ردیابی ژن‌های مقاومت به بیماری پوسیدگی فوزاریومی ریشه و طوقه در ارقام گوجه‌فرنگی با استفاده از نشانگر RAPD
محورهای موضوعی : میکروب شناسی گیاهی
بهار مرید
1
(دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تاکستان، دانشکده کشاورزی، گروه گیاه پزشکی)
شهاب حاج منصور
2
(دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه بیماری شناسی گیاهی)
کلید واژه: پوسیدگی فوزاریومی طوقه, RAPD, ژن Frl,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: یکی از بهترین راه ‌های کنترل بیماری پوسیدگی طوقه و ریشه گوجه فرنگی ناشی از F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici استفاده از ارقام مقاوم می‌باشد. نشانگرهای مولکولی دارای همبستگی با ژن مقاومت، می‌توانند در برنامه‌های اصلاحی گوجه‌فرنگی مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این پژوهش، شناسایی ارقام مقاوم (دارا بودن ژن Frl) و حساس 27 رقم گیاه گوجه‌فرنگی با استفاده از نشانگر RAPD بود. مواد و روش‌ها: در ابتدا DNA مربوط به 27 رقم گیاه گوجه‌فرنگی با استفاده از روشCTAB استخراج شد. از تکنیک PCR برای شناسایی F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici استفاده شد. سپس برای تکثیر ژن مقاومت Frl از نشانگر RAPD (UBC 194) استفاده گردید. نتایج به کمک آزمون بیماری‌زایی تأیید شدند. یافته‌ها: در این مطالعه با استفاده از نشانگر UBC 194 مشخص گردید که از 27 رقم و هیبرید مورد مطالعه، باند شاخص 590 جفت بازی (وجود ژن مقاومت Frl) در20 رقم و هیبرید تشکیل شده بود. ارزیابی آزمون بیماری‌زایی نشان داد ارقامی از گیاه گوجه‌فرنگی که قطعه مربوط به ژن مقاومت Frl را تکثیر کرده بودند، فاقد هر نوع علایم بیماری بودند. اما گیاهانی که این قطعه ژنی را نداشتند، علایم بیماری را با شدت‌های مختلف نشان می‌دادند. نتیجه‌گیری: با کاشت ارقام مقاوم یافت شده در این پژوهش در مناطق آلوده، می‌توان بیماری پوسیدگی طوقه و ریشه را بدون استفاده از سموم شیمیایی کنترل نمود.
Background and Objectives: usarium crown rot caused by F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici is one of reasons of decrease in tomato yield worldwide.. Cultivation of resistant tomato cultivars is the best way to control this disease. Molecular markers linked to resistance genes would be useful for improving tomato breeding programs. This study was conducted to identify resistant (existence Frl gene) and sensitive varieties of tomatoes using RAPD marker. Material and Methods: DNA was extracted using CTAB method from 27 tomato varieties. PCR technique was used to identify F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici. Then RAPD marker UBC 194 was used to amplify resistance gene Frl. Results were confirmed by pathogenicity test. Results: In this study, based on UBC 194 marker it was found that 20 out of 27 tomato varieties and hybrids contained a 590 bp index band (existence of resistance gene Frl). Pathogenicity test showed that the tomato varieties that the resistance gene Frl was found in them had no symptoms while the varieties that did not contain the gene showed disease symptoms with different disease index. Conclusion: Plantation of resistant varieties in the infected areas can control this disease without using fungicides.
1. Fazio G, Stevens MR, Scott JW. Identification of RAPD markers linked to fusarium crown and root rot resistance (Frl) in tomato. Euphytica. 1999; 105(3): 205-210.
2. Benhamou N, Charest PM, Jarvis WR. Bioligy and host parasite relation of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, Tjamos EC, Beckman CH (Eds), Vasecular Wild Diseases of Plants: Basic Studies and Control, Berlin, Springer-Verlag. 1989: 95-105.
3. Menzies JG, Jarvis WR. The infestation of tomato seed by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, Plant Pathol. 1994; 43(2): 378-386.
4. Brayford D. Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, IMI descriptions of fungi and bacteria no. 1270. Mycopathologia. 1996; 133: 61-63.
5. Yamamoto I, Konada H, Kuniyasu K, Saito M, Ezuka A. A new race of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici inducing root rot of tomato. Proceedings of the Kansai Plant Protection Society. 1974; 16: 17-29.
6. Sato R, Araki T. On the tomato root-rot disease occurring under vinyl-house conditions in southern Hokkaido. Ann Rep Soc Plant Prot, North Jpn. 1974; 25: 5-13.
7. Harvis WR, Shoemaker RA. Taxonomic status of Fusarium oxysporum causing foot and root rot of tomato. Phytopathology. 1978; 68: 1679-1680.
8. Sonoda RM. The occurrence of Fusarium root rot of tomatoes in Florida. Plant Dis Rep. 1976; 60: 271-274.
9. Jarvis WR, Thorpe HJ. Susceptibility of Lycopersicon species and hybrids to the foot and root rot pathogen Fusarium oxysporum. Plant Dis Rep. 1976; 60(12): 1027-1031.
10. Rowe RC. Comparative pathogenicity and host ranges of Fusarium oxysporum isolates causing crown and root rot of greenhouse and field-grown tomatoes in North America and Japan. Phytopathology. 1980; 70(12): 1143-1148.
11. Menzies JG, Koch C, Seywerd F. Additions to the host range of Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici. Plant Dis. 1990; 74(8): 569-572.
12. Lindhout P. The perspectives of polygenic resistance in breeding for durable disease resistance. Euphytica. 2002; 124(2): 217-226.
13. Tanksley SD, Ganal MW, Prince JP, de Vicente MC, Bonierbale MW, Broun P, Fulton TM, Giovannoni JJ, Martin S, Messeguer GB, Miller RJC, Paterson AH, Pineda O, Ro MS, Wing RA, Wu W, Young ND. High density molecular linkage maps of the tomato and potato genomes. Genetics. 1992; 132(4): 1141-1160.
14. Tanyolac B, Akkale C. Screening of resistance genes to fusarium root rot and fusarium wilt diseases in F3 family lines of tomato (Lycopersicon esculentum) using RAPD and CAPs markers. Afr J Biotechnol. 2010; 9(19): 2727-2730.
15. Gerlach W, Nirenberg H. The genus Fusarium-A pictorial atlas. Mitteilungen aus der Biologischen Bundesanstalt Für Land-und Forstwirtschaft (Berlin-Dahlem). 1982; 209: 1-405.
16. Ausubel FM, Brent R, Kingston RE, Moore DD, Seidman JG, Smith JA, Struhl K. Current Protocols in Molecular Biology. John Wiley and Sons Inc: New York. 1994; 426.
17. Hirano Y, Arie T. PCR-based differentiation of Fusarium f. sp. lycopersici and radicis lycopersici and races of F. oxysporum f. sp. Lycopersici. J Gen Plant Pathol. 2006; 72(5): 273-283.
18. Validov SZ, Kamilova F, Lugtenberg BJJ . Pseudomonas putida strain PCL1760 controls tomato foot and root rot in stonewool under industrial conditions in a certified greenhouse. Biol Control. 2009; 48(1): 6-11.
19. Barone A, Frusciante L. Molecular marker-assisted selection for resistance to pathogens in tomato. In: Guimaraes E, Ruane J, Scherf BD, Sonnino A, Dargie JD (eds) Marker-assisted selection: current status and future perspectives in crops, livestock, forestry and fish /. FAO, Rome (Italy). Agriculture and Consumer Protection Dept., 978-92-5-105717-9, A1120. 2007; 153-164.
20. Hulbert SH, Webb CA, Smith SM, Sun Q. Resistancegene complexes: evolution and utilization. Annu Rev Phytopathol. 2001; 39: 285-312.
21. Zhang AW, Hartman GL, Curio-penny B, Pedersen WL, Becker KB. Molecular detection of Diaporthe phaseolorum and Phomopsis longicolla from soybean seeds. Phytopathology. 1999; 89(9): 796-804.
22. Hamelin R, Ouellette GB, Bernier L. Identification of Gremmeniel aabietina races with random amplified polymorphic DNA markers. Appl Environ Microbiol. 1993; 59(6): 1752-1755.
23. Goodwin PH, Annis SL. Rapid identification of geneticvariation and pathotype of Leptosphaeria maculans by randomamplified polymorphic DNA assay. Appl Environ
Microbiol. 1991; 57(9): 2482-2486.
24. Smith OP, Peterson GL, Beck RJ, Schaad NW, Bonde MR. Development of a PCR-based method for identificationof Tilletia indica, causal agent of Karnal bunt of wheat.
Phytopathology. 1996; 86(1): 115-122.
25. Zhang HY, Liu XZ, He CS, Zheng CM. Random amplified DNA polymorphism of Nicotiana tabacum L.cultivars. Biol Plant. 2005; 49(4): 605-607.
26. Singh M, Chaudhuri I, Mandal SK, Chaudhuri RK. Development of RAPD Markers linked to Fusarium Wilt Resistance Gene in Castor Bean (Ricinus communis L). Genet Engin Biotech J. 2011; 28: 1-9.
27. Brown RN, Myers JR. RAPD Markers Linked to Morphological and Disease Resistance Traits in Squash. Cucurbit Genet Coop Rep. 2001; 24: 91-93.
28. Young RA, Kelly JD. RAPD Markers Flanking the Are Gene for Anthracnose Resistance in Common Bean. J Amer Soc Hort Sci. 1996; 121(1): 37-41.
29. Faleiro FG, Vinhadelli WS, Ragagnin VA, Correa RX, Moreira MA, Barros EG. RAPD markers linked to a block of genes conferring rust resistance to the common bean. Genet Mol Biol. 2000; 23(2): 399-402.
30. Dalkilic Z, Timmer LW, Gmitter FG. Linkage of an Alternaria Disease Resistance Gene in Mandarin Hybrids with RAPD Fragments. J Amer Soc Hort Sci. 2005; 130(2): 191-195.
31. Mutlu N, Boyac FH, Gocmen M, Abak K. Development of SRAP, SRAP-RGA, RAPD, and SCAR markerslinked with a Fusarium wilt resistance gene in eggplant. Theor Appl Genet. 2008; 117(8): 1303-1312.
32. Wang A, Meng F, Xu X, Wang Y, Li J. Development of Molecular MarkersLinked to Cladosporium fulvumResistant Gene Cf-6 in Tomato by RAPD and SSR Methods. Hort Sci. 2007; 42(1): 11-15.
33. Araujo LG, Prabhu AS, Pereira PA, Silva GB. Marker-assisted selection for the rice blast resistance gene Pi-ar in a backcross population. Crop Breed Appl Biotechnol. 2010; 10(1): 23-31.