تجزیه ژنتیکی مقاومت به بیماری زنگ ساقه‌ گندم در تلاقی s-83-4 (مقاوم) × avoset’s’ (حساس)

بیماری زنگ ساقه یا سیاه گندم با عامل قارچی puccinia graminis f. sp. tritici یکی از مهم‌ترین و مخرب‌‌ترین بیماری‌های گندم در جهان و همچنین ایران می‌باشد. تولید ارقام مقاوم (استفاده از مقاومت ژنتیکی) از طریق شناسایی منابع مقاومت، انتقال ژن های مقاومت و یا هرمی کردن ژن‌های موثر در مقاومت در ژنوتیپ‌های گندم مطلوب (ارقام تجاری و لاین‌های در دست معرفی حساس به بیماری ولی در عین حال پرعملکرد)، موثرترین روش کنترل پایدار این بیماری محسوب می‌شود. نتایج ارزیابی گیاهچه‌ای لاین s-83-4 گندم نسبت به بسیاری از نژادهای بیمارگر زنگ ساقه موجود در کشور (سال‌های زراعی 1395-1393) به‌صورت واکنش مقاومت قابل‌قبول بود. به‌منظور مطالعه نحوه توارث و نوع عمل ژن‌های کنترل‌کننده‌ی اجزای مقاومت شامل تیپ آلودگی و دوره کمون در لاین s-83-4، این لاین با رقم حساس avocet’s’ تلاقی داده شد و نسل‌های پایه f1، f2، bc1 و bc2 در شرایط مزرعه تولید شدند. والدین و نسل‌های تولید شده پس از کشت در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در مرحله گیاهچه‌ای توسط نژاد بسیار پرآزار ttttf (منطقه بروجرد) در سه تکرار مایه‌زنی شدند. تجزیه واریانس وزنی اختلاف معنی‌داری را در بین نسل‌ها از نظر اجزای مقاومت اندازه‌گیری شده (تیپ آلودگی و دوره کمون) نشان داد. مقدار متوسط درجه غالبیت اجزای مقاومت مذکور در برابر نژاد مورد مطالعه، بالاتر از یک بود که نشان‌دهنده کنترل ژنتیکی فوق غالبیت برای این صفات می‌باشد. باتوجه ‌به نتایج تجزیه میانگین نسل‌ها برای هر دو صفت نسبت به نژاد فوق، مدل پنج پارامتری بهترین برازش را داشت. برهم‌کنش‌های غیراللی افزایشی× افزایشی و غالبیت× غالبیت نیز معنی‌دار بودند. وراثت‌پذیری عمومی برای هر دو صفت فوق نسبت به‌نژاد مورد استفاده، متوسط و وراثت‌پذیری خصوصی نیز نسبتاً پایین برآورد شد که نشان‌دهنده نقش پررنگ تر اثرهای غیرافزایشی نسبت به اثرهای افزایشی ژن‌ها در کنترل اجزای مقاومت اندازه‌گیری شده می‌باشد. برای بهبود صفات مورد بررسی ایده‌آل آن است که گزینش را در نسل‌های در حال تفکیک پیشرفته (بعد از رسیدن به خلوص نسبی) حاصل از تلاقی با لاین s-83-4 اعمال نمود. باتوجه‌به نتایج برآوردهای ژن‌های در حال تفکیک، بیش از یک ژن در کنترل ژنتیکی اجزای مقاومت اندازه‌گیری شده دخیل هستند. باتوجه ‌به نتایج تعیین نژاد، با بررسی مولکولی شش مکان ژنی مقاومت موثر به زنگ ساقه (sr22، sr24، sr25، sr26، sr31 و sr39) توسط نشانگرهای اختصاصی مربوطه در لاین s-83-4، وجود ژن مقاومت sr31 تایید شد.

genetic analysis of resistance to wheat stem rust disease in cross of s-83-4 (resistant) × avoset’s’ (sensitive)

black or stem rust disease with fungal agent puccinia graminis f. sp. tritici is one of the most important and destructive wheat diseases in the world, and also,in iran. production of resistant cultivars (use of genetic resistance) by identifying sources of resistance, transfer of their resistance genes and pyramidization of effective resistance genes in desirable wheat genotypes (commercial cultivars and lines under introduction which are susceptible to disease but high in yield), is the most effective method of sustainable control of this disease. previous results of seedling stage evaluation of wheat line s-83-4 were acceptable as a resistance reaction to many stem rust pathogens in the country (2014-2016). in order to study the inheritance and type of action of genes controlling resistance components including infection type and latent period in line s-83-4, this line was crossed with sensitive cultivar avocet’s ’ and base generations f1, f2 , bc1 and bc2 were produced in farm conditions. seedlings of parents and generations were inoculated by the high virulent race ttttf (boroujerd region) in greenhouse and compared based on a randomized complete block design in three replications. weight analysis of variance showed a significant difference between generations in terms of measured resistance components (infection type and latent period). the average degree of dominance was higher than one for both traits, indicating over-dominance genetic control. epistasis interaction effects of additive × additive and dominance × dominance were significant for the both traits. for both measured traits, broad-sense heritability was estimated as moderate, while narrow-sense heritability was low indicating meaningful effct of dominance in controlling of the both studied traits. to improve the studied traits, it is ideal to apply the selection in advanced separating generations (after reaching relative purity) resulting from crossing with s-83-4 line. according to the results of segregating genes estimates, more than one gene is involved in the genetic control of the measured resistance components. according to the results of race determination, by molecular analysis of six effective resistance genes/loci of stem rust (sr22, sr24, sr25, sr26, sr31 and sr39) by the respective specific markers in line s-83-4, the presence of sr31 resistance gene, confirmed.