تنوع ژنتيكي و ساختار جمعيتي جدايه هاي باكتريايي عامل پوسيدگي نرم سيب زميني در ايران

Genetic diversity and population structure of the bacterial agent of potato soft rot in Iran

سابقه و هدف: پوسيدگي نرم از مهمترين بيماري هاي باكتريايي سيب زميني در ايران و جهان است. هدف از اين مطالعه بررسي تنوع فنوتيپي و ژنوتيپي جدايه هاي موثر در ايجاد بيماري پوسيدگي نرم در مناطق مهم سيب زميني كاري ايران بود. مواد و روش ها: غدد مشكوك به پوسيدگي نرم، در طي عمليات برداشت جمع آوري و مطالعه فنوتيپي جدايه ها بر اساس روش هاي متداول انجام شد. گوناگوني ژنتيكي نيز توسط روش انگشت نگاري ژنتيكي صورت گرفت. آناليز كلاستر و بررسي ساختار جمعيت جدايه ها با نرم افزارهاي SplitsTree 4.11.3 ،STRUCTURE 2.3.4 وArlequin 3.11 انجام شد. يافته ها: مطالعه انجام شده بيانگر تنوع قابل توجه در ميان جدايه ها بود. به طوري كه برخي از آنها ويژگي هاي فنوتيپي متفاوتي نسبت به جدايه هاي معرفي شده در مطالعات قبلي داشتند. جدايه ها در دو گروه فنوتيپي مرتبط با پكتوباكتريوم واسابيئي و پكتوباكتريوم كاروتووروم زيرگونه كاروتووروم قرار گرفتند. انگشت نگاري ژنومي نشان داد كه جدايه ها از نظر ژنتيكي ناهمگن هستند و به سه جمعيت ژنتيكي قابل تقسيم بندي مي باشند. پنجاه درصد جدايه هاي گروه فنوتيپي 1 و 77/3 درصد جدايه هاي گروه فنوتيپي 2 به ترتيب به جمعيت ژنتيكي 1 و 3 تعلق داشتند. همبستگي بين پروفايل انگشت نگاري ژنومي، مناطق جغرافيايي و ارقام سيب زميني مشاهده نشد. اما فاصله ژنتيكي و كمينه و بيشينه جريان ژني با فاصله جغرافيايي همبستگي نشان داد. نتيجه گيري: يافته هاي اين مطالعه نشان داد كه تجارت غدد بذري يكي از دلايل توسعه بيماري پوسيدگي نرم سيب زميني به مناطق جغرافيايي هم جوار محسوب مي شود.

Background & Objectives: Soft rot is one of the most important bacterial diseases of potato in Iran and the world. The aim of this study was to investigate the phenotypic and genotypic diversity of these agents in the main potato- growing regions in Iran. Materials & Methods: Samples were collected from tubers that were suspected of soft rot disease during harvest. Phenotypic characteristics were assessed by conventional methods. Genetic diversity was determined using genomic fingerprinting techniques. Cluster analysis and population structure analysis were performed by the SplitsTree 4.11.3, Arlequin 3.11 and the STRUCTURE 2.3.4 software. Results: The study showed a high level of diversity among isolates so that some of them showed phenotypic characteristics that differed from the isolates described in previous studies. Studied isolates were placed into two major groups of Pectobacterium wasabiae and Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum. Genomic fingerprinting profiles revealed that the isolates are genetically heterogeneous and classified into three genetic populations. 50.0% of the phenotypic group 1 isolate and 77.3% of the phenotypic group 2 isolates belonged to genetic population 1 and 3, respectively. No correlation was observed between genomic fingerprints, geographic areas, and potato cultivars, but the genetic distances and the maximum and minimum gene flow were correlated with geographic distance. Conclusion: According to the results of this study, seed trade may introduce soft rot disease to new territories in the neighboring provinces.