بررسی اثر کیتوزان بر الگوی بیان برخی از ژن های مرتبط با بیماری زایی در گندم آلوده به بیماری سفیدک پودری

بیماری سفیدک سطحی گندم که توسط قارچ blumeria graminis f.sp.tritici ایجاد می‌شود، یکی از مهم ترین بیماری های گندم می باشد که همه ساله باعث کاهش شدید عملکرد می گردد. استفاده از مواد شیمیایی برای کنترل بیماری های گیاهی هزینه بر بوده و آثار زیست محیطی نامطلوبی را ایجاد می کند، بر‌ همین اساس استفاده از مواد شیمیایی غیر‌سمی که سیستم ایمنی گیاه را فعال کند مطلوب به نظر می رسد. در این پژوهش تاثیر کیتوزان به عنوان یک عامل تحریک کننده سیستم دفاعی گیاه بر روی الگوی بیان ژن های مرتبط با بیماری‌زایی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی الگوی بیان ژن های pr1, pr2, pr5 در گندم تیمار شده با غلظت های مختلف کیتوزان (صفر، 250و 500 میلی گرم در لیتر)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب کاملا تصادفی با سه تکرار و در چهار زمان مختلف با استفاده از تکنیک real time pcr انجام شد. براساس نتایج به دست آمده، درصد تعداد کلنی رشدیافته در برگ گیاهان تیمارشده با کیتوزان 250 نسبت به گیاهان شاهد 3/42 درصد کاهش یافت. نتایج حاصل از qpcr نشان داد که پس از آلودگی با بیمارگر، میزان بیان هر سه ژن در گیاهان تیمارشده با کیتوزان افزایش معنی داری نسبت به گیاهان شاهد داشته است. حداکثر میزان بیان ژن ها در ساعت 12 پس از آلودگی مشاهده شد و پس از آن کاهش یافت. تغییرات در گیاهان شاهد ناچیز و تدریجی بود در حالی که در گیاهان تیمارشده القای ژن‌های دفاعی در ساعات اولیه پس از آلودگی نسبت به گیاهان شاهد با سرعت بیشتری رخ داد. همچنین غلظت 250 میلی گرم در لیتر کیتوزان تاثیر قوی‌تری در القای ژن های دفاعی گیاه نسبت به غلظت 500 میلی گرم در لیتر نشان داد. نتایج نشان می دهد کاربرد کیتوزان می تواند نقش مهمی درافزایش مقاومت گیاه گندم در برابر بیماری سفیدک پودری ایفا نماید ..

Effect of Chitosan on the Expression Pattern of Some Pathogenecity Related Genes in Wheat Infected with Powdery Mildew

Powdery mildew, caused by Blumeria graminis f.sp tritici, known as a destructive disease of wheat worldwide that led to severe crop loss, annually. As chemical control is expensive and not ecologically safe, application of nontoxic chemicals to induce defense mechanism in plant host is desirable. In present study, induction of host resistance using chitosan on the expression of pathogenicity related gene was investigated. The expression rate of PR1, PR2 and PR5 in wheat treated with chitosan (0, 250 and 500 mg/L) were examined in factorial completely randomized design with three independent replications at 5 time courses using Real Time PCR technique Based on the results, the number of mildew colony in wheat leaves treated with chitosan 250 mg/L was decreased 42.3% than control. Results of qPCR indicated that in treated plants, the gene expression were increased significantly after infection, for all three genes. Maximum expression level of genes were observed at 12 hours after infection. This process was observed slowly in control plants but in treated plants induction of plant defense genes seemed more faster than control. Furthermore chitosan 250 mg/L induced plant defense gene more effectively than chitosan 500 mg/L. The results would support the idea that application of chitosan can play an important role in inducing systemic resistance in wheat plants against powdery mildew disease.