Characterizing Resistance Genes in Wheat-Stem Rust Interaction

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.

ارزیابی و شناسایی ژن های مقاومت دخیل در تعامل گندم- زنگ ساقه

زنگ سیاه که توسط قارچ (Pgt) Puccinia graminis f.sp. tritici ایجاد می شود، یکی از بیماری های مهم گندم با اپیدمی های مخرب گزارش شده در ایران و جهان می باشد. در تحقیق حاضر برخی از نمونه های ژنتیکی گندم بومی ایران در گلخانه و در مرحله گیاهچه ای نسبت به پاتوتیپ جدیدی از نژاد Ug99، TTSSK، که از ایران جمع آوری شده بود، مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل با استفاده از نشانگرهای مولکولی به منظور شناسایی تعدادی از ژن های مقاومت موجود در نمونه های ژنتیکی مقاوم انجام شد. نتایج نشان داد که ژن های مقاومت Sr22، Sr35 و SrWeb عامل بروز مقاومت در ژنوتیپ های مقاوم بررسی شده می باشند. سپس، ژنوتیپ های حساس که در مرحله بلوغ مقاومت نشان داده بودند، به منظور ردیابی حضور ژن Sr2 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج این بررسی نشان داد که برخی از این نمونه های ژنتیکی حامل ژن(های) مقاومت در مرحله بلوغ دیگری به جز Sr2 می باشند. در بخش دیگری از تحقیق به منظور ارزیابی تغییرات بیان ژن دفاعی در تعاملات سازگار و ناسازگار، از رقم موروکو (حساس) و نمونه ژنتیکی KC440 (مقاوم) استفاده شد. نمونه برداری صفر، 12، 18، 24 و 72 ساعت پس از مایه زنی با جدایه Pgt و آب به عنوان شاهد، انجام شد. بیان ژن بتا1 و 3 گلوکاناز با استفاده از آغازگرهای qGLUS و qGLUAS و همچنین ژن های 18SrRNA، بتا توبولین و EF1 alpha; به عنوان کنترل داخلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در تعامل ناسازگار بیان ژن دفاعی، 24 ساعت پس از مایه زنی افزایش یافت اما در تعاملات سازگار، سطح بیان ژن 12 ساعت پس از مایه زنی به حداکثر میزان خود رسید و سپس 18 ساعت پس از مایه زنی به شدت کاهش یافت. بر این اساس، بیان ژن دفاعی بتا1 و 3 گلوکاناز در تعاملات سازگار نسبت به تعاملات ناسازگاز سریع تر اتفاق می افتد، اما مقدار بیان این ژن نسبت به تعاملات ناسازگار کمتر است.