Modern Genetics Journal

fa بررسی اثربخشی ژن‌های مقاومت به بیماری سفیدک پودری جو و تنوع بیماری‌زایی پاتوتیپ‌های Blumeria graminis f.sp. hordei Evaluation of the Effectiveness of Barley Powdery Mildew Resistance Genes and Pathogenicity Diversity of Blumeria graminis f. sp. hordei Pathotypes ژنتیک گیاهی Subject 01 پژوهشی کامل Applicable <div style="text-align: justify;">سفیدک پودری یکی از مهم‌ترین بیماری‌های در گیاه جو است. بسیاری از ژن‌های مقاومت به این بیماری در اثر تغییر در جمعیت بیمارگر و ظهور نژادهای بیماری‌زا، بی‌اثر شده‌اند و لذا شناسایی ژن‌های دارای مقاومت مؤثر در برابر پاتوتیپ‌های این بیماری از اهمیت زیادی برخودار است. بدین منظور ابتدا نسبت به جمع‌آوری جدایه‌های بیمارگر از نقاط مختلف کشور اقدام شد. جدایه‌های جمع‌آوری شده، تکثیر، خالص‌سازی و بر روی مجموعه‌ای از لاین‌های ایزوژنیک حاوی ژن‌های مقاومت متفاوت، تلقیح شدند. نتایج واکنش لاین‌های ایزوژنیک در برابر پاتوتیپ‌های مورد مطالعه نشان‌دهنده‌ی وجود تنوع زیادی در مقاومت این لاین‌ها و همچنین در پاتوتیپ‌ها از لحاظ تنوع بیماری‌زایی بود. دامنه تیپ آلودگی برای پاتوتیپ‌های مختلف از 2 تا 4 و درصد ضریب تغییرات آن از 35/19 تا 83/62 درصد متغیر بود. ژن mlo5 مؤثرترین مقاومت را ظاهر ساخت و بعد از آن، ژ‌‌&lrm;ن‌های مقاومت Mla9 وMla13+Ml(Ru3) بیشترین اثربخشی را نشان دادند. به‌منظور کاهش ابعاد داده‌ها و تفکیک و تمایز بهتر ژن‌های مقاومت، از روش تجزیه به مؤلفه‌های اصلی استفاده شد و <a name="_Hlk218699601">نتایج نشان داد که</a> 17/85 درصد از تغییرات در داده‌ها توسط پنج مؤلفه اصلی اول قابل توجیه است. ژن‌های مقاومت همچنین با استفاده از تجزیه خوشه‌ای در چهار گروه متمایز شدند. نتایج این تحقیق تنوع بالا و پویایی جمعیت پاتوتیپ‌های سفیدک پودری جو در کشور را نشان داد که بر اهمیت پایش مداوم این تغییرات تأکید دارد. از بین ژن‌های مقاومت مورد بررسی mlo، Mla9 و ترکیب ژنی Mla13+Ml(Ru3) کارایی بالاتری نشان دادند که می‌توان هر یک را به‌طور مجزا در برنامه‌های اصلاحی وارد نمود و یا از راهکار تجمیع استفاده نمود. همچنین ژ‌ن‌های مقاومت Mla9، Mla22، Mla1 و Mla7+Ml(No3) جهت استفاده در ناحیه ساری و ژ‌ن‌های مقاومت Mla9، Mla13+Ml(Ru3) و Mla7+Ml(No3) جهت استفاده در ناحیه گرگان قابل توصیه می‌باشند. از سوی دیگر ترکیب ژنی Mla12+Ml(Em2) و ژن مقاومت Mlh، غیرمؤثر شناخته شدند و توصیه شد که از کاربرد آن‌ها اجتناب شود و یا راهبردهای احتیاطی لازم در این رابطه اتخاذ شود.</div> <div style="text-align: justify;">Powdery mildew is one of the most important diseases of barley. However, many resistance genes have become ineffective due to shifts in pathogen populations and the emergence of new virulent races. Therefore, identifying genes that provide effective resistance against the pathotypes of this disease is of significant importance. In this study, pathogen isolates were first collected from various regions of the country. The collected isolates were propagated, purified, and inoculated onto a set of isogenic lines carrying different resistance genes. The responses of the isogenic lines to the studied pathotypes revealed considerable variation in both the resistance of the isogenic lines and the virulence of the pathotypes. The infection type ranged from 2 to 4 across different pathotypes, and the coefficient of variation ranged from 19.35% to 62.83%. Among the evaluated genes, mlo5 exhibited the highest level of effectiveness, followed by Mla9 and Mla13+Ml(Ru3), which also demonstrated substantial effectiveness. Principal component analysis indicated that the first five principal components accounted for 85.17% of the total variation in the data. Cluster analysis grouped the resistance genes into four distinct clusters. The findings highlight the high diversity and dynamic nature of the powdery mildew pathogen population in the country, underlining the importance of continuous monitoring. Moreover, the resistance genes were evaluated and compared based on their effectiveness, providing insights for their application in breeding programs tailored to specific regions. Among the resistance genes evaluated, mlo, Mla9, and the gene combination Mla13+Ml(Ru3) exhibited higher effectiveness. Each of these genes can be incorporated individually into breeding programs, or alternatively, a gene pyramiding approach may be employed. In addition, the resistance genes Mla9, Mla22, Mla1, and Mla7+Ml(No3) are recommended for use in the Sari region, whereas Mla9, Mla13+Ml(Ru3), and Mla7+Ml(No3) are recommended for the Gorgan region. Conversely, the gene combination Mla12+Ml(Em2) and the resistance gene Mlh were identified as ineffective; therefore, it is recommended that their use be avoided or that appropriate precautionary strategies be adopted in this regard.</div> بیمارگر, ژن مقاومت, ژنوتیپ‌های افتراقی, میزبان Differential genotypes, Host, Pathogen, Resistance gene 205 220 http://mg.genetics.ir/browse.php?a_code=A-10-77-7&slc_lang=fa&sid=1 Mehdi Zahravi مهدی زهراوی mehdi.zahravi@gmail.com 10031947532846008976 10031947532846008976 Yes Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Shaghayegh Shahveh شقایق شهوه mzahravi@yahoo.com 10031947532846008977 10031947532846008977 No Islamic Azad University, Karaj Branch, Karaj, Iran دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، کرج، ایران Reza Khaliliazar رضا خلیلی آذر mzahravi@yahoo.com 10031947532846008978 10031947532846008978 No Islamic Azad University, Karaj Branch, Karaj, Iran دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، کرج، ایران Mehran Patpour مهران پاتپور mzahravi@yahoo.com 10031947532846008979 10031947532846008979 No مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Shahpour Ebrahimnejad شاهپور ابراهیم‌نژاد ebrahimnejad1344@yahoo.com 10031947532846008980 10031947532846008980 No Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sari, Iran مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندارن، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران Mohammadreza Bihamta محمدرضا بی‌همتا mrghanad@chamran.ut.ac.ir 10031947532846008981 10031947532846008981 No Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران