تنوع ژنتیکی قارچ Alternaria alternata عامل پوسیدگی زعفران با استفاده از نشانگرهای ملکولی در استان‌های خراسان رضوی و جنوبی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد بیماری شناسی گیاهی، گروه گیاهپزشکی، دانشگاه ایلام

2 دانشیار گروه گیاهپزشکی، دانشگاه ایلام

10.22048/jsat.2018.113230.1277

چکیده

بیماری لکه موجی با عامل Alternaria alternata یکی از مهمترین بیماری‌های گیاهی در دنیا به شمار می‌رود. برای تعیین تنوع ژنتیکی در جمعیت‌های قارچAlternaria 50 نمونه در سطح مزارع زعفران در استان‌ خراسان رضوی (کاشمر، تربت‌جام، تربت حیدریه، مه ولات، بردسکن) و استان خراسان جنوبی (قائنات، سرایان، بیرجند) جمع آوری گردید. در نهایت 50 جدایه قارچ A. alternata از نمونه‌های آلوده با استفاده از محیط کشت سیب زمینی، دکستروز، آگار جداسازی گردید. آزمایش مولکولی جدایه‌ها بعد از خالص سازی و شناسائی با استفاده از پنج جفت آغازگر ریز ماهواره انجام گرفت. در مجموع 22 آلل با میانگین 11.1 آلل در تمام جمعیت ها توسط آغازگرهای ریزماهواره تولید شد. بیشترین مقدار آلل مربوط به جمعیت مه ولات با 14 آلل و و کمترین جمعیتهای سرایان، بیرجند و قائن با 10 آلل بود. مقایسه پارامترهای تنوع ژنتیکی در هشت جمعیت نشان داد که جمعیت تربت جام بیشترین تنوع ژنتیکی را دارند. اما مقادیر پایینی برای قائنات محاسبه شده است. بیشترین و کمترین فاصله ژنتیکی بین قائن- مه ولات (328/0) و بردسکن- مه ولات (054/0) دیده شد. بر اساس دندروگرام جمعیت ها، دو گروه از همدیگر متمایز شدند؛ یک گروه شامل قائنات و دیگری بیرجند، مه ولات، سرایان، بردسکن، کاشمر، تربت جام و تربت حیدریه بود. تجزیه واریانس ملکولی نشان داد که میزان تنوع ژنتیکی در درون جمعیت 71% و بین جمعیت‌ها 29% می‌باشد. شباهت ژنتیکی بالایی بین جدایه ها از مناطق مختلف وجود داشت. نتایج به دست آمده از این مطالعه می‌تواند در اصلاح ارقام مقاوم زعفران و گسترش اقدام قرنطینه‌ای بسیار مفید باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Genetic Diversity of Alternaria alternata the Causal Agent of Saffron Rot in Southern and Razavi Khorasan Provinces Using Molecular Markers

نویسندگان [English]

  • Ghasem Najari 1
  • Khoshnood Nourollahi 2
1 Master of plant protection department, Ilam University
2 Associate professor of plant protection department, Ilam University
چکیده [English]

Alternaria leaf spot caused by Alternaria alternata is one of the most important plant diseases in world. In order to determine genetic diversity, 50 samples were collected from saffron farms of different regions in Razavi Khorasan province (Kashmar, Torbatjam, Torbathaidaryeh, Mahvellat, Bardeskan) and South Khorasan province (Qaen, Saraian, Brjand). A. alternata isolates were isolated with Potato Dextrose Agar media, Molecular test was carried out with a set of five pairs of SSR primers after purification and identification of isolates. A total of 22 alleles were produced by SSR primers with an average of 11.1 alleles in all populations. The highest amounts of alleles were related to locus Mavellat with 14 alleles and lowest of Saraian, Birjand and Qaen with 10 alleles. A Comparison of genetic diversity parameters in eight population showed that Torbatjam population has the highest genetic diversity but lower values were estimated for Qaenat. The highest and lowest genetic distance was detected between Qaen-Mahvellat (0.328) and Bardaskan-Mahvellat (0.054), respectively. Based on dendrogram of populations revealed two distinct groups, one group contained Qaen and the other Birjand, Mavellat, Saraian, Bardaskan, Kashmar, Torbatjam and Torbat hidaryeh. Analysis of molecular variance showed that 71 percent of the genetic diversity belongs to within populations and 29% is located among populations. There was the high genetic similarity between isolates from different regions. Results in this study will be useful in breeding for saffron resistant cultivars and developing necessary control measures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • genetic diversity
  • leaf Spots
  • Saffron
  • SSR
Abdel-Sattar, M.A., Khalil, M.S., Mohmed, I.N., Abd-Elsalam, K.A., and Verreet, J.A. 2003. Molecular phylogeny of Fusarium species by AFLP fingerprint. African Journal of Biotechnology 2 (3): 51-56.
Behnia, M. 1990. Saffron Agronomy. Tehran University Publications. Tehran, Iran. 480 p.
Chaerani, R.R., Groenwold, P., and Stam, R.E. 2007. Assessment of early blight Alternaria solani resistance in tomato using a droplet inoculation method. Journal of General Plant Pathology 73 (2): 96-103.
Dini-Andreote, F., Cristina Pietrobon, V., Andreote F.D., Romao, A.S, BellatoSposito, M., and Araujo, W.L. 2009. Genetic variability of Brazilian isolates of Alternaria alternata detected by AFLP and RAPD techniques. Brazilian Journal of Microbiology 40 (3): 670-677.
Doyle, J.J., and Doyle, J.L. 1990. A rapid total DNA preparation procedure for fresh plant tissue. Focus 12: 13-15.
Ghosta, Y. 2004. A taxonomic study on the genus Alternaria from Iran: doctoral thesis. Tarbiat Modarres University,
Tehran, Iran. (In Persian).
Izadpanah, K., Ashkan, M., Banihashemi, Z., Rahimian, H., and Minasian V. 2011. Plant Pathology. Volume II, Fifth Edition (translation), Tehran Aeezh publication. 360 p. (In Persian).
Kale, M.S., Pardeshi, V.C., Gurjar, G.S., Gupta, V.S., Gohokar, R.S., Ghoropade, P.B., and Kadoo, N.Y. 2012. Inter simple sequence repeat markers reveal high genetic diversity among A. alternata isolates of Indian origin. Journal of Mycology and Plant Pathology 42 (2): 194-200. 
Kolliker, R., Jones, E.S., Drayton, M.C., Dupal, M.P., and Forster, J.W. 2001. Development and characterization of simple sequence repeat (SSR) marker for white clover (Trifolium repens L.). Theoretical and Applied Genetics 102 (2): 416-424.
Litt, M., and Luty, J.A. 1989. A hyper variable microsatellite revealed by in vitro amplification of a dinucleotide repeat within the cardiac muscle actin gene. American Journal of Human Genetics 44 (3): 397-401.
Lourenzo, V., Rodriguez, T., Campos, A., Braganza, C., Scheuermann, K., Reis, A., Brommonschenkel, S., Maffia, L., and Mizubuti, S. 2011. Genetic structure of the population of Alternaria solani in Brazil. Journal of Phytopathology 159 (4): 233-240.
Martinezi, S.P., Snowdon, R., and Kuhnemann, J.P. 2004. Variability of Cuban and international populations of Alternaria solani from different hosts and localities AFLP genetic analysis. European Journal of Plant Pathology 110 (4): 399–409.
Montazeri, M., Greaves, M.P., Pei, M.H., and Ruiz, C. 2005. An analysis of genetic diversity in hyphal tip isolates of promising mycoherbicide Alternaria alternata for control of Amaranthus retroflexus. Iranian Journal of Weed Science 1 (1): 51-65.
Morris, P.F., Connolly, M.S., and St-Clair, D.A. 2000. Genetic diversity of Alternaria alternata isolated from tomato in California assessed using RAPDs. Mycological Research Journal 104 (3): 286-292.
Nagaty, M.A., El-Assal, E.D., and Rifaat, M.M. 2011. Characterization of the genetic diversity of peach cultivars in taif by RAPD-PCR, American Journal of Applied Sciences 8 (7): 708-715.
Naghavi, M., Gharayazi B., and Hosseini, G. 2005. Molecular Markers. Tehran University Press. 350 p. (In Persian).
Nourollahi, K., Haghi, Z., and Mehrabi Oladi, A. 2014. Study of genetic diversity of Fusarium verticillioides isolates the causal agent of crown and root rot in rice in Ilam province using SSR marker. Iranian Journal of Plant Protection Science 45 (1): 29-37. (In Persian).
Nourollahi, K., and Hasani, M. 2017. Genetic diversity of Alternaria alternata causal agent of early blight of tomato in Khuzestan province using SSRs marker.  Journal of Plant Protection 30(4): 573-586.
Okhvat, M., and Javad Zad, S. 2005. Mycology and Fungi Diseases in Plants. Vol 1, Aeej Publication, Tehran, Iran.
Peakall, R., and Smouse, P.E. 2012. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics 28 (19): 2537-2539.
Rohlf, F.J. 1998. NTSYS-pc. Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, version 2.02, Exeter Software, Setauket, NY. USA.
Sharma, T.R.T., and Tewari, J.P. 1998. RAPD analysis of three Alternaria species pathogenic to crucifers, Mycological Research 102 (7): 807–814.
Timmer, L.W., Peever, T.L., Solel, Z., and Akimitsu, K. 2003. Alternaria diseases of citrus – novel pathosystems, Phytopathologia Mediterranea 42(2):99-112.
Tran-Dinh, N., and Hocking, A. 2006. Isolation and characterization of polymorphic microsatellite markers for Alternaria alternata. Molecular Ecology 6 (2): 405–407.
Van der, Waals, J.E., Korsten, L., and Slippers, B. 2004. Genetic diversity among Alternaria solani isolates from potatoes in South Africa. Plant disease 88 (9): 959-964.
Weber, J.L., and May, P.E. 1989. Abundant class of human DNA polymorphisms which can be typed using the polymerase chain reaction. American Journal of Human Genetics 44 (3): 338-396.
Weir, T.L., Huff, D.R., Christ, B.J., and Romaine, C.P. 1998. RAPD-PCR analysis of genetic variation among isolates of Alternaria solani and A. alternata from potato and tomato. Mycologia 90 (5): 813-821.
 Yeh, F.C., Yang, R.C., and Boyle, T. 1999. Microsoft window-based freeware for population genetic analysis (POPGENE), ver.1.31,ftp://ftp.microsoft.com/softlib/MSLFILES/HPGL.EXE.
Zane, L., Bargelloni, L., and Patarnello, T. 2002. Strategies for microsatellite isolation, a review. Molecular Ecology 11 (1) : 1-16.