اولین گزارش نژاد ttrtf عامل زنگ ساقه گندم puccinia graminis f. sp. tritici از شمال غرب ایران (شمال غرب، اقلیم سرد)

زنگ ساقه یا سیاه گندم با عامل قارچی puccinia graminis f. sp. tritici از مهم ترین و خسارت زاترین بیماری های گندم در سراسر جهان می باشد. بیمارگر زنگ ساقه‌ی گندم به دلیل داشتن میزبان های حدواسط و تکمیل چرخه زندگی خود از طریق تولید مثل جنسی (نوترکیبی های ژنی) دارای تغییرپذیری و انعطاف پذیری بالا در تولید نژادهای جدید با الگوی بیماری زایی متفاوت می باشند. نژاد ttrtf یکی از نژادهای جدید و پرآزار بیمارگر زنگ ساقه گندم می‌باشد که از سال 2014 در جورجیای آمریکا وجود داشته است، ولی برای اولین بار در سال 2016 به دنبال شیوع گسترده بیماری زنگ ساقه در مزارع گندم دوروم از سیسیل ایتالیا گزارش شد (patpour et al. 2018). این نژاد که در سال 2016 در مصر مشاهده شده بود، در سال 2018 از این کشور، و متعاقبا در سال 2017 از مجارستان و در سال 2020 از اریتره گزارش شد (patpour et al. 2020). در این پژوهش طی سال‌های 1393 تا 1398، از مناطق مختلف ایران 150 نمونه زنگ ساقه از روی گندم های آلوده جمع آوری شد. تعیین نژاد جدایه های تک جوش شده با استفاده از مجموعه‌ی 20تایی ژنوتیپ های گندم افتراقی آمریکای شمالی (تهیه شده از مرکز سیمیت) و مجموعه‌ 45تایی ژنوتیپ های افتراقی تکمیلی (تهیه شده از ایکاردا) از طریق روش کددهی جین و همکاران (jin et al. 2008) انجام شد. تیپ آلودگی ژنوتیپ های افتراقی پس از گذشت 14 روز از مایه زنی براساس مقیاس تغییر یافته صفر تا چهار mcintosh et al. (1995) ثبت گردید. نتایج تعیین نژاد حاکی از آن بود که تنوع نژادی بالایی در بین جدایه ها وجود داشت. تعیین نژاد جدایه‌های منطقه‌ اشنویه استان آذربایجان‌غربی منجر به شناسایی نژاد ttrtf در شمال غرب کشور شد. واکنش ژنوتیپ های حامل ژن های sr5، sr6، sr7a، sr7b، sr8a، sr8b، sr9a، sr9b، sr9d، sr9e، sr9g، sr10، sr11، sr12، sr13، sr14، sr15، sr16، sr17، sr18، sr19، sr20، sr21، sr23، sr28، sr29، sr34، sr35، sr36، sr37، sr38، srtmp وsrmcn نسبت به این نژاد به‌صورت حساسیت، و واکنش ژنوتیپ های حامل ژن های sr22، sr24، sr25، sr26، sr27، sr30، sr31، sr32، sr33، sr39 و sr40 نسبت به این نژاد به صورت مقاومت مشاهده شد. واکنش ژنوتیپ های حامل ژن های sr44، sr45 و sr50 (ژن های مقاومت در مرحله گیاه بالغ) نسبت به نژاد ttrtf به صورت حساسیت گزارش شده است (patpour et al. 2020). برخی از ژن های مقاومت به زنگ سیاه که در مقابل اغلب نژادهای قارچ p. graminis f. sp. tritici در کشور موثر بودند، نسبت به این نژاد بی اثر شده اند. نژاد ttrtf به دلیل داشتن الگوی جدید بیماری زایی، تهدیدی جدی برای امنیت غذایی جهان به ویژه در مناطق مستعد زنگ ها مانند ایران به شمار می‌رود. شناسایی منابع مقاومت موثر نسبت به این نژاد و استفاده از آن‌ها در برنامه های به نژادی گندم یکی از راهکارهای اصلی مدیریت بیماری زنگ سیاه می باشد.

First report of TTRTF race of the wheat stem rust pathogen, Puccinia graminis f. sp. tritici from Iran (Northwest, Cold Zone)

Stem rust or black rust of wheat caused by Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt) is one of the most important and devastating wheat diseases, worldwide. Pgt possesses a high potential of genetic recombination through sexual reproduction on intermediate host which could lead to the production of new races with various virulence patterns. TTRTF, one of the novel and virulent races of Pgt, has been present in Georgia, USA since 2014; however, it was officially reported in 2016 following a widespread outbreak of stem rust on durum wheat in Sicily, Italy (Patpour et al. 2018). This race was observed in Egypt in 2016, and reported from Hungry, Egypt and Eritrea in 2017, 2018 and 2020, respectively (Patpour et al. 2020). In this study, 150 stem rust samples were collected from infected wheat fields in different regions of Iran during 2014 to 2019. Race analysis of singlepustuled isolates was carried out using 20 North American differential wheat genotypes (obtained from CIMMYT) as well as a set of 45 supplementary differential genotypes (obtained from ICARDA) based on Jin et al. (2008) method. Infection types of differential genotypes were recorded based on modified 04 scale of McIntosh et al. (1995) at 14 dpi. Results revealed high pathotypic (race) diversity among collected Pgt isolates. Race analysis of isolates from Oshnavieh region, West Azerbaijan province led to identification of the race TTRTF from northwest of Iran. Inoculation of wheat genotypes carrying the resistance genes Sr5, Sr6, Sr7a, Sr7b, Sr8a, Sr8b, Sr9a, Sr9b, Sr9d, Sr9e, Sr9g, Sr10, Sr11, Sr12, Sr13, Sr14, Sr15, Sr16, Sr17, Sr18, Sr19, Sr20, Sr21, Sr23, Sr28, Sr29, Sr34, Sr35, Sr36, Sr37, Sr38, SrTmp < /em> and SrMcn revealed susceptible reaction to TTRTF. Contrarily, wheat genotypes carrying the resistance genes Sr22, Sr24, Sr25, Sr26, Sr27, Sr30, Sr31, Sr32, Sr33, Sr39 and Sr40 were evaluated as resistant to this race. However, reaction of genotypes carrying the genes Sr44, Sr45, and Sr50 (adult plant resistance genes) to TTRTF race of Pgt has been reported as susceptible (Patpour et al. 2020). Some of the Sr resistance genes that displayed effectiveness against many Iranian P. graminis f. sp. tritici races are ineffective to this race. Due to new virulence pattern, this race is assumed as a serious threat to global food security, particularly in rust suitable areas including Iran. Identification of effective sources of resistance to TTRTF, and exploiting them in wheat breeding programs could be considered as one of the main strategies in stem rust management.