جمعيت‌هاي آميزشي در ‌گونه كمپلكس Gibberella fujikuroi، عامل پوسيدگي طوقه برنج در گيلان و تعيين گروه‌هاي سازگاري رويشي آنها

Mating Populations of Gibberella fujikuroi Species Complex, the Causal Agent of Rice Foot Rot in Guilan Province, andDetermination of their Vegetative Compatibility Groups

به منظور مطالعه ساختار جمعيت گونه كمپلكس Gibberella fujikuroi، عامل پوسيدگي طوقه برنج، نمونه‌برداري از مزارع نقاط مختلف استان گيلان در سال 1383 صورت گرفت. از بين 41 جدايه به دست آمده از ارقام مختلف، به غير از سه جدايه، بقيه داراي زنجيره ميكروكنيديوم بودند. براي مطالعه با روري جنسي و تعيين جمعيت و تيپ آميزشي جدايه‌ها، هر يك از آنها با شش جدايه ماده بارور نماينده استاندارد از سه جمعيت آميزشيA ، C و D روي محيط غذايي هويج آگار در آزمايشگاه تلاقي داده شدند. به ازاي هر جمعيت آميزشي دو جدايه نماينده از دو تيپ آميزشي مخالف شامل MATA-1 و MATA-2 براي جمعيت آميزشي A، MATC-1 و MATC-2 براي جمعيت آميزشي C و MATD-1 و MATD-2 براي جمعيت آميزشي D مورد استفاده قرار گرفتند. در نتيجه، ده جدايه در جمعيت آميزشي A (Fusarium verticillioides)، دو جدايه در جميعت آميزشي (F. fujikuroi) C و 29 جدايه در جمعيت آميزشي (F. proliferatum) D گروه‌بندي شدند. تمام جدايه‌هاي F. verticillioides متعلق به تيپ آميزشي MATA-1 و تمام جدايه‌هاي F. fujikuroi متعلق به تيپ آميزشي MATC-1 بودند. در حالي كه، هر دو تيپ آميزشي MATD-1 و MATD-2 براي جدايه‌هاي F. proliferatum شناسايي شدند. به علت وجود هر دو تيپ آميزشي در جدايه‌هاي جمعيت آميزشي D، امكان تلاقي بين آنها مطالعه گرديد كه از 36 تلاقي تنها دو تلاقي منجر به تشكيل پريتسيوم واجد آسك و آسكوسپور شدند. در آزمون سازگاري رويشي با استفاده از جهش يافته‌هاي nit نيز مشخص شد كه ده جدايه F. verticillioides در نه گروه سازگاري رويشي، دو جدايه F. fujikuroi هر كدام در يك گروه سازگاري رويشي جداگانه و 29 جدايه F. proliferatum نيز در بيست گروه سازگاري رويشي قرار گرفتند. تلاقي جدايه‌هاي متعلق به سه جمعيت آميزشي با هم نيز منجر به تشكيل هتروكاريون نگرديد. آزمون بيماري‌زايي 41 جدايه روي رقم خزر انجام گرديد و همه جدايه‌ها نشانه پوسيدگي طوقه همراه با كلني‌هاي سفيد رنگ روي ساقه‌ها را ايجاد كردند. در اين تحقيق معلوم شد كه جمعيت‌هاي آميزشي A، C و D از گونه كمپلكس G. fujikuroi در گيلان وجود دارند كه در بين آنها جمعيت آميزشي D غالب است. همچنين براساس آزمون شناسايي گروه‌هاي سازگاري رويشي تنوع زيادي در دو جمعيت آميزشي A و D مشاهده شد.

To study the population structure of Gibberella fujikuroi species complex, the causal agent of rice foot rot, samples were taken from different rice growing regions of Guilan province in 2004. Among fourty-one isolates recovered from different cultivars; three isolates did not produce microconidial chain. In order to study the sexual fertility and determine the mating type as well as mating population among isolates, each isolate was crossed with six female tester isolates from three known mating populations of A, C and D on Carrot Agar (CA) medium. Two tester isolates from two opposite mating types including MATA-1 and MATA-2 for mating population A, MATC-1 and MATC-2 for mating population C as well as MATD-1 and MATD-2 for mating population D were taken to pair with Iranaian isolates. As a result, ten isolates in mating population A (Fusarium verticillioides), two isolates in mating population C (F. fujikuroi) and twenty-nine isolates in mating population D (F. proliferatum), were grouped. All the F. verticillioides and F. fujikuroi isolates belonged to MATA-1 and MATC-1 mating type, while both MATD-1 and MATD-2 mating types were identified among F. proliferatum isolates. Because of the presence of both mating types among mating population D isolates, mating possibility was studied among them. Among thirty-six crosses between these isolates, only two led to formation of perithecium containing ascospores. Vegetative compatibility tests revealed that ten F. verticillioides isolates belonged to nine Vegetative Compatibility Groups (VCGs), two F. fujikuroi isolates were grouped in two distinct VCGs each with one member and twenty-nine isolates which belonged to F. proliferatum were divided into twenty VCGs. In complementation tests among nit mutants of isolates the isolates belonging to three mating populations failed to form heterokaryons. Pathogenicity test related to fourty-one isolates was done on the susceptible cultivar Khazar in which all the isolates caused disease symptoms with white colonies on the stems. In this investigation it was demonstrated that all the three mating populations A, C and D from G. fujikuroi species complex were the causal agents of rice foot rot in Guilan paddy fields. Moreover, based on vegetative compatibility tests, each of the mating populations A and D showed high genetic diversity, the existence of several single-member VC groups confirming this conclusion.