8): 2589-95.

5- Dita Rodriguez M.A., Brommonsciienkel S.H., Matsuoka K., and Mizubuti E.S.G. 2006. Components of resistance to early blight in four potato cultivars: Effect of leaf position. Phytopathology, 154: 230-235.

6- Doney D., and Whitney E.D. 1969. Screening sugar beet for resistance to Heterodera schachtii Sch. Journal of the American Society of Sugar Beat Technologie, 15: 546-552.

7- Felle H.H., Herrmann A., Hanstein S., Huckelhoven R., and Kogel KH. 2004. Apoplastic pH signaling in barley leaves attacked by powdery mildew fungus Blumeria graminisf. sp. hordei. Molecular Plant-Microbe Interactions.17: 118-123.

8- Fenwick D.W. 1940. Methods for recovery and counting of H. schachtii from soil. J. Helminthogia, 18: 155-177.

9- Heijbroek W. 1977. Partial resistance of sugar beet to beet cyst eelworm. Euphytica, 26: 257-262.

10- Holz G., and Knox-Davies P.S. 1985. Production of pectic enzymes by Fusarium oxysporum fsp. cepae and its involvement in onion bulb rot. Phytopathology, 112: 69-80

11- Jäger S. 2013. Hybrid Assembly of Whole Genome Shotgun Sequences of Two Sugar Beet (Beta vulgaris L.) Translocation Lines Carrying the Beet Cyst Nematode Resistance Gene Hs1-2 and Functional Analysis of Candidate Genes, Doctoral Thesis, Christian-Albrechts University of Kiel.

12- Khoocheki A. 1985. Agronomy in dry regions. Jahad of Ferdowsi University of Mashhad, 202 pp.

13- Laloi C., Apel K., and Danon A. 2004. Reactive oxygen signaling: the latest news. Curr. Opin. Plant Biology, 7: 323-328.

14- Maiti R., Rajkumar D., and Vidyasagar P. 2014. Morpho-anatomical study of 100 tomato lines. International Journal of Bio-resource and Stress Management, 5: 78- 81.

15- Martin C., and Glover B.J. 2007. Functional aspects of cell patterning in aerial epidermis. Current Opinion in Plant Biology, 10: 70-78.

16- Mc Farlane J.S., Savitsky H., and Steele A.E. 1982. Breeding for resistance to the sugar beet nematode. Journal of the a.s.sb.t., 21 (4): 311-323.

17- Mesbah M. 1977. Characterization of alien chromosomes in monosomic additions of Beta. Ph.D. Thesis. Wageningen Agricultural University, the Netherlands. 106p.

18- Morris E., and Walker J. 2003. Receptor-like protein kinases, the keys to response. Plant Biology, 4: 339-342.

19- Muller J. 1998. New pathothypes of the beet cyst nematode (Heterodera schachtii) Nematolology, 21 (5): 519-52.

20- Nasr Esfahani M., Alizadeh Moghaddam G., and Karimkhah M. A. 2017. The relation of leaf micro-morphological components with early blight resistant potatoes varieties. Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 39 (4): 51-64.

21- Nawrath C. 2002. The biopolymers cutin and suberin. The Arabidopsis book. pp.1-14.

22- Niks S.R.E., and Rubiales D. 2002. Potentially durable resistance mechanisms in plant to specialized fungal pathogens. Euphytica, 124 (2): 201-216.

23- O'Connell R.J., and Pasturage R. 2006. Tete a tete inside a plant cell: establishing compatibility between plants and biographic fungi and Oomycetes. New Phytologist, 171: 699-713.

24- Parvizi R., Eshtiaghi H., and Kheyri M. 1993. Distribution areas of Heterodera schachtii in West Azarbaijan. App. Ent. and Phytopath. 60: 73-79. (In Persian with English abstract).

25- Qiao F., Jung C., and Defan B. 2013. Cloning of a beet cyst nematode resistance gene from the wild beet Patellifolia procumbenst http://www plant breeding. Unikiel de / de / forschung / cloning of a nematode resistance gene from the wild beet patellifolia procumbens.

26- Rabie M., Jalili A., and Zarrinkamar F. 2005. Anatomical characteristics of five Artemisia species in the north of Iran. Pajouhesh and Sazandegi Journal, 70: 79- 87. (In Persian with English abstract).

27- Rahmani N., Mesbah M., and Norouzi P. 2013. Identification of molecular markers linked to sugar beet cyst nematode resistance gene(s). Journal of Sugar Beet, 28(2): 81-85. (In Persian with English abstract).

28- SAS Institute. 2008. SAS/STAT User’s Guide. Version 9.1.3. Cary: SAS Institute Inc.

29- Schmitt D.P., and Shannon G. 1992. Differentiating soybean responses to Heterodera glycines races. Crop Sci. 32, 275–7

30- Schreiber L., Skrabs M., Hartmann K., Becker D., Cassagne C., and Lessire R. 2000. Biochemical and molecular characterization of corn (Zea mays L.) root elongases. Biochem. Soc. Trans, 28: 647-649.

31- Serrano M., Coluccia F., Torres M., L' Haridon F., and Metraux J.P. 2014. The cuticle and plant defense to pathogens. Frontiers Plant Science 5: 274.

32- Seyed Mozafari F. 2007. Plant morphology and anatomy laboratory. Six edition. Payame Noor University, 76-90.

33- Staskawicz B. 2001. Genetics of plant-pathogen interactions specifying plant disease resistance. Plant Physiology, 125: 73-76.

34- Steele A.E., and Savitsky H. 1981. Resistance of transonic and diploid hybrids of Beta vulgaris and B. procumbens the sugar beet nematode, Heterodera schachtii. Journal of Nematology, 13: 352-257.

35- Taleghani F., Sadeghzadeh S., and Mesbah M. 2010. National strategic document of sugar beet. Improvement Research Institute of sugar beet seed. 520 p.