ارزیابی مزرعه ای مقاومت به سفیدک پودری در ژرم پلاسم گندم نان

سفیدک پودری گندم که توسط قارچ بیوتروف Blumeria graminis f. sp. tritici ایجاد می شود، تهدیدی جدی برای تولید گندم در بسیاری از مناطق دنیا به شمار می رود. این بیماری می تواند عملکرد را تا 45 درصد داده و با تاثیر سوء بر پروتیین آرد، کیفیت دانه ها را کاهش دهد. به دلیل اتخاذ سیستم های زراعی پربازده که مستلزم استفاده زیاد از کودهای نیتروژنی و آبیاری زیاد است و نیز به دلیل تغییرات اقلیمی در جهت زمستان های ملایم تر و افزایش بارش در نواحی تولید گندم، اهمیت بیماری سفیدک پودری رو به افزایش است. یکی از مفیدترین راه کارها جهت کنترل بیماری سفیدک پودری، شناسایی منابع مقاومت در بین ژرم پلاسم است که به عنوان اقتصادی ترین روش در نزد زارعین نیز شناخته می شود. این تحقیق به منظور شناسایی نمونه های ژنتیکی مقاوم به سفیدک پودری در کلکسیون گندم نان بانک ژن گیاهی ملی ایران انجام شد.

مواد گیاهی این تحقیق، 173 نمونه ژنتیکی گندم نان از کلکسیون بانک ژن گیاهی ملی ایران دریافتی از کشورهای مختلف بود که به منظور شناسایی منابع مقاومت به بیماری سفیدک پودری، به مدت سه سال زراعی (1400-1397) در ایستگاه های تحقیقاتی عراقی محله گرگان و قراخیل ساری به عنوان کانون های آلودگی تحت شرایط آلودگی طبیعی مورد بررسی قرار گرفتند. برای ارزیابی واکنش مقاومت ژنوتیپ ها به بیماری از سیستم امتیازدهی دو رقمی استفاده شد که در آن، رقم اول بر اساس توسعه آلودگی در ارتفاع گیاه و رقم دوم بر اساس شدت بیماری برحسب درصد آلودگی سطح برگ پرچم اندازه گیری می شود. سپس از ترکیب دو معیار توسعه بیماری و شدت بیماری، ضریب آلودگی محاسبه و در تجزیه های آماری استفاده شد. از تجزیه خوشه ای به روش K-Means به منظور گروه بندی ژرم پلاسم و از تجزیه تابع تشخیص مبتنی بر مولفه های اصلی به منظور تایید نتایج تجزیه خوشه ای استفاده شد. ارتباط بین واکنش نمونه های ژنتیکی در سال ها و مکان های مختلف نیز با استفاده از تجزیه مقیاس بندی چندبعدی مورد بررسی قرار گرفت و سپس میزان پایداری واکنش مواد ژنتیکی مورد بررسی طی سال ها و مکان های آزمایش با استفاده از معیار پایداری اکووالانس ریک بر اساس ضریب آلودگی بررسی شد.

نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که متوسط ضریب آلودگی طی سه سال زراعی مورد مطالعه در ایستگاه قراخیل ساری از 05/0 تا 29/0 درصد و در ایستگاه عراقی محله گرگان از 25/0 تا 33/0 درصد متغیر بود. مواد ژنتیکی مورد مطالعه با استفاده از تجزیه خوشه ای به روش K-means در پنج گروه مختلف تفکیک شدند و گروه چهارم با 68 ژنوتیپ، به عنوان مقاوم ترین گروه شناسایی شد. بر اساس نتایج این آزمایش، نمونه های ژنتیکی KC 5292 (ترکیه) و KC 5824 (اتریش) به عنوان ژنوتیپ های مقاوم و نمونه های ژنتیکی KC 5389، KC 5579 و KC 5476 (ایران)، KC 5772، KC 5773 و KC 5384 (افغانستان)، KC 5133 و KC 5147 (پرتغال)، KC 5715 (ژاپن) و KC 5801  (با منشاء نامعلوم) به عنوان ژنوتیپ های مقاوم تا نیمه مقاوم شناسایی شدند و دارای با ثبات ترین واکنش نسبت به بیماری طی سال ها و مکان های گوناگون بودند.

نتایج این تحقیق نشان داد که ظرفیت ژنتیکی مناسبی برای شناسایی منابع مقاومت به سفیدک پودری در ذخایر ژنتیکی گندم وجود دارد. مواد ژنتیکی برتر و مقاوم شناسایی شده در این تحقیق می توانند به منظور اصلاح مقاومت به سفیدک پودری در گندم در برنامه های به نژادی آینده مورد استفاده قرار گیرند.