عنوان پایان‌نامه
بیان ژن های مرتبط با مقاومت به کنه دو نقطه ای(Tetranychus urticae) در لوبیا
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-اصلاح نباتات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7181;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77987;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7181;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77987
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- جلال شعبانی
- استاد راهنما
- حسن زینالی خانقاه, عبدالهادی حسین زاده
- چکیده
- لوبیای معمولی (Phaseolus vulgaris) مهمترین لگوم دانه ای در دنیاست که عملکرد و کیفیت دانه آن تحت تأثیر تنش های محیطی کاهش می یابد. کنه تارتن دو لکه ای (Tetranychus urticae) مهمترین آفت گیاهخوار لوبیای معمولی در سرتاسر دنیا می باشد. جه ارزیابی مقاومت لوبیای معمولی به ایت آفت، تعداد 100 عدد از ژنوتیپ های این گیاه در قالب طرح آگمنت کشت گردید. با رسیدن به مرحله گلدهی، گیاهان حاضر در محیط تنش زیستی، به کنه تارتن دو لکه ای آلوده شدند. برای ارزیابی مقاومت لوبیا صفات تعداد کنه و تعداد تخم در پشت و روی سطح برگ و همچنین میزان خسارت وارده به کلروفیل در اثر تغذیه این گیاهخوار به عنوان معیار انتخاب در نظر گرفته شدند. بر این اساس، ژنوتیپ های 195 و 158 به ترتیب به عنوان مقاوم ترین و حساس ترین ژنوتیپ ها انتخاب شدند. این دو ژنوتیپ به همراه ژنوتیپ های ناز، 176 و 145 به عنوان ژنوتیپ های مقاوم و ژنوتیپ اختر به عنوان ژنوتیپ حساس، جهت مطالعه پاسخ گیاه در سطح ترانسکریپتوم و متابولوم به کنه تارتن دولکه ای، در شرایط گلخانه کشت گردیدند. اندازه گیری متابولیت های ثانویه، حاکی از تفاوت در کمیت و کیفیت این مواد در بین دو ژنوتیپ ناز و اختر بود. عمده متابولیت های ثانویه شناسایی شده در این دو ژنوتیپ عبارت بودند از از 3،7،11،15-تترامتیل-2-هگزا دکن، هگزادکانوئیک اسید-2- هیدروکسی-1- متیل استر، نئوفیتادین، 15،12،9-اکتادکانوئیک اسید متیل استر ، فیتول، اتیل لینولئولات، جیبرلین A3، استیگماسترول و ویتامین E که عمدتاً دارای فعالیت ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی می باشند. بیان نسبی دو ژن LOX و PR-4 در مقایسه با شاهد نشان داد که این دو ژن در دو محیط تنش و نرمال میزان بیان نسبی متقاوتی داشتند. همچنین اختلاف میزان بیان نسبی این دو ژن بین دو ژنوتیپ مقاوم (ناز) و حساس (اختر) و همچنین بین روزهای اول، چهارم و هشتم بعد از گلدهی تفاوت معنی داری نشان داد. نتایج نشان داد که مقدار اغلب متابولیت های دفاعی و همچنین میزان بیان نسبی ژن ها در روز چهارم در هر دو ژنوتیپ مقاوم و حساس به بیشترین میزان خود رسید و همچنین این میزان در ژنوتیپ مقاوم نسبت به حساس و همچنین در محیط تنش نسبت به محیط نرمال بیشتر بود. با توجه به نتایج کلی به دست آمده می توان اظهار داشت که ژنوتیپ های لوبیای معمولی با مقاومت بیشتر نسبت به کنه تارتن دو لکه ای در مقایسه با ژنوتیپ های حساس از ارتفاع بوته بیشتر، درک سریع تر حمله آفت و تولید بیشتر و سریع تر متابولیت های دفاعی و همچنین بیان نسبی بالاتر در ژن های مورد مطالعه داشتند.
- Abstract
- Common bean (Phaseolus vulgaris) is the most important legume in the word. Its yield and seed quality are affected and reduced by environmental stresses. Two spotted-spider mite (Tetranychus urticae) is the most important herbivore pest for this crop in the word. The feeding of this herbivore causes induced defense response in the leaves of plants. Therefore, we cultured, 100 genotypes of common bean to study the defense responses of the crop in the form of Augmented design in the field. At the flowering time, the plants under biotic stress condition, infected with two spotted-spider mite. The plant tolerance and resistance to this mite were assessed together. The grain yield and its components were used to select tolerance genotypes. For identification of resistance genotypes, the traits of mite and egg numbers, and chlorophyll damage were used. Based on results, the 195 and 158 genotypes were selected as most resistant and susceptible in comparison to other, respectively. The above genotypes along 176, 145, and Naz as resistant and Akhtar as susceptible were cultured in the greenhouse to study the plant response to this mite at the transcriptome and metabolome levels. At the flowering time, these plants were transferred to growth chamber. When plants opened their first flower, the nearest mature leaf was infected with 60 female mites, all same age. The sampling was conducted until eight days after flowering. The measurement of metabolites by GC-MS showed that both quality and quantity of these components were different in the resistance and susceptible genotypes. the major secondary metabolites in the methanolic extract of leaves for the genotypes of Naz and Akhtar were 15,11,7,3-tetra-methyl-2-hexadecane, Hexadecanoic acid-2-hydroxy-1-methyl ester, Neophytadiene, 9,12,15-octadecanoic acid methyl ester, Phytol, Ethyl linoleolate, Gibberellin A3, Etigmasterol and Vitamin E. The biological activities of these components are anti-microbial and anti-oxidant. The relative expression of LOX and PR-4 genes in comparision with control, between Naz and Akhtar genotypes and among 1, 4 and 8 days after flowering in the plants was significant. LOX enzyme is one of the major component in the Octadecanoic acid pathway and coded by LOX gene. The final of this pathway is Jasmonic acid which is the main signal in the response to this herbivore. PR-4 is a member of PR genes family that has important role in the plant response to pathogens. The two selected genotypes as resistant and susceptible, respectively, were different in defenses metabolites and relative gene expression in reaching to its maximum at 4 days after flowering. The amount of these components was higher in the Naz genotype, under stress condition, too. The results showed that the genotypes of common bean with higher resistance to two-spotted spider mite had more plant height, faster understanding of pest attack and more and faster production of defense metabolites and also were higher in relative expression of the two genes. Hence, they will able to direct and indirect greater defense in the face of this herbivore in field conditions. Key Worlds: Common bean, two spotted-spider mite, defense metabolites, gene expression, resistance mechanism.
