بررسی امکان دستیابی به موتانت های گلابی مقاوم به بیماری آتشک با استفاده از تنوع سوماکلونال و موتاژن های شیمیایی

بروز بیماری آتشک که از بیماریهای بسیار مهم و خطرناک درختان میوه دانه دار، از جمله گلابی می باشد، در طی سال های اخیر در بعضی مناطق کشت، خسارات هنگفتی را به باغ ها بویژه در مناطق کرج و قزوین وارد ساخته است. بعلاوه، خسارت این بیماری از سایر نقاط استان تهران و مناطقی از آذربایجان غربی و شرقی نیز گزارش شده است ( حسن زاده، 1374 ). با توجه به اینکه مناطق نامبرده از مهمترین مناطق تولید گلابی در کشور می باشند، پرورش درختان گلابی در این مناطق نیز مورد تهدید جدی قرار گرفته است و به خاطر خسارات سنگین بیماری و نیز تحمیل هزینه های کنترل، تولید گلابی در مناطق آلوده رفته رفته غیر اقتصادی می شود ( داوودی و همکاران 1384 ). بیماری آتشک گلابی (fire blight) در اثر آلودگی به باکتری erwinia amylovora ایجاد می گردد که یکی از شدیدترین و مخرب ترین بیماریهای مهم درختان میوه دانه دار به خصوص سیب (malus domestica) و گلابی (pyrus communis) محسوب می شود. معمولا اولین علائم بیماری در فصل بهار به صورت سوختگی شکوفه ظاهر می گردد. شکوفه ها ابتدا حالت آبسوخته پیدا کرده، کمی بعد چروکیده و پژمرده گشته و به رنگ قهوه ای تا سیاه در می آیند. عامل بیماری از طریق دمگل پیشرفت کرده و برگهای مجاور خود را آلوده می کند. برگها نکروزه و خشک می شوند. با پیشرفت بیماری شاخه های انتهایی درخت سوخته و انتهای این نوع شاخه ها به شکل سر عصایی در می آیند. با آلوده شدن تعداد زیادی از شاخه ها به همراه برگهای خشکیده، درخت ظاهری آتش گرفته به خود می گیرد ( van der zwet, 2002 ). در مجموع علایم نکروز و ترشح شیرابه باکتریایی روی شاخه و میوه آلوده از مهم ترین علایم پیشرفت بیماری می باشد ( داوودی و همکاران، 1384 ). کنترل و مهار بیماری آتشک برای کشاورزان و باغداران امری بسیار دشوار است . بیماری آتشک با کاربرد یک روش منفرد قابل کنترل نبوده و بهترین نتیجه زمانی حاصل می شود که پرورش دهندگان برنامه کنترل شیمیایی را همراه با رعایت بهداشت باغ، هرس، ریشه کنی، تنظیم برنامه تغذیه ای درخت و کنترل حشرات ناقل تعقیب نمایند. بر این اساس روش های کنترل بیماری را می توان به: رعایت بهداشت و قرنطینه، هرس، ریشه کنی، تغذیه درخت، پیش آگاهی، کنترل شیمیایی و استفاده از ارقام مقاوم تقسیم بندی نمود ( نیک نژاد کاظم پور و همکاران، 1386 ). در میان روش های کنترل بیماری، استفاده از ارقام مقاوم موثرترین روش به حساب می آید. در بین ارقام متعلق به گونه گلابی معمولی یا اروپایی ( pyrus communis ) هیچکدام از ارقام نسبت به این بیماری مقاومت کامل ندارند و به نظر می رسد که ارقام مقاوم یا متحمل ژن های مقاومت را از گونه های مقاوم تر جنس pyrus نظیرp. ussuriensis و p. calleriana دریافت کرده اند. در گونه سیب یاmalus pumila مقاومت بیشتری نسبت به این بیماری مشاهده می شود. از سوی دیگر رویارویی سیب های وحشی بومی آمریکای شمالی با عامل بیماری در طی سالیان دراز چشم انداز امیدوار کننده ای را در راستای اصلاح ارقام سیب مقاوم به آتشک پیش روی اصلاح کنندگان درختان میوه دانه دار قرار می دهد ( نیک نژاد کاظم پور و همکاران، 1386 ). نظر به اینکه منابع مقاومت بسیار محدود است استفاده از موتاسیون را می توان به عنوان روشی برای ایجاد مقاومت پیشنهاد کرد. انتخاب برای مقاومت به بیماری در شرایط آزمایشگاهی در محصولات باغی یک پدیده ی دخیل در برهم کنش بین میزبان و عامل بیماری زا می باشد. کشت بافت گیاهی اساس کار کنترل ساختار گیاه و برآوردن نیاز به تغییر در کشاورزی مدرن در باغبانی و جنگل داری می باشد. در حال حاضر به وسیله ی کشت بافت می توانیم کشتهای کالوس مورد آزمایش را بر اساس تغییرات سوماکلونال انتخاب کنیم. برهم کنش میزبان و عامل بیماری زا، مقاومت به بیماری و ژرم پلاسمی که دارای افزایش قدرت مقاومت به بیماری است و انتخاب در جهت اصلاح مقاومت به بیماری در محصولات باغی، جایگزینی برای مهندسی ژنتیک می باشند (chandra, et al. 2010). چندین نوع ماده موتاژن شیمیایی شامل ems ( ethyl methan sulphonate )، 5bu ( 5-bromo-deoxyuridine ) ، ( maleichydrazide ) mhو nan3 (sodium azide) برای تولید این گونه تغییرات بکار می روند. سدیم آزید یک موتاژن شیمیایی و ابزاری مناسب در جهت افزایش ویژگی های اگرونومیک در محصولات گیاهی است. این ماده جهش-زا برای تولید مقاومت گیاهان مختلف در جهت بهبود عملکرد و کیفیت ویژگی های آنها در برابر پاتوژن های مضرمورد استفاده قرار می گیرد. سدیم آزید با ایجاد موتاسیون نقطه ای در ژنوم گیاهان و از طریق تاثیر برمتابولیت در گیاه دارای موتاسیون، تولید پروتئینی با عملکرد متفاوت در مقایسه با گیاهان نرمال می کند. گیاهان موتانت شده با سدیم آزید توانایی زیست تحت شرایط نامطلوب را دارند و عملکرد در آنها بهبود یافته ، همچنین افزایش تحمل تنش ها، طولانی تر شدن عمر مفید را می توان در مقایسه با گیاهان نرمال در آنها مشاهده کرد. انتخاب گیاهان موتانت بر پایه خصوصیات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و نشانگرهای dna است (khan, et al. 2009). استفاده از مواد موتاژن برای اصلاح درختان می تواند بر محدودیتهای تحمیلی در اصلاح در طول دوره ی جوانی نهال های گیاهی غلبه کند (hansche and beres, 1980). این مساله در مورد اصلاح گلابی نیز صادق می باشد که دوره ی جوانی حدود 4 سال و گاهی اوقات طولانی تر دارد تا گیاه از حالت نهال جوان به دوره گل دهی برسد .(zimmerman, 1996) مواد موتاژن بر روی درختان میوه برای معرفی صفات مهم زراعی از جمله کاهش سایز گیاه، زودرس کردن میوه، تغییر رنگ، خودسازگاری، آبکی کردن میوه مورد استفاده قرار گرفته اند (donini, 1982; lapins, 1982). استفاده از مواد موتاژن و تیمارهای موتاژنیک روی گلابی توسط بروجس و وان هارتن (1983) گزارش شده است. کارهای زیادی در زمینه ی القاء موتاسیون نیز با ems انجام شده است. تاثیر بالای ems برای ایجاد تنوع شبیه تغییرات فنوتیپی در شکل برگهای سیب زمینی، کاهش اندازه ی میوه و افزایش مقاومت به بیماری در سیب زمینی مشاهده شده است .( yudhvir, 1996 ) ems بطور معمول برای القاء موتاسیون مورد استفاده قرار می گیرد به این دلیل که باعث عدم جفت شدگی بین جفتهای مکمل بازی ازطریق ایجاد نوکلئوتیدهای اضافی می گردد که این مساله باعث تغییرات اساسی پس از تکثیر می شود (watanabe, 2007). تولید موتاسیون بوسیله ems تکنیک استانداردی برای ایجاد موتاسیونهای نقطه ای است ( greene et al. 2003 ). حساسیت ژنوتیپ های مختلف سیب و گلابی به بیماری آتشک بوسیله ی تلقیح مصنوعی ساقه های انتهایی و/ یا شکوفه ها با اروینیا امیلوورا تعیین می شود. معمولا استرینهای این باکتری میزبان اختصاصی در گونه ندارند و بطور معمول از سیب به گلابی و دیگر گیاهان میزبان بیماریزا هستند. (vanneste, 1995) . اگر چه نشان داده شده که استرینهایی از گونه ی rubus بطور اختصاصی عمل می کنند sobiczewski et al. 2008 )). بعضی معتقدند برای جداسازی نژادهای حساس به آتشک از اینوکلومی شامل مخلوطی ازنژادهای با بیماری زایی بالا را که از میزبانهای مختلف در طبیعت وجود دارند جدا کرده و استفاده کرد زیرا بازتابی از آلودگیهای متقاطع موجود در طبیعت می باشند (lespinasse and aldwinckle, 2003). طبق نظر برخی از محققین مخلوط نژادها ممکن است باعث اثرات متقابل مختلف بین آنها شده و نتیجه به صورت کاهش بیماریزایی پس از تلقیح بروز کند (paulin and lespinasse, 1990). هدف ازاین بررسی ایجاد مقاومت به بیماری آتشک از طریق استفاده از تنوع سوماکلونال و نیز موتاژن های شیمیایی می باشد . نظر به اینکه منابع مقاومت بسیار محدودی به صورت طبیعی وجود دارد این روش ها احتمالا خواهند توانست در تولید ارقام مقاوم به بیماری نقش ارزنده ای داشته باشند.