استفاده بیش از حد مواد شیمیایی در کشاورزی برای کنترل بیماریهای گیاهی خطرات زیست محیطی و شکسته شدن مقاومت گیاه توسط پاتوژن را در پی دارد. پیدا نمودن روشی جایگزینی جهت مقابله با بیماریها امری ضروری به نظر می رسد. امروزه پیشرفت گسترده در علم بیولوژی مولکولی فهم بشر را از تعاملات میان گیاه – بیمارگر، ژن های دخیل در مقاومت بهبود بخشیده است. این یافته ها می تواند راهکار ژنتیکی مناسب و کارآمدی را به منظور افزایش مقاومت گیاهان به بیمارگر را پیش روی محققین قرار دهد . در این میان ژن های مقاومت بیشترین توجه را به خود جلب کردند که می توان از آنها در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به عوامل تنش زا استفاده نمود. این تحقیق به منظور آنالیز سیتولوژیکی و ملکولی چندین رقم گندم کشور در تعامل با قارچ blumeria graminis f.sp. tritici (bgt) عامل سفیدک سطحی انجام شد. تعداد 18 رقم و لاین امید بخش گندم در مقابل عامل بیماری غربالگری شدند. تجزیه و تحلیل آماری داده ها نشان داد اختلاف معنی داری در نرخ حساسیت به بیماری در بین ارقام و لاین های گندم در مقابل قارچ bgt وجود داشت. لاین er-88-89-20 بیشترین حساسیت و ارقام بولانی، مروارید و لاین های ar37، ar36 ، ar29 ، ar13، ar5 در مقایسه با لاین حساس کاهش حساسیت معنی داری داشته و سایر ارقام و لاین های بررسی شده با آن اختلاف معنی داری نداشتند. بررسی تعامل رقم و لاین ها با قارچ bgt نشان داد جوابهای مرگ سریع سلولی و تشکیل پاپیل که در مقاومت در برابر bgtدخالت دارند در رقم ولاین های مقاوم در مقایسه با لاین حساس n-80-19افزایش معنی داری یافت. بررسی های مولکولی نشان داد که بیان ژن های lipase ، pa ، pr5،pr3 ، pr2، pr1 به مقدار معنی داری در رقم و لاین مقاوم تر در مقایسه با رقم فوق حساس n-80-19 افزایش یافت

چکیده با توجه به جمعیت روز افزون جهان، تقاضا برای مواد غذایی خصوصاً گندم رو به افزایش است. گندم یکی از مهمترین محصولات زراعی است. زنگ قهوه ای یا زنگ برگی گندم با عامل puccinia triticina، یکی از مهمترین بیماری های گندم به شمار می رود. با توجه به اینکه استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی در کشاورزی جهت کنترل بیماری های گیاهی، سبب آلودگی محیط زیست و همچنین مقاومت پاتوژن ها به این مواد شیمیایی می شود، پیدا کردن روشی جایگزین جهت مقابله با بیماری ها امری ضروری به نظر می-رسد. امروزه پیشرفت های گسترده در علم بیولوژی مولکولی، فهم بشر را از تعاملات بین گیاه و بیمارگر، ژن های دخیل در مقاومت و مسیرهای سیگنال دهی بهبود بخشیده است. این یافته ها می تواند راهکار ژنتیکی مناسب و کارامدی را به منظور افزایش مقاومت گیاهان به بیمارگرها پیش روی محققین قرار دهد. در این میان ژن های مقاومت گیاهان (r genes)، منابع ژنتیکی با ارزشی هستند که می توان از آن ها در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به عوامل تنش زا استفاده کرد. این پژوهش با هدف غربالگری چند لاین تقریبا ایزوژنیک و تجاری گندم و آنالیز مولکولی دو رقم تجاری گندم در تعامل با قارچ p. triticina انجام شد. با توجه به نتایج غربالگری، رقم مروارید به عنوان رقم حساس و رقم آرتا به عنوان ژنوتیپ مقاوم انتخاب شدند. گیاهچه های گندم، در مرحله دو برگی، با سوسپانسیون اسپور قارچ p. triticina تیمار و نمونه برداری از برگ های اول در ساعات مختف پس از آلودگی (0، 12، 24 و 48) انجام شد. rna کل از نمونه های برگی استخراج و پس از ساخت dna مکمل (cdna)، بیان ژن ها با استفاده از تکنیکquantitative real time pcr (qrt-pcr) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد بیان ژن های pr1، pr2، pr3، pr5، ltp، pal و lipase در رقم مقاوم آرتا نسبت به رقم حساس مروارید، پس از مایه زنی به شدت افزایش یافت. در آزمون مقایسه ایt-student نیز تفاوت معنی-داری در بیان هر یک از این ژن ها، بین ژنوتیپ های مقاوم و حساس مشاهده شده است. یافته های حاصل از این بررسی حاکی از نقش فعال ژن های فوق در مکانیسم های مقاومت گیاه گندم در تعامل با قارچ p. triticina می باشد.

گونه های متعلق به اوومیست ها بسیاری از مناطق و نیچ های اکولوژیکی را اشغال کرده اند. خانواده saprolegniaceae متعلق به همین رده، شامل گونه های زیادی از کپک های آبزی است که معمولا رفتار ساپروفیتی روی بقایای گیاهان و حیوانات دارند. اعضای برخی از این گونه ها می توانند همچنین پاتوژن گیاهان و ماهی ها باشند. اغلب این گونه های خسارتزا شامل جنس های achlya، dictyuchus، saprolegnia و aphanomyces هستند. استفاده از dna برای شناسایی گونه های اوومیست ها به خوبی رایج شده است اما بارکد گذاری dna با واحد یک و دو سیتوکروم اکسیداز (cox1 و cox2) روش نسبتا جدیدی است که هنوز هم در حال ارزیابی برای رسیدن به یک روش با اهمیت در شناسایی اعضای اوومیست هاست. در این بررسی پس از شناسایی مورفولوژیکی بوسیله ی کلید های معتبر، نواحی its، cox1 و cox2 57 ایزوله که نماینده 3 جنس و 6 گونه (achlya recurva، a. bisexualis، dictyuchus monosporus، saprolegnia ferax، s. bulbosa و s. debaryana) بودند توالی یابی شدند. مقایسه ای از توالی های این سه بخش نشان داد که شناسایی با ناحیه ی cox1 یک گزینه ی کاربردی است و بخاطر استفاده از ژنوم میتوکندریایی به جای dna هسته روشی مکمل به شمار می رود. در برخی از موارد cox1 در شناسایی تا سطح گونه نسبت به its نتایج متمایزتری نشان داد اما cox2 ناحیه ی مناسبی برای شناسایی ایزوله ها نبود. نتایج بدست آمده در این بررسی این موضوع را تایید می کند که توالی یابی ناحیه ی cox1 و داده های ایجاد شده یک منبع مناسب برای رده بندی اعضای خانواده ی saprolegniaceae است. البته در کنار شناسایی مورفولوژیکی، its و cox1 برای شناسایی اعضای خانواده ی saprolegniaceae نواحی قابل قبول و مکمل هم به شمار می روند. در مجموع به غیر از s. ferax 5 گونه دیگر این بررسی برای ایران جدید هستند.

مقاومت غیرمیزبانی توسط تمام گونه های یگ گیاه به همه ژنوتیپ های گوناگون یک بیمارگر غیرسازگار نشان داده می شود و نسبت به مقاومت میزبانی قوی تر و پایدارتر است. وجود این سیستم دفاعی بیان کننده این است که چرا گیاهان نسبت به طیف وسیعی از بیمارگر های قوی ایمن و به طور عادی سالم می مانند. مقاومت غیر میزبانی شامل تیپ i و تیپii است. در تیپ1مقاومت غیر میزبانی تنها فاز pre-haustorial عمل می کند در حالی که در فاز post-haustorial هوستوریوم های تشکیل شده بوسیله اپرسوریوم هایی که در حصار پاپیلا قرار گرفته اند دستخوش hr می شوند. در این بررسی فراوانی رونوشت های نه ژن مرتبط با مقاومت در گندم رقم دریا تلقیح شده با قارچ غیر میزبان سفیدک سطحی جو با عامل blumeria graminis f.sp hordei با استفاده از تکنیک qrt-pcr و در ساعات 0، 6، 12، 24، 36 مورد ارزیابی قرار گرفت. ژن ها مورد بررسی شامل pr3, pr9, peroxidase, lipase, ltp, mlo pr2, pr5, nh1, pr1-2, که در مقاومت میزبانی نیز از نقش مهمی برخوردارند مورد بررسی قرار گرفتند. بدین منظور بذور گندم ضد عفونی و پس از جوانه زنی در خاک گلدان کاشته سپس گیاهچه ها با قارچ سفیدک سطحی جو تلقیح شدند و در ساعات مختلف پس از تلقیح استخراج rna از نمونه ها انجام شد. همچنین از رنگ آمیزی dab برای ردیانی نقاط آلوده به بیماری روی برگ استفاده شد. نتایج بخش میکروسکوپی نشان داد که اسپور های قارچ سفیدک سطحی (bgh ) قادر به نفوذ به برگ گندم رقم دریا نبودند که دلیل آن فراوانی ایجاد فرم های واکنشگر اکسیژن(ros) در تعامل غیر میزبانی رقم دریا و قارچ bgh بود. پاسخ های دفاعی گیاه غیر میزبان شامل تشکیل پاپیلا و ایجاد واکنش فوق حساسیت (hr) از نفوذ قارچ جلوگیری کردند. میانگین درصد اسپور هایی که با تشکیل پاپیلا متوقف شدند 53.95 درصد کل اسپورها بود و اسپور هایی که با hr روبرو و متوقف شدند 40.25 درصد کل اسپور ها بود. تعدادی از اسپور ها نیز موفق به جوانه زدن نشدندکه 6.16 درصد کل اسپور ها را شامل می شدند. نتیجه این بررسی حاکی از تراکم بالای ترکیبات ros در سلول های برگ گندم بود که نشان می دهد که گونه های فعال اکسیژن نقش مهمی در جلوگیری از کلونیزه کردن و توسعه bgh روی گندم رقم دریا از طریق القای مرگ سلولی و تشکیل پاپیلا ایفا می کند و در نتیجه مقاومت غیر میزبانی گندم رقم دریا در برابر bgh تیپ 2 مقاومت غیر میزبانی است. نتایج این تحقیق در بخش بیان ژن نیز نشان دهنده بیان بالای ژن های pr9, pr5, pr1-2, pal, ltp,در مقاومت غیر میزبانی گندم است به طوری که حداکثر بیان ژن های pr1-2, pr5, pr9 در 24 ساعت پس از تلقیح بوده است. از سوی دیگر بیان ژن-های pr2,nh1 در ساعات مختلف بعد از آلودگی نسبت به کنترل با کاهش زیادی همراه بود و نتایج نشان دهنده سرکوب شدن بیان این ژن ها در مقاومت غیر میزبانی گندم است. همچنین بیان نشدن ژن pr3 در مقاومت غیر میزبانی اثبات کننده این است که قارچ در عبور از دیواره سلولی ناتوان بوده است. در بیان سایر ژن ها نیز تغییرات اندک اما پر اهمیتی اتفاق افتاده است. با استناد به تصاویر میکروسکوپ فاز معکوس می توان گفت که مقاومت غیر میزبانی گندم در برابر سفیدک سطحی جو مربوط به تیپ iiمقاومت غیر میزبانی است.، م، گندم

زنگ قهوه ای با عامل puccinia triticina e.، یکی از مهم ترین بیماری های گندم است. با توجه به اینکه استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی در کشاورزی جهت کنترل بیماری ها سبب آلودگی محیط زیست شده و همچنین پاتوژن ها به سرعت به این مواد شیمیایی مقاومت حاصل می کنند، پیدا کردن روشی جایگزین، امری ضروری به نظر می رسد. ژن های مقاومت گیاهان (r genes)، منابع ژنتیکی با ارزشی هستند که می توان از آن ها در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به عوامل تنش زا استفاده کرد. در این تحقیق، بیان دو ژن مرتبط با بیماریزایی با استفاده از تکنیک quantitative real time pcr مورد ارزیابی قرار گرفت.

قارچ fusarium graminearum یکی از مهمترین بیمارگرها در گندم است که باعث بلایت بذر، پوسیدگی ریشه، فوزاریوز خوشه (fhb) یا همان scab می شود. با توجه به این که در سال های اخیر استفاده وسیع از مواد شیمیایی در کشاورزی به منظور کنترل بیماری های گیاهی خطرات زیست محیطی زیادی را در پی داشت پیدا نمودن روشی جایگزین جهت مقابله با بیماری ها از جمله این بیماری امری ضروری به نظر می رسد. امروزه پیشرفت های گسترده در علم بیولوژی مولکولی فهم بشر را از تعاملات میان گیاه - بیمارگر، ژن های دخیل در مقاومت و مسیرهای سیگنال دهی منتهی به مقاومت بهبود بخشیده است. این یافته ها می تواند راهکار ژنتیکی مناسب و کارامدی را به منظور افزایش مقاومت گیاهان به بیمارگرها پیش روی محققین قرار دهد. در این میان ژن های مقاومت بیشترین توجه را به خود جلب کردند که می توان از آن ها در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به عوامل تنش زا استفاده کرد. این پژوهش با هدف غربالگری چند رقم گندم کشور در تعامل با قارچ fusarium graminearum و بررسی نقش چند ژن مرتبط با بیماریزایی در مقابل آن در رقم با مقاومت بالاتر انجام شده است. بدین منظور رقم گنبد به عنوان ژنوتیپ مقاوم و رقم بولگاریا به عنوان ژنوتیپ حساس انتحاب شدند. بررسی الگوی بیان ژن هایpr1، chitinase،pr5 ، proxidase، npr1 وpr12 از جمله مهم ترین ژن های دخیل در مقاومت به بیمارگرها در گیاهان مختلف، مطالعه شدند. ریشه گیاهچه های گندم چها ر روزه با سوسپانسیون اسپور قارچ f. graminearum تیمار و نمونه برداری در ساعات مختلف پس از آلودگی انجام شد. پس از استخراج rna و ساخت dna مکمل (cdna)، بیان ژن ها با استفاده از تکنیک quantitative real time pcr (qpcr) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که نرخ بیان تمامی ژن های مورد بررسی در رقم مقاوم گنبد نسبت به رقم حساس بولگاریا پس از مایه زنی افزایش بیشتری داشت. نتایج حاکی از نقش فعال ژن های فوق در مقاومت گیاه گندم در برابر قارچ f. graminearum است.

به منظور شناساییی فاکتورهای غیربیماریزا و بیماریزایی (avirulence/virulence factors) جدایه های قارچ puccinia recondita f. sp. tritici عامل بیماری زنگ قهوه ای گندم در ایران، در سالهای 1374 الی 1376 تعداد 115 نمونه برگ گندم آلوده به این بیماری از مناطق مختلف کشور جمع آوری و به گلخانه منتقل گردید. پس از خالص سازی و تکثیر، جدایه های خالص شده در گلخانه روی گیاهچه های 34 لاین تقریبا ایزوژن (near isogenic lines) حامل ژنهای مقاومت ri 6061, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 29, 30, 32, 33, 35, 37, b, wlr1, 2a, 2b, 2c, 3bg, eka, 9, 10, 11, 12, 13, 14a مایه زنی و تیپ آلودگی هر یک با روش رولفزو و همکاران (roelfs et al; 1992) یادداشت برداری شد. غیربیماریزا و بیماریزا بودن جدایه ها با استفاده از واکنش های تیپ آلودگی پائین (lit) و تیپ آلودگی بالا (hit) تعیین شد. نتایج نشان داد کلیه جدایه ها روی لاینهای حامل ژنهای rl 6061, 37, blr 12, 14a, 14b, 18, 34, 35 بیماریزا بودند ولی هیچ کدام از آنها روی لاینهای حامل ژنهای lr w, lr 9, 24, 29 بیماریزا نبودند. روی بقیه ژنهای حالتهای غیربیماریزا و بیماریزا با فراوانیهای مختلف وجود داشت که برای تمایز بین جدایه های مختلف مورد استفاده قرار گرفت . ضمن استفاده از ژنهای اصلی پیشنهاد شده در روش لانگ و کولمر (long & kolmer, 1989) تعداد 12 ژن متمایزکننده کمکی دیگر شامل lr 32, 20, 22, lr3bg, 13, 15, 18, 10, 19, 23, 21, 2b باری تمایز بیشتر بین جدایه های زنگ قهوه ای در ایران استفاده شد. واکنش ژنهای متمایزکننده در داخل گروههای متمایزکننده های اصلی و کمکی تعیین شد. با مایه زنی جدایه های مختلف روی این لاینها، 77 پاتوتیپ با فرمول غیربیماریزاˆبیماریزای متفاوت شناساییی شد که برای اولین بار با این روش در ایران معرفی می شوند. فنوتیپ بیماریزای tht/tpt جمع آوری شده از منطقه ساری و گرگان با بیماریزا بودن روی بیشترین تعداد ژن مقاومت (29 ژن) به عنوان قوی ترین پاتوتیپ و فنوتیپ بیماریزایی mbg/cnb جمع آوری شده از منطقه خرم آباد با بیماریزا بودن روی 14 ژن مقاومت ، ضعیف ترین پاتوتیپ شناخته شد. شایع ترین پاتوتیپ ، pgr/rpk با فراوانی 13 درصد بود که روی 24 ژن مسئول مقاومت قادر به ایجاد آلودگی بود. در بخش دوم این تحقیق عکس العمل هشت رقم گندم معرفی شده در ایران با پاتوتیپهای مختلف p.r.f.sp.tritici برای تعیین ژنهای مقاومت گیاهچه ای به همراه 34 لاین تقریبا ایزوژن بررسی شد.