بررسی تنوع ژنتیکی برخی از ژنوتیپ‌های خربزه و طالبی آلوده به پژمردگی آوندی فوزاریومی از نظر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی‌‌ارشد دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد پژوهش مؤسسۀ تحقیقات اصلاح و تهیۀ نهال و بذر

چکیده

بیماری پژمردگی آوندی یکی از مهم‌ترین بیماری‌های خربزه و طالبی است. در این پژوهش 24 تودۀ بومی که از نقاط مختلف ایران جمع‌آوری شده بود به همراه 8 اینبرد لاین برای شناسایی منبع جدیدی از مقاومت به بیماری در یک طرح بلوک‌های‌ کامل تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه و گلخانه در سینی‌های حاوی خاک رس، پیت‌ماس و پرلیت مطالعه شد. ریشه‌های زخمی‌شدۀ گیاهچه‌های 1 تا 2 برگی 15 روزه در 50 میلی‌لیتر سوسپانسیون اسپور Fusarium oxysporum f. sp. melonis با غلظت 106 × 1 در میلی‌لیتر به‌مدت سه‌ تا چهار دقیقه قرار گرفتند و به سینی‌های کشت برگردانده شدند. نمونۀ ریشه‌ دو روز بعد از تجدید کاشت از گیاهان آلوده‌شده تمام ژنوتیپ‌های مطالعه‌شده حساس، نیمه‌مقاوم و مقاوم برای بررسی تغییرات بیوشیمیایی طی 5 مرحله به‌مدت 8 روز گرفته شد و در دمای 80- درجۀ سانتی‌گراد نگهداری شد. در تیمار شاهد از آب‌مقطر سترون استفاده شد. میزان آنزیم‌های پراکسیداز، پلی‌فنل اکسیداز، کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و ترکیبات فنلی برای تعیین مقاومت به بیماری به همراه سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری و شدت بیماری مطالعه شد. بررسی تنوع ژنتیکی توده‌های خربزه و طالبی برمبنای صفات مذکور با استفاده از روش‌های آماری تجزیۀ خوشه‌ای و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی انجام شد. نتایج تجزیۀ واریانس نشان داد که آلودگی ژنوتیپ‌ها به قارچ عامل پژمردگی آوندگی منجر به تغییرات بیوشیمیایی ‌شد. سطح آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت و محتوای فنل‌کل در شرایط پاسخ به آلودگی به فوزاریوم فوم 2/1 افزایش یافت. بیشترین فعالیت پراکسیداز، پلی‌فنل اکسیداز، کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و ترکیبات فنلی چهار تا شش روز پس از آلودگی برای ژنوتیپ‌های مختلف مشاهده شد. در خوشه‌بندی ارقام بر‌اساس روش وارد، 32 ژنوتیپ در 3 گروه قرار گرفتند. تجزیه به مؤلفه‌های اصلی متغیرهای مطالعه‌شده را به 2 مؤلفه با واریانس تجمعی 96‌درصد کاهش داد. بیشترین فاصله مربوط به ژنوتیپ‌های ایزابل و شادگانی2 (21/27) بود. بنابراین، ایزابل خارجی مقاوم‌ترین و تودۀ شادگانی2 حساس‌ترین توده به بیماری شناخته شد. توده‌های زرد ایوانکی، شارنته فوم1، جاپالیزی و مگسی در یک گروه قرار گرفتند. بنابراین، می‌توان از تلاقی این توده‌ها در تولید جمعیت‌های پایه برای مطالعۀ نحوۀ عمل و شناسایی ژن(های) مؤثر در تحمل به پژمردگی آوندی فوزاریومی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Genetic diversity of some melon and cantaloupe genotypes infected with Fusarium wilt via antioxidant enzymes activity

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Hanifei 1
  • Hamid Dehghani 2
  • Rajab Choukan 3
1 College of Agriculture, University of Tarbiat Modares, Tehran, Iran
2 College of Agriculture, University of Tarbiat Modares, Tehran, Iran
3 Seed and Plant Improvement Research Institute, Karaj, Iran
چکیده [English]

Fusarium wilt disease is one of the major plant diseases that affect melon production. In this study a total of 23 landraces and breeding lines of melon were collected from different regions of Iran planted in a randomized complete block design with three replications and were studied to find new sources of resistant ones in the tray contained clay, pith mass and perlite in greenhouse. The root of seedlings after reaching at one to two true leaf stages were placed in a high inoculum concentrations of 1×106 spores per ml of Fusarium oxysporum f. sp. melon for 3-4 min and then, roots were wounded. Root samples from infected plants of all sensitive, semi-resistant and resistant genotypes were taken to examine biochemical changes for 8 days after 2 days of transplanting in 5 times and were kept in −80°C. The root of control plants dipped in tap water. The activity of peroxidase (POX, EC 1.11.1.7), polyphenol oxidase (PPO, EC 1.14.18.1), Catalase (CAT, EC 1.11.1.6), Superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) and Phenolic compounds (PCs) were measured. Area under disease progress curve and disease severity were studied to identify relationship between disease resistance and enzymatic composition. The results of analysis of variance showed that infection of melon seedling with F. oxysporum race 1.2 led to many biochemical changes. The level of antioxidant defensive enzyme and PCs content increased in response to infection by the Fom 1.2. The activity of POX, PPO, SOD, PCs and CAT in different genotypes approached to highest level at 4 days after inoculation. In clustering of cultivars via Ward method, 32 landraces clustered into three groups. Principal component analysis diminished all of variables to two components with 96% cumulative variances. Isabelle and Shadegani 2 landraces had the maximum genetic distance together. The Isablle and Shadegani 2 were identified as the most resistance and the most susceptible genotypes, respectively. The Isablle, Zard Eyvanakey, Charentais Fom1, Japalizi and Maghasi placed in the same group. Therefore, by crossing between these land races, the basic population could be obtained to study the gene action and to identify the effective gene(s) regarding tolerance to fusarium wilt.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biochemical changes
  • Cluster Analysis
  • Fom 1.2
  • Genetic diversity
  • Principal component analysis