تعیین مقاومت ژنتیکی ارقام و لاین‌های گلرنگ (Carthamus tinctorius) به بوته‌میری فوزاریومی در شرایط گلخانه

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 4، دوره 38، شماره 1 - شماره پیاپی 63، فروردین 1403، صفحه 35-47   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.2024.86136.1172

نویسندگان

حمید صادقی گرمارودی^{* 1}؛ حمید جباری²؛ محمدرضا نظری¹؛ محمدباقر ولی پور¹

¹موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

²مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

قارچ بیمارگر Fusarium oxysporum f.sp. carthami (FOC) از عوامل اصلی بوته‌میری گلرنگ در ایران و جهان است. تغییرات اقلیمی و توسعه کشت گلرنگ به‌خصوص در زراعت دیم، سبب خسارت چشمگیر این بیماری شده است. گونه‌های متعددی از فوزاریوم به‌عنوان بیمارگر از ریشه و طوقه گلرنگ جدا و معرفی شده‌اند که در میان آنها گونه یادشده فراوانی و اهمیت بیشتری نسبت به سایر گونه‌ها دارد. به‌نظر می‌رسد که استفاده از مقاومت ژنتیکی یکی از مهمترین روش‌ها برای مدیریت این بیماری باشد. بیمارگر یادشده پس از جداسازی، خالص‌سازی و اثبات بیماری‌زایی در شرایط آزمایشگاهی، در آزمون‌های ارزیابی مقاومت 16 ژنوتیپ گلرنگ به‌کار برده شد. در این آزمایش‌ها، از روش آلوده‌سازی خاک سترون با دیسک آگار حاوی پوشش قارچ بیمارگر FOC برای آلوده‌سازی ژنوتیپ‌های گلرنگ استفاده گردید. برای هر ژنوتیپ سه تکرار (گلدان) برای تیمار مایه‌زنی و سه تکرار برای شاهد بدون مایه‌زنی استفاده شد. در نهایت 45 روز پس از مایه‌زنی، علاوه بر یادداشت‌برداری شدت بیماری با یک مقیاس شش قسمتی، ارتفاع گیاهان، وزن ریشه‌ها و وزن توده بخش هوایی برای هر تکرار اندازه‌گیری سپس درصد کاهش ارتفاع بوته‌ها، وزن ریشه‌ها و وزن توده بخش هوایی در مقایسه با شاهد برای هر تکرار محاسبه و با آزمون‌های آماری با یکدیگر مقایسه شدند. همه صفات اندازه‌گیری شده تفاوت‌های معنی‌داری بین ژنوتیپ‌ها در سطح 1 درصد نشان دادند. مقایسه شاخص بیماری بین ژنوتیپ‌ها نشان داد که رقم گلدشت دارای پایین‌ترین نرخ آلودگی به فوزاریوم بوده و لاین‌های 160 و 136 به‌ترتیب در رده‌های بعدی قرار دارند، بنابراین دارای بیشترین سطوح مقاومت به قارچ FOC هستند. آزمون همبستگی پیرسون بین 5 صفت اندازه‌گیری شده حاکی از وجود همبستگی معنی‌دار بین شاخص بیماری با شدت بیماری و درصد کاهش ارتفاع بوته‌های تیمارشده بود (r = 0.72). خوشه‌بندی ژنوتیپ‌ها با استفاده از الگوریتم‌های خوشه‌بندی، 16 ژنوتیپ مورد آزمایش را در چهار خوشه قرار داد. در این خوشه‌بندی، ارقام گلدشت، لاین 160 و لاین 136 در یک خوشه قرار گرفتند. ارقام حساس پدیده، توده محلی قزاقی، لاین 72 و لاین 111 نیز در خوشه جداگانه‌ای واقع شدند. در این تحقیق، خوشه‌بندی تفکیکی ژنوتیپ‌های گلرنگ با الگوریتم k-means توانست ژنوتیپ‌ها را از نظر حساسیت به بیماری در چهار گروه مختلف دسته‌بندی نماید که احتمالاً بتوان هر کدام از این خوشه‌ها را متناظر با یکی از واکنش‌های حساس، نسبتاً حساس، نسبتاً مقاوم و مقاوم در نظر گرفت. اگرچه در این تحقیق از گونه FOC برای ارزیابی مقاومت ژنوتیپ‌های گلرنگ استفاده شد ولی گونه‌های دیگری مثل F. solani وF. verticillioides نیز دارای فراوانی قابل توجهی بودند که بیماری‌زایی آنها در شرایط آزمایشگاهی نیز تأیید گردید. بنابراین لازم است در آزمون‌های ارزیابی مقاومت، آزمایش‌های جداگانه‌ای برای هر کدام از آنها انجام پذیرد.

کلیدواژه‌ها

بوته‌میری؛ ژنوتیپ‌های گلرنگ؛ فوزاریوم؛ مقاومت

مراجع

1. (2019). FAO Statistics Service. http://www.faostat.org/. retrived on September 11, 2021.
2. Abdollahi, M., & Fassihiani, A. (1995). A new form of Fusarium solani from safflower. Proceedings of the 12^th Iranian Plant Protection Congress, 2 –7 Sept., Karaj, Iran: 113. (In Persian with English abstract)
3. Behdad, E. (1990). Disease of field crops in Iran (2^nd). Neshat Publication, Esfahan. 424 pages. (In Persian)
4. Emongor, V., & Oagile, D.O. (2017). Safflower production. Impression House Publication, Gaborone, ISBN 978-99968-0-607-0.
5. Ershad, D. (2009). Fungi of Iran (3^rd). Agricultural Research, Education and Extension Organization, Iranian Research Institute of Plant Protection. 558 page. (In Persian)
6. Jabbari, H., Fanaei, H., Shariati, F., Sadeghi Garmaroodi, H., Abasali, M., & Omidi, A.H. (2022). Principal components analysis of some Iranian and foreign safflower genotypes using morphological and agronomic traits. Journal of Crops Improvement, 24, 125-143. (In Persian with English abstract). https://doi.org/22059/jci.2021.324606.2559
7. Kizil, S., Cakmak, O., Kirici, S., & Inan, M. (2008). A comprehensive study of safflower (Carthamus tinctorius, L.) in semi-arid condition. Biotechnology and Biotechnological Equipment, 22(4), 947-953. https://doi.org/10.1080/13102818.2008.10817585
8. Klisiewicz, J.M., & Thomas, C.A. (1970). Race determination in Fusarium oxysporumsp. carthami. Phytopathology, 60, 1706. https://doi.org/10.1094/Phyto-60-1706
9. Klisiewicz, J.M. (1980). Safflower germplasm resistant to Fusarium wilt. Plant Disease, 64, 876-877. https://doi.org/10.1094/PD-64-876
10. Kukreja, B., Joshi, G., Sharma, E., Kapoor, R., Goel, S., Jagannath, A., Kumar, A., & Agarwal, M. (2018). Standardization of hydroponics based procedure for high-throughput screening and its application for identification of differential host response in Safflower against Fusarium oxysporumsp. carthamii. International Journal of Plant Research, 31, 5. https://doi.org/10.5958/2229-4473.2018.00049.6
11. Leslie, J.F., & Summerell, B.A. (2006). The fusarium laboratory manual. Blackwell Publishing, USA. 388 pp. ISBN: 978-0-813-81919-8.
12. Madadkhah,, Nasertorabi, M., Shoorooei, M., Moghbeli, E., Lotfi, M., & Banihashemi, Z. (2015). Enzymatic activities and secondary metabolite contents in roots of melon genotypes infected with Fusarium oxysporum f. sp. melonis race 1. Journal of Iranian Plant Protection Research, 28, 459-466. https://doi.org/10.22067/jpp.v28i4.45302
13. Nasehi, A., Shafizadeh, S., Rezaie, S., & Shahsavari, R. (2009). Evaluation of relative resistance of safflower (Carthamus tinctorius) genotypes to Fusarium root rot disease in Isfahan province. Seed and Plant Journal, 25, 623-634. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/SPIJ.2017.110983
14. Raghuwanshi, K.S., Dake, G.N., Mate, S.N., & Naik, R.M. (2008). Pathogenic variations of Fusarium oxysporum sp. carthami. Journal of Plant Disease Science, 3, 241–242.
15. Razavi, S.E., & Pahlavani, M.H. (2004). Isolation of the causal of charcoal rot disease of safflower and resistance of some cultivars to the disease. 16^th Iranian Plant Protection Congress, 28 Aug.-1 Sept. 2004, Tabriz, Iran. (In Persian with English abstract)
16. Roberts, S.J. (2009). Eradication of seedborne plant pathogens. XLII Brazilian phytopathology congress, Rio de Janeiro. Tropical Plant Pathology supplement.
17. Sadeghi Garmaroodi, H., & Mansouri, S. (2016). Reaction of improved sesame lines and cultivars to fusarium wilt at in vitro and greenhouse conditions. Journal of Applied Researches in Plant Protection, 5, 59-70. (In Persian with English abstract)
18. Sastry, R.K., & Chattopadhyay, C. (2003). Development of Fusarium wilt resistant genotypes in safflower (Carthamus tinctorius). European Journal of Plant Pathology, 109, 147–151. https://doi.org/10.1023/A:1022502618887
19. Schwartz, H.F., & Gent, D.H. (2005). Safflower, Fusarium Wilt. High plains IPM guide, a cooperative effort of the Uninversity of Wyoming, University of Nebraska, Colorado State University and Montana State University.
20. Sharifnabi, B., & Saeidi, G. (2004). Preliminary evaluation of different genotypes of Safflower (Carthamus tinctorius) toFusarium root rot disease. Journal of Water and Soil Science, 8(3), 219-227. (In Persian with English abstract)
21. Singh, N., & Kapoor, R. (2018). Quick and accurate detection of Fusarium oxysporum sp. carthami in host tissue and soil using conventional and real-time PCR assay. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 34, 175. https://doi.org/10.1007/s11274-018-2556-y
22. Singh, V., Renaware, A.M., & Nimbkar, N. (2008). Breeding for Fusarium wilt resistance in Safflower. In: Knights, S.E. and Potter, T.D.(Eds). Safflower: Unexploited potential and world adaptability. Proceedings of the 7^th International Safflower Conference, Wagga Wagga, New South Wales, Australia.
23. Velasco, L., & Fernandez-Martinez, J. (2001). Breeding for oil quality in safflower. In Proceedings of the 5^th International Safflower Conference, Williston, N.D., and Sidney, M.T. July 23–27, 2001. Bergman, J.W. and H.H. Mundel, Eds., pp. 133–137.
24. Walker, A.K., & Schmitthener, A.F. (1984). Comparison of field and greenhouse evaluations for tolerance to Phytophthora rot in soybean. Crop Science, 24, 487-489. https://doi.org/0011183X002400030013x