بررسي ميزان بيان ژنهاي NPR1، MLO و BI-1 در گندم حساس به سفيدك سطحي تحت تيمار با القا كننده كيتوزان

Assay of NPR1, MLO and BI-1 genes expression in susceptible wheat to powdery mildew after treatment with chitosan

بيماري سفيدك سطحي از جمله بيماريهاي مهم گندم است در سال هاي اخير كاربرد القا كننده ها به ميزان زيادي استقبال شده لذا در اين مطالعه به منظور بررسي نقش كيتوزان، رقم فلات به عنوان يك رقم حساس انتخاب و در مرحله دو برگي بوسيله كيتوزان اسپري برگي شد، سپس گياهان تيمار شده به همراه گياهان شاهد، توسط قارچ Bgt مايهزني شدند.در نهايت الگوي تظاهر ژنهاي ‌MLO، BI-1 و NPR1 با استفاده از تكنيك qRT-PCR مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در هر دو گروه از گياهان تيمار شده با كيتوزان و شاهد روند تظاهر ژن هاي مورد بررسي پس از اعمال آلودگي به صورت افزايشي بوده، به طوري كه گياهان تيمار شده القاي زودهنگام و بالاي ژن NPR1 را در ساعات اوليه بعد از آلودگي با Bgt نسبت به گياهان شاهد نشان دادند و 24 ساعت پس از آلودگي به حداكثر بيان خود رسيدند. اما ميزان افزايش در ژن هاي BI-1 و MLO در گياهان تيمار شده كمتر از گياهان شاهد بود، به طوري كه اين گياهان بر خلاف گياهان شاهد در 24 ساعت پس از آلودگي كمترين ميزان بيان را نشان دادند كه اين نشان دهنده اين است كه اين ژنها با كاهش سطح بيان خود در جهت افزايش سطح گونه هاي اكسيژن فعال سبب القا مرگ سلولي در گياه شده تا از اين طريق سبب ممانعت از رشد و توسعه قارچ در مراحل اوليه آلودگي گردند. مي توان كاربرد كيتوزان را در القاي مقاومت سيستميك در گندم عليه بيماري سفيدك سطحي موثر دانست.

Powdery mildew caused by Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt) is one of the most important diseases of wheat that make yield damage annually. In recent years, the use of induction elicitors has been widely welcomed. Therefore, in this research in order to examine the ability of chitosan as a biotic elicitor, Flat were selected as susceptible cultivar to powdery mildew, and the leaves were sprayed with chitosan in the two-leaf stage. Then treated plant together control plants were inoculated with Bgt pathogen. All stages of the were conducted in 2016 in the genetic laboratory in Gonbad-e Kavouse University. Finally, The expression rate of MLO, B-I1 and NPR1 genes was examined in using Real Time PCR technique at 4 time courses and in 3 independent replicates. Results showed that in both chitosan treated plants and the controls, rate of gene expression were increased after infection for all genes, So that, in the first hours after inoculation, treated plants showed NPR1 expression more rapidly than control. Maximum expression level of this gene was observed at 24 hours after infection. But, in treated plants, the expression rate of BI-1 and MLO were less than the control and they showed minimum expression at 24 hours after infection. These results indicated these genes by decreasing their expression rate in order to increase the level of active oxygen species causes induction of cell death in the plant to inhibition of fungal growth and development in the early stages after infection. The gene expression rate in plants treated with 250 mg/L was more indicative than those treated with chitosan 500 mg/L. Overall; results showed that chitosan could induce systemic resistance in susceptible wheat against powdery mildew in low concentration.