ارزیابی واکنش لاین‌‌ها و هیبریدهای سورگوم علوفه‌‌ای به بیماری لکه برگی

مقدمه: بیماری لکه برگی سورگوم ‏‎(target leaf spot)‎‏ که عامل آن گونه قارچی bipolaris sorghicola است، یکی از بیماری های برگی مهم در سورگوم به ‏شمار می رود و چنانچه قبل از گلدهی ایجاد شود، می تواند منجر به خسارت و کاهش ‏بیش از 50 درصدی عملکرد دانه شود‎. این بیماری در ایران نیز ‏دارای اهمیت زیادی است و معمولاً در اغلب مناطق مرطوب کشور که گیاه سورگوم کشت ‏می‎شود، وجود دارد. با توجه به اینکه تحقیقات انجام شده در کشور روی عوامل بیماری زای لکه برگی در سورگوم و به ویژه در زمینه مقاومت ارقام سورگوم به عوامل لکه برگی بسیار اندک است،از این رو  انجام تحقیقات در این زمینه ضروری به نظر می رسد. بر این اساس، تحقیق حاضر با هدف ارزیابی واکنش ژنوتیپ های مختلف سورگوم به بیماری لکه برگی انجام شد. از ژنوتیپ های مقاوم شناسایی شده در این تحقیق می توان جهت انتقال صفات مطلوب به گیاه میزبان در برنامه‏ های به نژادی آینده استفاده کرد.مواد و روش ها: به منظور ارزیابی واکنش ژنوتیپ های مختلف سورگوم علوفه ای به بیماری های لکه برگی، 25 ژنوتیپ سورگوم شامل 10 هیبرید تجاری و 15 لاین امیدبخش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو منطقه کرج و گرگان مورد ارزیابی قرار گرفتند. آلودگی مصنوعی ژنوتیپ ها در مزرعه با مخلوطی از چند جدایه بیماری زای قارچ عامل بیماری طی دو مرحله انجام شد. مرحله اول، با روش تزریق سوسپانسیون اسپور (3 میلی لیتر در هر حلقه) با استفاده از سرنگ در مرحله سه تا چهار برگی، و مرحله دوم، با روش بازوکا با قرار دادن 2-3 دانه سورگوم آغشته به قارچ در مرحله شش تا هشت برگی، انجام شد. جهت ارزیابی واکنش ژنوتیپ ها و پیشرفت بیماری، صفاتی مانند درصد بوته های آلوده (di%) و شدت بیماری روی هر گیاه (ds%) دو هفته پس از آخرین مایه زنی یادداشت برداری شد. علاوه بر آزمایش مزرعه ای، واکنش ژنوتیپ ها به بیماری در یک آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت.یافته های تحقیق: نتایج این آزمایش نشان داد که تفاوت معنی داری بین ژنوتیپ های سورگوم مورد مطالعه از نظر مقاومت یا حساسیت به بیماری وجود داشت. بررسی شدت بیماری ژنوتیپ ها نشان داد که شدت بیماری لاین ها و هیبریدهای مورد آزمایش در منطقه کرج از 0.7 تا 51.7 درصد و در منطقه گرگان از 1.7 و 66.3 درصد متغییر بود. هیبرید شماره 8 (fgcs110) با شدت بیماری 0.7 و 1.7 درصد به ترتیب در منطقه کرج و گرگان، کم ترین میزان شدت بیماری را نشان داد و به عنوان مقاوم ‌ترین ژنوتیپ در هر دو منطقه شناخته شد و در مقابل، لاین شماره 2 (fgs109) با شدت بیماری 51.7 و 66.3 درصد به ترتیب در منطقه کرج و گرگان، حساس ترین ژنوتیپ به بیماری بود. علاوه بر این، بین مناطق مورد مطالعه نیز تفاوت آماری معنی داری از نظر شدت بیماری کلیه ژنوتیپ ها مشاهده شد، به طوری که شدت بیماری ثبت شده در منطقه گرگان  نسبت به کرج بیش تر بود. همچنین، همبستگی  مثبت و معنی داری (r = +0.74** ) بین شدت بیماری و درصد آلودگی ارزیابی شده در ژنوتیپ های مختلف سورگوم در دو منطقه مورد مطالعه وجود داشت. نتایج آزمون گلخانه ای نیز نتایج آزمون مزرعه ای را تایید کرد.نتیجه گیری: نتایج این تحقیق منجر به شناسایی ژنوتیپ های مقاوم و نیمه مقاوم به بیماری لکه برگی در بین مواد ژنتیکی مورد مطالعه شد که می‌توان از آنها در برنامه های به نژادی آینده استفاده کرد. نتایج به دست آمده از منطقه کرج نشان داد که ژنوتیپ شماره 8 (هیبرید خارجی fgcs110) واکنش بسیار مقاوم، لاین شماره 13 و هیبریدهای خارجی شماره 1، 6، 7 و 10 واکنش مقاوم و تعداد 11 لاین به همراه یک هیبرید خارجی نیز واکنش نیمه مقاوم به بیماری را نشان دادند. در مقابل در منطقه گرگان، هیبریدهای شماره 7، 8 و 10 از گروه هیبریدهای خارجی، واکنش مقاوم و هفت لاین و پنج هیبرید خارجی نیز واکنش نیمه مقاوم به بیماری داشتند و در هیچ یک از لاین های مورد مطالعه در این منطقه واکنش مقاومت مشاهده نشد.

reaction of forage sorghum lines and hybrids to target leaf spot

introductiontarget leaf spot of sorghum, caused by fungal species bipolaris sorghicola, is considered as one of the most important leaf diseases in sorghum, so that occurrence before flowering, can lead to damage and reduction of more than 50% of grain yield. this disease is also significant in iran and usually occurs in most of the humid regions of the country, where sorghum is cultivated. since there are very few researches on leaf spot diseases in sorghum especially on the resistance of sorghum cultivars in the country, it seems necessary to carry out research in this field. therefore, the present research was carried out with the aim of evaluating the response of different sorghum genotypes to leaf spot disease. the resistant genotypes identified in this research can be used to transfer favorable characteristics to the host plant in future breeding programs.materials and methodsto study the reaction of different forage sorghum genotypes to target leaf spot, 25 sorghum genotypes, including ten commercial hybrids and 15 promising lines were evaluated in a randomized complete block design with three replications in two regions, karaj and gorgan. artificial inoculation of genotypes in the field was carried out with a mixture of several pathogenic isolates of the disease-causing fungus in two stages. the first, at the 3-4 leaf stage by injection of spore suspension (3 ml per each whorl) using a syringe stage, and the second, at the 6-8 leaf stage using the bazooka method by placing 2-3 fungus infested sorghum grains in the whorl of each plant. to evaluate the reaction of genotypes and progress of the disease, characteristics such as percentage of disease incidence (di%) and disease severity on each plant (ds%) were recorded two weeks after the last inoculation. in addition to the field experiment, the reaction of the genotypes to the disease was investigated in a greenhouse experiment based on a completely randomized design with three replications.research findingsthe results of this experiment showed that there was a significant difference between the studied sorghum genotypes in terms of resistance or susceptibility to leaf spot. comparison of genotypes showed that the disease severity of the studied lines and hybrids varied from 0.7% to 51.7% in the karaj region, and from 1.7% to 66.3% in the gorgan region. hybrid no. 8 (fgcs110) with 0.7% and 1.7% disease severity in the karaj and gorgan regions, respectively, had the lowest disease severity and was recognized as the most resistant genotype in both regions. in contrast, line no. 2 (fgs109) with disease severity of 51.7% and 66.3% in karaj and gorgan regions, respectively, was the most susceptible genotype. furthermore, a statistically significant difference was observed among the studied regions for disease severity of all genotypes, so that the recorded disease severity in gorgan was higher than in karaj. also, there was a positive and significant correlation (r = +0.74, p< 0.01) between disease severity (ds%) and disease incidence (di%) measured in different sorghum genotypes in two studied locations. the results of greenhouse experiment also confirmed the results of field experiment.conclusionthe results of the current research led to the identification of resistant and semi-resistant sorghum genotypes to leaf spot among the studied genetic materials, which can be used in future breeding programs. the results obtained from the karaj region showed that genotype no. 8 (foreign hybrid fgcs110) was highly resistant, line no. 13 and foreign hybrids no. 1, 6, 7, and 10 were resistant, and the number of 11 lines along with a foreign hybrid were semi-resistant. in the gorgan region, foreign hybrids no. 7, 8, and 10 were resistant, and seven lines and five foreign hybrids also had a semi-resistant reaction to the disease, while no resistance reaction was observed in any of the studied lines in this region.