ارزیابی تنوع ژنتیکی جمعیت های گونه Septoria populi بر روی درختان صنوبردر استان آذربایجان شرقی با استفاده از نشانگرهای مولکولی
/مینا میرزائی
: کشاورزی
، ۱۳۹۴
، راشدی
چاپی
کارشناسی ارشد
بیماری شناسی گیاهی
۱۳۹۴/۱۰/۳۰
تبریز
صنوبر از جمله درختان بسیار سریع رشد نیم کره شمالی میصباشد .صنایع و کارخانهصهای فراوانی در دنیا ، از نظر مصرف چوب و سایر مشتقات آن، وابسته به گونهصها و هیبریدصهای تولید شده از این درختان هستند .این امر به دلیل ویژگیصهای ممتاز فیزیکیص، مکانیکی و شیمیایی چوب تولید شده توسط این درختان میصباشد .در پی گسترش کشت انبوه این درخت در مناطق مختلف، بیماریصهای لکه برگی، که از جمله بیماریصهای مهم و جدی این درختان میصباشد توسعه یافته و همه ساله خسارت زیادی به این میزبان وارد میصنمایند .از جمله این بیماریصهای لکه برگی، بیماری لکه برگی صنوبر میصباشد که توسط قارچ Septoria populi ایجاد میصشود .همانند هر بیماری دیگر مدیریت موثر این بیماری نیز نیازمند اطلاع کافی از بیمارگر، از جمله شناسایی دقیق راهصهای بقا، طیف میزبانی، بررسی تنوع ژنتیکی و شناسایی مرحله جنسی عامل بیماری میصباشد .اطلاعات اندکی در مورد پتانسیل ایجاد مرحله جنسی و اهمیت تکثیر جنسی در چرخه زندگی این گونه قارچی وجود دارد .با توجه به این که تولید مثل جنسی عامل اصلی نوترکیبی جنسی و افزایش تنوع ژنتیکی در جمعیتصها می باشد، بررسی پتانسیل تشکیل مرحله جنسی در جمعیتصهای این گونه قارچی میصتواند در جهت مدیریت عامل بیماری موثر باشد .با توجه به اینکه ایدیومورفصهای تیپ آمیزشی برای این گونه قارچی هنوز همسانه سازی نشده است .امکان طراحی آغازگر برای شناسایی تیپصهای آمیزشی وجود ندارد .بنابراین در جهت بررسی حضور تولید مثل جنسی در چرخه زندگی این گونه، در تحقیق حاضر از القای مرحله جنسی با روش تلاقی در شرایط ازمایشگاهی استفاده گردید .هم چنین جهت پی بردن به ساختار جمعیتی و تنوع ژنتیکی در جمعیتصهای گونه S. populi در استان آذربایجان شرقی از نشانگرهای مولکولی (RAPD و ISSR) استفاده شد .برای این منظور در مرداد و شهریور سالصهای ۱۳۹۲ و ۱۳۹۴ نمونه برداریصهایی از مناطق مختلف استان آذربایجان شرقی شهرهای اهر، کلیبر، هوراند، جلفا، میانه، مرند و بستان آباد و بخشی از استان آذربایجان شرقی شهر خوی به عمل آمد .جداسازی و خالص سازی مطابق روشصهای معمول انجام پذیرفت .بررسی تنوع ژنتیکی در این جدایهصها با استفاده از سه آغازگر تصادفی(OPB۰۱ ،OPB۱۰ ، OPA۱۳) و دو آغازگر ریز ماهواره(SAT۱ ، SAT۲) صورت گرفت .برای پی بردن به وقوع مرحله جنسی جدایهصهای مناطق مختلف به طور تصادفی باهم تلاقی شدند .پس از جداسازی و خالص سازی ۱۴۲ جدایه قارچی به دست آمد که با بررسیصهای ریخت شناختی و مولکولی همه جدایهصها گونه S. populi تشخیص داده شدند .جهت بررسی تنوع ژنتیکی از میان ۱۴۲ جدایه قارچی به دست آمده، ۵۵ جدایه قارچی از مناطق مختلف انتخاب شد .نتایج این بررسی نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی در بین جمعیت-های مورد مطالعه وجود دارد .همچنین مشخص گردید که جدایهصهای با منشاء جغرافیایی مختلف در گروهصهای مختلف قرار گرفتند .تنوع ژنتیکی مشاهده شده در S. populi برای یک میگروارگانیسم با تولید مثل غیر جنسی بسیار زیاد است .این تنوع نمیصتواند در اثر انواع جهشصها صورت گرفته باشد .بلکه تنها نوترکیبی جنسی میصتواند عامل این چنین تنوعی باشد .در صورتی که مقدار زیاد تنوع ژنتیکی در یک مقیاس کوچک، نیز میصتواند شاهدی بر نوترکیبی جنسی در این منطقه باشد .تنوع ژنتیکی کم، با نوترکیبی جنسی در این منطقه تطابق ندارد .ولی نتایج به دست آمده گواه از این دارند که جدایهصهای جداسازی شده از یک درصخت و یا حتی از یک لکه، هاپلوتیپصهای مختلفی را نشان میصدهند و در گروهصبندیصهای ایجاد شده نیز در گروهصهای مختلف قرار گرفتهصاند که حاکی از وجود تنوع ژنتیکی بالا در یک مقیاس کوچک میصباشد .به طور کلی وجود هاپلوتیپصهای مختلف و توزیع تنوع ژنی در یک مقیاس کوچک، فرضیه حضور آسکوسپور جنسی هوازاد به عنوان مایه تلقیح اولیه در چرخه بیماری را نتیجه میصدهد .در مطالعه حاضر روشصهای مختلف برای پی بردن به مرحله جنسی شامل استفاده از قارچکش، کاغذ صافی، اسید لینولئیک و کشت مخلوط برای تحریک مرحله جنسی با استفاده از جدایهصهایی با تمایز ژنتیکی بالا نتیجه بخش نبود، که تمامی این آزمایشات در تولید پریتسیوم کاذب ناموفق بودهصاند
The poplar is one of the very fast-growing trees in the northern hemisphere. Many industries and factories are dependent to wood and other derivatives of these species and their hybrids in the world.This is due to the superior physical, chemical and mechanical characteristics of produced wood of the trees. Following the extensive cultivation of this tree, leaf spot diseases, that are serious diseases on these trees have been developed and cause economic damage to the host evry year. Among these leaf spot diseases, poplar septoria leaf spot disease caused by Septoria populi. Like any other disease, the effective management of the disease requires knowledge of the pathogen, such as identification of ways to survive, the whole host range, genetic diversity and ocuurence of active sexual stage of the disease agent. There are little information about the potential and importance of the sexual stage in the life cycle of these fungi. According to this fact that the sexual recombination is main outcome of sexual reproduction and couses high genetic diversity in the population, evaluation of the potential of the sexual stage in the populations of this species can be effective in the disease management. Since mating type idiomorph of this specie, has not yet been cloned, there is not possibility to design primers for identification of mating type. So in order to investigate the role of sexual reproduction in the life cycle of this species, in the study induction of sexual stage conducted by crossing of isolates in in vivo condition. In order to understand the population structure and genetic variation in the population of the species S. populi in the East Azarbaijan Province molecular markers (RAPD, ISSR) were used. To this end, sampling were from different areas of in the East Azerbaijan province, nomads, Ahar Horand, Julfa, miane, Marand and Bostanabad, and part of West Azerbaijan Province Khoy in August and September of 1392 and 1394. Isolation and purification were performed according to conventional methods. Genetic diversity in the separation with three random primers (OPB01, OPB10, OPA13) and two microsatellite primer (SAT1, SAT2) were conducted. To find out the sexual stage of this speice isolates from different regions were crossed with each others. After isolation and purification of fungal isolates, 142 isolates were obtained that after morphological and molecular studies all of the isolates identitied as as S. populi. 55 isolates from different regions were selected to assess genetic diversity. The results of study indicated that there are considerable genetic variations among the populations. It was also found that isolates from different geographical origin grouped with each other.The observed genetic diversity is very high for asexual microorganism such as S. populi. This diversity can not be done by different mutations. But the sexual recombination can be cause of this variation. the large amount of genetic diversity on a small scale, could also be evidence of sexual recombination in this region. Low levels of genetic diversity do not match with sexual recombination in this region. But the results showed that the isolates from a tree or even a stain, are different haplotypes and groupings were created by the different groups that showed high genetic diversity in a small scale. In general, exsistance of different haplotype distribution and genetic diversity on a small scale, supported the hypothesis of existence of sexual airborne ascospores as early inoculum in the disease cycle. In the present study different methods including the use of fungicides, filter paper, linoleic acid and mixed culture were used to induce the sexual stage of the isolateswith high genetic differentiation did not work. All of these experments for production of false perithecium have been unsuccessful