پاتوتيپ‌ها و نژادهاي فيزيولوژيك قارچ Puccinia triticina Eriks. عامل بيماري زنگ قهوه‌اي گندم و پراكنش آن‌ها در ايران در سال‌هاي 1388 و 1389

Pathotypes and Physiologic Races of Puccinia triticina Eriks. The Causal Agent of Wheat Leaf Rust and Their Distribution in Iran in 2009 and 2010

جهت بررسي تنوع بيماري‌زايي در جمعيت عامل بيماري زنگ قهوه‌اي بيش از 140 جدايه قارج عامل بيماري در بهار سال‌هاي 1388 و 1389 به صورت تصادفي از مزارع گندم استان‌هاي مختلف ايران جمع‌آوري شد. شناسايي پاتويپ‌ها با استفاده از 38 لاين تقريباً ايزوژنيك گندم و بر اساس فرمول بيماري‌زايي/غيربيماري‌زايي و تعيين نژادهاي فيزيولوژيك بر اساس سيستم اصلاح شده نامگذاري يكسان با استفاده از 20 لاين تقريباً ايزوژنيك در پنج گروه چهارتايي انجام شد. از 234 تك جوش بررسي شده، 177 نژاد متفاوت تعيين شد. بيشترين فراواني به ترتيب متعلق به نژادهايFKTRS ، FJRRS و FKTTS بود. در اردبيل نژادTKTTN و در خراسان شمالي نژادTFTTN با پرآزاري بر روي 31 ژن مقاومت به زنگ قهوه‌اي، بيشترين توان بيماري‌زايي را در ميان جدايه‌هاي عامل بيماري داشتند. به دليل تنوع بالاي پاتوتيپ‌ها در ايران تنها تعداد محدودي از ژن‌هاي مقاومت به تمام پاتوتيپ‌هاي موجود مقاومت خوبي داشتند. هرچند كه فراواني اين پاتوتيپ‌ها بسيار كم بود. در بين پاتوتيپ‌هاي بررسي شده تنها هفت پاتوتيپ روي ژن Lr2a و يك پاتوتيپ (FHQJS) روي ژن Lr19 بيماري‌زا بودند. با توجه به نتايج به دست آمده در اين پژوهش به نظر مي‌رسد كه ارقام گندم با تركيبي از ژن‌هاي اختصاصي مانند ژن Lr28، Lr9، Lr25، Lr19، Lr29 و Lr2a در تركيب با ژن‌هاي غير اختصاصي مانند Lr34 ، Lr46 و يا ژن جديد Lr67 مقاومت موثر و پايدارتري ايجاد كنند. وجود نژادهاي مشترك خصوصاً در استان‌هايي كه تحت تاثير جريانات هوايي مشترك هستند وجود ارتباط بين اين استان‌ها را از طريق اين جريانات هوايي تقويت كرد. احتمالاً در كشور، اسپورها هم به صورت انتقال با مسافت‌هاي نسبتاً كوتاه به استان‌هاي مجاور و هم به صورت انتقال با مسافت‌هاي بلند به ساير استان‌ها مهاجرت مي‌كنند.

In order to study the pathogenic variability in Puccinia triticina Eriks (Pt), population and for identification of physiological races, during early spring of 2009 and 2010, more than 140 infected leaf samples were collected randomly from different wheat growing areas in Iran. In each sample, some single pustules were produced. In total 234 single pustules were used for seedling race analysis of which, 177different virulence classes (races) were identified. Three leaf rust races FKTRS, FJRRS, and FKTTS were highly frequent among identified races. The maximum number of virulence factor for 31 Lr genes was found for races TKTTN and TFTTN that were collected form Ardebil and North Khorasan, respectively. In spite of the high diversity in Pt population in Iran, gene Lr19 was susceptible only to one race (FHQJS) and Lr2a to seven races. Based on the results of this study, combination of leaf rust resistance gens with low frequency of virulence(such as Lr9, Lr28, Lr25, Lr19, Lr29, and Lr2a) with the Non-race specific adult-plant resistance genes (Lr34, Lr46or Lr67) could be used for development of durable leaf rust resistant cultivars. Existence of the identical races especially in the adjacent provinces along with the existence of air flows on this way reinforced the reason of linking of these provinces through air flows. This relationship was both in grouping based on being virulent or non-virulent on the seedlings of wheat near isogenic lines and in the abundance of the races. The aggressive isolates in rather similar groups showed the relation between the provinces. Almost most of the provinces were related to each other. This suggests the vast gene flow and effective transmission of spores through air flows.