Other language title :
شناسايي ژن هاي مقاومت دخيل در تعامل گندم- زنگ ساقه
Title of article :
Characterizing Resistance Genes in Wheat-Stem Rust Interaction
Author/Authors :
Safaie, N Department of Plant Pathology - College of Agriculture - Tarbiat Modares University - Tehran, Islamic Republic of Iran , Shams-Bakhsh, M Department of Plant Pathology - College of Agriculture - Tarbiat Modares University - Tehran, Islamic Republic of Iran , Mojerlou, S Department of Plant Pathology - College of Agriculture - Tarbiat Modares University - Tehran, Islamic Republic of Iran , Abbasi Moghaddam, A Seed and Plant Improvement Institute - Agricultural Research - Education and Extension Organization (AREEO) - Karaj, Islamic Republic of Iran
Abstract :
Stem rust, caused by Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt), is one of the most important
diseases of wheat with devastating epidemics in Iran and the world. In this study, we
evaluated some Iranian wheat landraces in a greenhouse at the seedling stage against a
new pathotype related to Ug99 of Pgt, which was collected from Iran and designated as
TTSSK. Marker analysis was done on resistant landraces. Molecular markers for
detecting some Sr genes were used. The results showed that Sr22, Sr35 and SrWeb
provided resistance against TTSSK in the resistant landraces. In addition, some of the
susceptible landraces that were resistant at adult stage were used for Sr2 analysis. The
results showed that some of these landraces were carrying other adult plant resistance
gene/genes except Sr2. To evaluate the defence gene expression in compatible and
incompatible interactions, cv. Morocco (susceptible) and KC-440 landrace (resistant)
were used. Sampling was done at 0, 12, 18, 24, and 72 hours post inoculation (hpi) with
stem rust isolate and water as mock treatment. β-1,3 glucanase gene expressions were
studied using qGLU-S and qGLU-AS primers. Also, 18srRNA, β-tubulin and EF1-α genes
were used as internal control. The results showed that in incompatible interactions, the
defence gene expression was increased at 24 hpi, but in compatible interactions,
expression level reached the peak at 12 hpi and it significantly decreased at 18 hpi. The
results revealed that the expression of defence genes such as β-1,3 glucanase was earlier in
compatible interactions than in incompatible interactions, but the quantity of expressed
gene was less than in incompatible interactions.
Farsi abstract :
زنگ سياه كه توسط قارچ (Pgt) Puccinia graminis f.sp. tritici ايجاد مي شود، يكي از بيماري هاي مهم گندم با اپيدمي هاي مخرب گزارش شده در ايران و جهان مي باشد. در تحقيق حاضر برخي از نمونه هاي ژنتيكي گندم بومي ايران در گلخانه و در مرحله گياهچه اي نسبت به پاتوتيپ جديدي از نژاد Ug99، TTSSK، كه از ايران جمع آوري شده بود، مورد ارزيابي قرار گرفتند. تجزيه و تحليل با استفاده از نشانگرهاي مولكولي به منظور شناسايي تعدادي از ژن هاي مقاومت موجود در نمونه هاي ژنتيكي مقاوم انجام شد. نتايج نشان داد كه ژن هاي مقاومت Sr22، Sr35 و SrWeb عامل بروز مقاومت در ژنوتيپ هاي مقاوم بررسي شده مي باشند. سپس، ژنوتيپ هاي حساس كه در مرحله بلوغ مقاومت نشان داده بودند، به منظور رديابي حضور ژن Sr2 مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج اين بررسي نشان داد كه برخي از اين نمونه هاي ژنتيكي حامل ژن(هاي) مقاومت در مرحله بلوغ ديگري به جز Sr2 مي باشند. در بخش ديگري از تحقيق به منظور ارزيابي تغييرات بيان ژن دفاعي در تعاملات سازگار و ناسازگار، از رقم موروكو (حساس) و نمونه ژنتيكي KC-440 (مقاوم) استفاده شد. نمونه برداري صفر، 12، 18، 24 و 72 ساعت پس از مايه زني با جدايه Pgt و آب به عنوان شاهد، انجام شد. بيان ژن بتا-1 و 3 گلوكاناز با استفاده از آغازگرهاي qGLU-S و qGLU-AS و همچنين ژن هاي 18SrRNA، بتا توبولين و EF1-α به عنوان كنترل داخلي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد در تعامل ناسازگار بيان ژن دفاعي، 24 ساعت پس از مايه زني افزايش يافت اما در تعاملات سازگار، سطح بيان ژن 12 ساعت پس از مايه زني به حداكثر ميزان خود رسيد و سپس 18 ساعت پس از مايه زني به شدت كاهش يافت. بر اين اساس، بيان ژن دفاعي بتا-1 و 3 گلوكاناز در تعاملات سازگار نسبت به تعاملات ناسازگاز سريع تر اتفاق مي افتد، اما مقدار بيان اين ژن نسبت به تعاملات ناسازگار كمتر است.
Keywords :
Ug99 , SSR marker , Sr genes , Real-time PCR , β-1,3 glucanase
Journal title :
Journal of Agricultural Science and Technology (JAST)