عنوان پایان‌نامه
بررسی ارتباط ژنتیکی جدایه های قارچ Glomerella cingulata جداشده از درختان مرکبات بر اساس rep-PCR و ردیابی الل های تیپ آمیزشی آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی‌کشاورزی-بیماری‌شناسی‌گیاهی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52665;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 596
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- مهگل بهنیا
- استاد راهنما
- حشمت اله امینیان
- چکیده
- آنتراکنوز مرکبات با عامل Glomerella cingulata از بیماری¬های مهم این گیاهان در شمال ایران می باشد. عامل بیماری به گونه¬های مختلف جنس Citrus حمله می¬کند و سبب ایجاد لکه¬های نکروتیک در برگ¬ها، خشک شدن سرشاخه¬ها و ریزش برگ¬ها و میوه¬های تازه تشکیل شده می¬شود. علاوه بر این پس از برداشت محصول سبب پوسیدگی میوه¬ها می¬گردد. خصوصیات مورفولوژیکی برای 61 جدایه از قارچ G. cingulata بدست آمده از درختان مرکبات، در سه شهر رامسر، ساری و گرگان مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از سرعت رشد کلنی در دمای بهینه رشد (27 درجه سلسیوس) جدایه¬ها به 4 گروه فنوتیپی تقسیم شدند. در این تقسیم¬بندی مشاهده شد که جدایه¬های تولید کننده و عدم تولید کننده سته و اسکلروت در گروه¬های مجزا قرار نگرفتند. سازگاری جنسی برای 61 جدایه و ردیابی الل¬های تیپ آمیزشی برای 51 جدایه از قارچ G. cingulata از بین 61 جدایه، مورد بررسی قرار گرفت. از 61 جدایه مورد آزمایش 10 جدایه به عنوان هموتال تشخیص داده شدند. 51 جدایه دیگر که به تنهایی قادر به تولید پریتسیوم نبودند، به صورت تصادفی با یکدیگر تلاقی داده شدند. از میان 120 تلاقی انجام شده برای 13 تلاقی پریتسیوم بارور مشاهده شد. ردیابی الل¬های تیپ آمیزشی در 51 جدایه نشان داد که کلیه جدایه¬ها، الل MAT1-2 وجود دارد. نتایج بدست آمده از بررسی سازگاری جنسی و ردیابی الل MAT1-2 نشان داد که در تمام جدایه¬ها اعم از هموتال و هتروتال این الل وجود دارد. به علاوه وجود این الل در هر دو جدایه¬ای که با هم تلاقی یافتند، نشان می¬دهد که گونه G. cingulata در اصل هموتال بوده و هتروتالیسم ناشی از جهش در الل¬ها می¬باشد. مطالعه تنوع و ارتباط ژنتیکی 51 جدایه از بین 61 جدایه گونه G. cingulata به دست آمده از درختان مرکبات در سه شهر ساری، رامسر و گرگان، با استفاده از نشانگر مولکولی rep-PCR و دو آغازگر REP و BOX انجام شد. تجزیه و تحلیل الگوی انگشت¬نگاری DNA و مقایسه جدایه¬ها بر اساس 54 باند DNA چند شکل تکثیر شده، بر اساس ضریب تشابه Dice و روش UPGMA و با کمک نرم¬افزار NTSYSpc. 2.02e انجام گرفت. بر اساس دندروگرام رسم شده جدایه¬ها در هشت گروه قرار گرفتند، نتایج حاصل نشان داد که جدایه¬های قارچ بر مبنای مناطق جغرافیایی از یکدیگر تفکیک نشدند. همچنین مشاهده شد که جدایه¬ها بر اساس میزبان و اندام گیاهی که از آن جداسازی شده¬اند نیز از یکدیگر تفکیک نشدند. شاخص¬های تنوع ژنتیکی شامل تنوع ژنی (h)، شاخص شانون(I) و فاصله ژنتیکی بین جمعیت¬ها بر اساس ضریب Nei و با استفاده از نرم¬افزار GenALEX version 6.1 برای سه جمعیت جغرافیایی محاسبه شدند و بر این اساس جمعیت¬های رامسر، گرگان و ساری به ترتیب بیشترین تنوع ژنتیکی را نشان دادند. بر اساس مقایسه جدایه¬های مربوط به سه جمعیت جغرافیایی مختلف، کمترین فاصله ژنتیکی بین جمعیت¬های رامسر و گرگان دیده شد و در رده¬ی بعدی جمعیت¬های رامسر و ساری قرار داشتند. همچنین بیشترین فاصله ژنتیکی بین جمعیت¬های ساری و گرگان مشاهده گردید. نتایج تجزیه واریانس مولکولی AMOVA که به کمک نرم¬افزار GenALEX version 6.1 محاسبه شد، نشان داد که تنوع درون جمعیت¬ها 98% از سهم کل تنوع ژنتیکی جمعیت¬ها را شامل می¬شود، در حالی که تنها دو درصد از تنوع ژنتیکی بین جمعیت¬های جغرافیایی مختلف وجود دارد که نشان دهنده علت عدم تمایز بین گروه¬های مختلف است. از مقایسه گروه¬بندی فنوتیپی با گروه¬بندی ژنتیکی حاصل از داده¬های بدست آمده از آزمون rep-PCR مشاهده شد که جدایه¬ها با سرعت¬های رشد متفاوت در یک گروه ژنتیکی قرار گرفتند. هم چنین در گروه¬بندی ژنتیکی، جدایه¬های تولید کننده و عدم تولید کننده سته و اسکلروت در یک گروه قرار نگرفتند بنابراین از تولید یا عدم تولید سته و اسکلروت نمی¬توان به عنوان نشانگرهایی مناسب برای جداسازی ژنوتیپ¬ها از یکدیگر استفاده کرد. تنوع ژنتیکی بسیار زیاد در درون جمعیت¬ها و تنوع کم موجود بین جمعیت¬های سه شهر که در آزمون rep-PCR مشاهده شد نشان دهنده¬ی یک جریان ژنی فعال بین جمعیت¬های این مناطق می¬باشد.
- Abstract
- Anthracnose caused by Glomerella cingulata is one of the most important diseases of citrus in northern Iran. Fungal agent of disease attacks Citrus spp. and causes necrotic lesions on leaves, stem end rot, premature fruit drop and ripen fruit rot. Morphological characteristics were studied in 61 isolates of G. cingulata from citrus in Sari, Ramsar and Gorgan. Isolates were divided in to 19 groups according to the growth rate in optimum temperature (27 ?C), in this grouping, isolates which had the ability of producing setae or sclerotia were not separated into distinct groups. 61 isolates were examined for sexual fertility. Among these isolates, 10 isolates were known as homothallic, the other 51 isolates were crossed to test their ability of sexual reproduction. Of 90 crosses 13 crosses lead to production of fertile perithecia. 51 of 61 isolates were tested for PCR based identification of mating type alleles. Results of PCR, showed that 51 isolates contain MAT1-2 allele. Results of mating type and identification of MAT1-2 testes showed that MAT1-2 exists in both homothallic and heterothallic isolates. Existence of this allele in both mating pairs, exhibits that G. cingulata is basically homothallic; however, heterothallic strains may arise as a result of mutations in genes involved in the mating process. To analyze genetic diversity and relationships among G. cingulata isolates, 51 isolates collected from Citrus spp. in Ramsar, Sari and Gorgan were examined. These isolates were subjected to a fingerprint analysis by repetitive extragenic palindromic-PCR (rep-PCR). In cluster analysis of the combined FPs obtained with Box-PCR and REP-PCR, eight clusters were seen in dendrogram. In this grouping, isolates of G. cingulata were not separated into distinct groups according to geographic region, host plant and plant tissue. Genetic diversity indices including: Gene diversity (h), Shannon index (I) and genetic distance between three populations (Ramsar, Gorgan and Sari populations) were analyzed by GenALEX version 6.1 software based on Nei coefficient. Based on these data, populations of Ramsar, Gorgan and Sari have the most genetic diversity, respectively. Comparison between different geographic populations revealed the lowest genetic distance among Ramsar and Gorgan populations and the most genetic distance between Gorgan and Sari populations. In general 98% of observed molecular variance was related to within geographic populations and 2% was found among them. Comparison between morphological and genetic grouping showed that isolates with different growth rate were in the same genetic group. This situation has been seen in producing and non-producing setae and sclerotia isolates. Therefore, production of setae and sclerotia are not good markers for distinguishing different genotypes. High genetic diversity within populations and low diversity between them indicates the existence of active gene flow between populations of these regions.
