غربالگري بيولوژيكي و مولكولي برخي ارقام و كلون هاي اميدبخش سيب‌زميني براي مقاومت به ويروس X سيب‌زميني

Biological and Molecular Screening of Some Potato Cultivars and Promising Clones for Resistance to Potato Virus X (PVX)

اين پژوهش به‌منظور غربالگري برخي ژنوتيپ‌هاي سيب‌زميني شامل 35 رقم تجاري در ايران و 24 كلون اميدبخش حاصل از برنامه‌هاي به نژادي، نسبت به ويروس X سيب زميني (Potato virus X = PVX) با استفاده از آزمون‌هاي بيولوژيكي و نشانگرهاي مولكولي انجام شد. براي اين منظور، ابتدا جدايه ويروسي روي گياه محك گل تكمه‌اي مايه‌زني و خالص‌سازي بيولوژيك و سپس با مايه‌زني روي گياه توتون، تكثير و در محيط كشت بافت نگهداري گرديد. براي ارزيابي واكنش ژنوتيپ‌ها نسبت به اين ويروس از روش استاندارد مركز بين‌المللي سيب‌زميني(CIP) شامل مايه‌زني مكانيكي و پيوند استفاده شد. ابتدا سه گياهچه سيب‌زميني از هر ژنوتيپ به‌صورت مكانيكي در شرايط گلخانه‌اي توسط عصاره آلوده به ويروس مايه‌زني شد و ژنوتيپ‌ها براساس نتايج آزمون DAS-ELISA در دو گروه مقاوم و حساس قرار گرفتند. به‌منظور تعيين نوع مقاومت ژنوتيپ‌هاي مقاوم بر روي گياهان گوجه‌فرنگي آلوده به PVX در سه تكرار پيوند و آلودگي آنها توسط آزمون الايزا بررسي شد. نتايج حاصل از هر دو آزمايش مايه‌زني مكانيكي و پيوند نشان داد كه 12 رقم تجاري و 11 كلون اميدبخش سيب‌زميني داراي مقاومت از نوع بسيار بالا (Extreme Resistance, ER) و 9 رقم تجاري و يك كلون اميدبخش داراي مقاومت از نوع فوق حساسيت (Hypersensitive Reaction, HR) نسبت به PVX بودند. ساير ژنوتيپ‌ها شامل 14 رقم تجاري و 12 كلون اميدبخش در حداقل يكي از تكرارها به PVX آلوده شدند و به‌عنوان حساس شناسايي گرديدند. غربالگري براي ژن‌هاي مقاومت Rx1 و Rx2 نيز توسط واكنش زنجيره‌اي پلي‌مراز (PCR) به‌ترتيب با استفاده از نشانگرهاي اختصاصي 5RX1 و106RX2 در ژنوتيپ‌هاي با مقاومت ER انجام شد. نتايج بررسي‌هاي مولكولي نيز نشان داد كه 13 ژنوتيپ سيب‌زميني داراي ژن مقاومت Rx1 و هفت ژنوتيپ داراي ژن مقاومت Rx2 بودند و در ژنوتيپ‌هاي با مقاومت HR و حساس هيچيك از اين ژن‌ها رديابي نشد و با نتايج آزمايش‌هاي گلخانه‌اي و سرولوژيكي مطابقت داشت. با توجه به نتايج اين پژوهش از ژنوتيپ‌هاي با مقاومت ER به ويروس و داراي ژن Rx1 و يا Rx2 مي توان در برنامه‌هاي به نژادي به عنوان والد مقاوم براي توليد ارقام سيب زميني با صفات مطلوب زراعي و مقاوم نسبت به PVX استفاده كرد.

This study was performed to screen 35 commercial potato cultivars and 24 promising clones for resistance to Potato virus X (PVX) using biological and molecular marker assays. To purify and propagate the virus, infected potato samples were inoculated on common globe amaranth (Gompherena globose) and then on tobacco and maintained under in vitro conditions. The reaction of genotypes to PVX were evaluated based on International Potato Centre (CIP) standard method by mechanical inoculation and grafting under the greenhouse conditions. In mechanical experiment, three plants of each genotype were inoculated and the resistant genotypes were identified based on virus detection by ELISA. To determine the type of resistance, the resistant genotypes were grafted on tomato cv. Rutgers plants infected with PVX in three replications, and their infection by virus was examined using DAS-ELISA, 21 days post inoculation. The results of both experiments showed that 12 commercial potato cultivars and 11 promising clones were extremely resistance (ER) to PVX. Moreover, nine commercial potato cultivars and one promising clone showed hypersensitive resistance (HR) reaction. Twenty-six genotypes showed infection to PVX, at least in one replication, and considered as susceptible to the virus. In addition, resistance genes, Rx1 and Rx2, were successfully amplified in resistant genotypes using specific primers 5RX1 and 106RX2, respectively. However, no PCR product could be detected in the PVX susceptible and HR genotypes which were in accordance with the results of biological assays. Finally, Rx1 and Rx2 genes were detected in 13 and seven potato genotypes, respectively. It was concluded that genotypes carrying Rx1 and Rx2 genes can be used in potato breeding programs to develop new potato cultivars with desirable agronomic characteristics and resistance to PVX.