Genetic analysis of deoxynivalenol and nivalenol chemotypes of Fusarium graminearum on wheat in Iran

بررسي ژنتيكي جدايه‌هاي Fusarium graminearum مولد دي اكسي نيوالنول و نيوالنول گندم در ايران

عامل اصلي بيماري فوزاريوز سنبله گندم در ايران Fusarium graminearum است كه نه تنها باعث كاهش محصول مي‌گردد، كه با توليد د اكسي نيوالنول (DON) و نيوالنول (NIV) سبب بيماري‌هاي ناشي از زهرابه‌هاي قارچي در انسان و حيوانات اهلي مي‌گردد. در اين مطالعه تعداد ?? سويه graminearum F. جدا شده از مزارع آلوده‌ي گندم در ايران، از نظر ژن‌هاي مولد د اكسي نيوالنول، نيوالنول و مشتقات استيله‌ي آن‌ها با استفاده از آغازگرهاي اختصاصي Tri13P1/Tri13P2 و Tri13F/Tri13DONR آزمايش شد. در ?? جدايه از ?? سويه آزمايش شده، يك قطعه ??? جفت بازي مسيول توليد ??-استيل د اكسي نيوالنول و در ?? جدايه قطعه ??? جفت بازي مسيول توليد نيوالنول تكثير گرديد. در هيچكدام از جدايه‌ها قطعه ??? جفت بازي مسيول توليد ?-استيل دي اكسي نيوالنول تكثير نگرديد. توزيع هاپلوتيپ‌هاي Tri13 نشان داد كه اكثر جدايه‌ها، مولد DON و15-AcDON هستند. توانايي توليد تريكوتسن‌ها در بين جدايه‌هاي واجد ژن‌هاي مولد تريكوتسن با استفاده از روشHPLC-SPE ارزيابي شد. ??% جدايه‌هاي مورد بررسي، مولد 15-AcDONو 46% توليدكننده‌ي NIV بودند. هيچكدام از جدايه‌هاي مولد DON قادر به توليد NIV نبودند. در حالي كه مقادير كم DON (ppb??-??) در جدايه هاي مولد NIV رديابي گرديد. توزيع جدايه هاي graminearum F. مولد NIV و مشتقات DON در استان‌هاي مختلف نشان داد كه اكثر جدايه‌هاي مولد NIV متعلق به استان‌هاي گلستان و مازندران بودند، در حالي در استان‌هاي فارس، كرمان، هرمزگان و اردبيل جدايه‌هاي مولد DON بيشتر از جدايه‌هاي مولد NIV بودند.

Fusarium graminearum as the main cause of Fusarium head blight of wheat not only decreases the yield, but also causes mycotoxicosis in human and livestock because of producing dioxynivalenol and nivalenol. Sixty isolates of F. graminearum obtained from infected wheat farms of Iran were tested for the ability of deoxynivalenol, nivalenol and acetylen derivations production using specific primers of Tri13P1/Tri13P2 and Tri13F/Tri13DONR. A 583bp fragment responsible for the production of 15-Acetyl deoxynivalenol amplified in 36 isolates out of 60 tested ones, also in 24 isolates, an 859bp band responsible to product nivalenol were reproduced. None of the isolates produced 644bp fragment which is responsible for 3-Acetyl deoxynivalenol production. The data related to the distribution of Tri13 haplotypes by the PCR method showed that the majority of F. graminearum isolates were DON and 15-AcDON producer. Potential of trichothecenes B production of isolates possessing Trichothecenes-generating genes were evaluated using HPLC-SPE method. 77% of isolates produced 15-AcDON and 46% produced NIV. Also none of the DON-producing isolates was able to produce NIV, whereas the low levels of DON (10- 90 ppb) were evaluated in F. graminearum isolates producing high levels of NIV. Distribution of DON derivatives and NIV- producing F. graminarum isolates in different provinces showed that the most NIV- producing isolates were obtained from Golestan and Mazandaran provinces whereas DON chemotypes isolates were more than NIV-producing ones in Fars, Kerman, Hormozgan and Ardabil provinces.