مشارکت ژن NPR1 و چند ژن مرتبط با بیماری زایی در مقاومت برنج رقم خزر به سوختگی باکتریایی برنج (Xanthomonas oryzae pv. oryzae)

سوختگی باکتریایی برنج ناشی از Xanthomonas oryzae pv. oryzae از بیماریهای مخرب برنج در مناطق مختلف دنیا محسوب می گردد. عدم کارایی مناسب مدیریت شیمیایی و آلودگی های زیست محیطی، استفاده از ارقام مقاوم یکی از موثرترین و اقتصادی ترین روش مدیریت این بیماری می باشد. فقدان اطلاعات کافی در زمینه فهم مکانیسم مقاومت در برنج های ایرانی و ارقام مقاوم، نیاز مطالعه مولکولی و ارزیابی بیان ژن های مقاومت ارقام مقاوم و حساس  در تعامل با عامل بیماری، ضروری به نظر می رسد.

در این پژوهش الگوی بیان ژن NPR1  و چند ژن مرتبط با بیماری زایی (از جمله PR1b، PR3، PR5) در بازه های زمانی مختلف بعد از مایه زنی، در ارقام مقاوم (خزر) و حساس (طارم محلی) نسبت به سوختگی باکتریایی به روش QRT-PCR انجام گرفت.

مطالعه الگوی بیان ژن ها، روند افزایش بیان ژن های بررسی شده را  در رقم مقاوم خزر  نسبت به رقم حساس و معنی دار بودن آن را از ساعت های اولیه پس از تلقیح تایید کرد. حداکثر بیان ژن NPR1 در رقم مقاوم خزر  12 ساعت پس از تلقیح بیمارگر بوده است. در بیان ژن های مرتبط با بیماری زایی نیز  فعالیت ژن PR1b در 72 ساعت پس از تلقیح بیمارگر در رقم مقاوم 11/2 برابر و در 96 ساعت پس از تلقیح 25/7 برابر نسبت به رقم حساس بوه است. سطح بیان بالای ژن PR3 در 12 تا 48 ساعت پس از آلودگی در رقم مقاوم  به ترتیب 38 و 10/4 برابر رقم حساس طارم محلی ارزیابی شد. میزان بیان ژن PR5 در رقم مقاوم خزر در ساعات 48، 72 و 96 به ترتیب4/1، 7/6 و 22 برابر رقم حساس طارم محلی بوده است.

از آنجایی که تجمع رونویسی  mRNAو افزایش بیان این ژن ها یک شاخص ارزیابی مهم بروز واکنش دفاعی در تعامل با عامل بیماری می باشد، فعالیت این ژن ها نشان از وجود پتانسیل مقاومت نسبت به این باکتری در رقم تجاری ایرانی خزر در برابر این بیماری مهم محسوب می شود. در مجموع فعال شدن مسیرهای مختلف مقاومت سیستمیک و القای ژن های مقاومت در بروز مقاومت رقم خزر نسبت به رقم حساس طارم محلی، بخشی از ساز وکار دفاعی برنج در مقابل باکتری Xoo می باشد. نتایج این تحقیق به همراه ارزیابی بیان ژن می تواند نوید کارایی مناسب رقم خزر در زمان اپیدمی شدن بیماری و یا پتانسیلی برای انتقال ژن مقاومت به ارقام حساس در مدیریت تلفیقی یا ایجاد مقاومت هرمی باشد.