تهیه و ارزیابی مولکولی و فنوتیپی هیبریدهای چغندرقند از نظر مقاومت به ریزومانیا و نماتد گره ریشه

نوع مقاله : کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند- سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 دانشیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

3 دانشیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 استادیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

5 مربی پژوهشی بخش تحقیقات چغندرقند مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

6 مربی پژوهشی بخش تحقیقات چغندرقند مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

7 استادیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

چکیده

ریزومانیا مخرب‌ترین بیماری زراعت چغندرقند بهاره به همراه نماتد گره‎ریشه چغندرقند در برخی از مناطق ایران در حال گسترش می‌باشد. بهترین روش مبارزه با این دو بیماری استفاده از ارقام مقاوم می‌باشد؛ بنابراین، هدف این تحقیق تهیه و انتخاب هیبرید دیپلوئید مقاوم به ریزومانیا و نماتد گره‎ریشه با عملکرد بالا بود. در این تحقیق، از 27 خانواده S1 از منشأ SB-34 که بر اساس ارزیابی‌های قبلی با نشانگرهای مولکولی برای مقاومت به ریزومانیا و نماتد گره‎ریشه غربال شده بودند برای تهیه هیبریدهایی با مقاومت دوگانه استفاده شد. بدین منظور، در بهار سال 1394، گیاهان بهاره­سازی­شده این توده­ها در ایزوله‌های جداگانه با سینگل‎کراس 7112*SB36 تلاقی داده شدند. در تابستان، بذور S1/S2 از روی پایه‌های پدری و بذور هیبرید تری وی کراس از روی پایه مادری هر یک از ایزوله‌ها به‌صورت جداگانه برداشت و بوجاری شدند. از 27 ایزوله تنها در 19 ایزوله بذر کافی از پایه‌های پدری و مادری جهت ادامه تحقیق به‎دست آمد. در پاییز، بذر 19 هیبرید منتخب در کرج در گلخانه کشت شده و در آزمایشگاه با نشانگرهای SNP و SCAR پیوسته با ژن‌های مقاومت به ریزومانیا و نماتد گره‎ریشه ارزیابی مولکولی شدند تا فراوانی این ژن‌ها در هیبریدها مشخص شود. بر اساس نتایج ارزیابی مولکولی، از 19 هیبرید تعداد 14 هیبرید برتر انتخاب شدند. در بهار سال 1395، هیبریدهای منتخب در دو منطقه آلوده به ریزومانیا در خراسان و فارس به همراه چند شاهد در یک آزمایش 20 رقمی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با شش تکرار کشت و مورد آزمون عملکرد قرار گرفتند. در پاییز ریشه‌ها برداشت و صفات کمی و کیفی مانند عملکرد ریشه، درصد قند و عملکرد قندسفید اندازه‌گیری و داده­ها مورد تجزیه آماری قرار گرفتند. بر مبنای نتایج آزمون عملکرد هیبریدها در دو منطقه آلوده به ریزومانیا و فراوانی ژن مقاومت به ریزومانیا و نماتد گره‎ریشه در آزمایشگاه، هیبرید (7112*SB36)*930620 با میانگین 92/10 تن در هکتار عملکرد قندسفید انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Development and phenotypic and molecular evaluation of sugar beet hybrids for resistance to rhizomania and root-knot nematode (Meloidogyne spp.)

نویسندگان [English]

  • P. Norouzi 1
  • S.B. Mahmoudi 2
  • D. Taleghani 1
  • A. Rajabi 3
  • S. Sadeghzadeh Hemayati 1
  • M. Aghaiezadeh 4
  • J. Soltani Idliki 5
  • S. Darabi 6
  • B. Babaee 7
  • P. Fasahat 7
  • S. Vahedi 7
1 Associate Professor of Sugar Beet Seed Institute (SBSI) - Agricultural Research Education and Extension, Karaj,Iran
2 Associate professor of Sugar Beet Seed Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
3 Associate professor of Sugar Beet Seed Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
4 Assistant professor of Sugar Beet Seed Institute (SBSI)- Agricultural Research, Education and Extension Organization(AREEO), Karaj, Iran
5 Instructor of Sugar beet Department,, Center of research and education of agriculture and natural resources- Agricultural Research, Education and Extension Organization, Mashad, Iran.
6 Instructor of Sugar beet Department, Center of research and education of agriculture and natural resources- Agricultural Research, Education and Extension Organization, Shiraz, Iran
7 Assistant professor of Sugar Beet Seed Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
چکیده [English]

Rhizomania is the most destructive disease in spring sugar beet along with root-knot nematode and are spreading in some parts of Iran. The best control method against these two diseases is using resistant cultivars. Therefore, the aim of this study was to develop and select a high yield hybrid resistant to rhizomania and root knot nematode. Twenty-seven full-sib families (S1) from SB-34 origin which screened with molecular markers for rhizomania and root knot nematode resistance gene, were used to develop double resistant hybrids. In the spring of 2015, vernalized families were crossed to one single cross (7112*SB-36) in separate isolates. In summer, S1/S2 seeds from the paternal plants and three-way cross hybrid seeds from maternal plants were harvested and cleaned. Out of 27 isolates, only 19 isolates had adequate seeds from both parental lines. In autumn of the same year, selected hybrids were planted in greenhouse in Karaj. Seedlings were analyzed by SCAR and SNP markers linked to rhizomania and root knot nematode resistance genes to determine gene frequencies in hybrids. Based on the results of molecular evaluation, 14 hybrids were selected. In the spring of 2016, selected hybrids along with some controls, overall 20 varieties, were planted in two rhizomania-infected areas in Khorasan Razavi and Fars based on randomized complete block design with six replications. Roots were harvested in autumn and qualitative and quantitative characteristics such as root yield, sugar content, and white sugar yield were measured. Data were analyzed using SAS 9.1.3 software. According to the results of field trials and the frequency of rhizomania resistance gene and root node nematode in the laboratory, hybrid SB36*(7112*930620) with 10.92 t/ha white sugar yield to be used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid
  • Molecular marker
  • Rhizomania
  • Root knot nematode
  • Sugar beet

مراجع

Akhiyani A, Damadzadeh M, Ahmadi AR. Identification of plant parasitic nematodes in sugar beet fields in Esfahan. Proceedings of the 11th Iranian Plant Protection Congress; 1993 Aug 26 -Sep 1; Rasht, Iran. (in Persian, abstract in English)
Altman J, Thomason I. Nematodes and their control. In: Russel TJ, John TA, George ER, George RH, editors. Advances in sugarbeet production, principles and practices. The Iowa State University Press Ames, Iowa, USA. 1971; P. 335-370.
Asher MJC. Rhizomani. In: Cooke DA, Scott RK, editors. The Sugar Beet Crop. Chapman and Hall, London, UK., 1993. P. 311-346.
Izadpanah K, Hashemi P, Kamran R, Pakniyat M, Sahanpour A, Masoumi M. Widespread occurrence of rhizomania disease of sugar beet in Fars province. Journal of Plant Pathology. 1996; 32: 155-157. (in Persian, abstract in English)
Bakooie M, Pourjam E, Mahmoudi SB, Safaie N, Naderpour M. To design new molecular marker on basis of ASP for evaluation of resistance/susceptibility of sugar beet genotypes against root knot nematode. Proceeding of the 20th Iranian Plant Protection Congress; 2012 Aug 24-27. Shiraz, Iran. (in Persian, abstract in English)
Bakooie M. Phenotypic and molecular screening for sugar beet resistance against root knot nematode (Meloidogyne javanica) (PhD thesis). Tehran: Tarbiat Modarres University; 2014. (in Persian, abstract in English)
Bakooie M, Mahmoudi SB, Pourjam E, Safaie N. Optimal inoculum levels for the resistance screening of sugar beet to root-knot nematode under greenhouse condition. Journal of Sugar Beet. 2015; 30(2): 155-166. (in Persian, abstract in English)
Bakooie M, Pourjam E, Mahmoudi SB, Safaie N, Naderpour M. Development of an SNP Marker for Sugar Beet Resistance/Susceptible Genotyping to Root-Knot Nematode. Journal of Agricultural Science and Technology. 2015; 17(2): 443-454. (in Persian, abstract in English)
Biancardi E, Lewellen RT, DeBiaggi M, Erichsen AW, Stevanato P. The origin of rhizomania resistance in sugar beet. Euphytica. 2002; 127: 383-397.
Darabi S, Pedram A, Ahmadi M, Norouzi P, Abdollahian M, Valifar A. Evaluation of sugar beet diploid monogerm hybrids resistant to rhizomania and root knot nematode. Fars Agricultural and Natural Resources Research Center, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), The final report of research project. 2017; Registration No. 52185. (in Persian, abstract in English)
Dellaporta SL, Wood J, Hicks JB. A plant DNA minipreparation version II. Plants Mol Biol Rep. 1983; 1: 19-21.
Hallahan BR, Fernandez-Tendero E, Fort A, Ryder P, Dupouy G, Deletre M, Curley E, Brychkova G, Schulz B, Spillane C. Hybridity has a greater effect than paternal genome dosage on heterosis in sugar beet (Beta vulgaris). BMC Plant Biology. 2018. 18 (120): 1-16.
Janati A, Aouragh EH, Meskine M. The root- knot nematodes Meloidogyne spp. in Morocco. In: Proceeding of the 3rd Research and planning conference on root knot nematodes Meloidogyne spp; 1982. Coimbra, Portugal.
Karegarbideh A. Identification of plant-parasitic nematodes associated with sugar beet and their distribution in Hamadan province, Iran. Iranian Journal of Plant Pathology. 2006; 42(1): 159-178. (in Persian, abstract in English)
Mahmoudi B, Vaziri A, Abdollah A. sugar beet pests, diseases and weeds in Baghlan. FAO report. 2009. pp. 63.
Norouzi P. Screening of beet cyst nematode resistant plants using molecular marker. Second National Congress Cellular and Molecular Biology; 2007. Kerman, Iran. (in Persian, abstract in English)
Norouzi P, Mahmoudi B, Aghaeizadeh M, Kakuinejad M, Orazizadeh MR, Vahedi S, Fathi MR. Repeatability of some molecular markers linked to rhizomania resistance gene (Rz1) in sugar beet (Beta vulgaris L.) genotypes. Journal of Crop Breeding. 2011; 3: 30-42. (in Persian, abstract in English)
Norouzi, P, Sabzehzari M, Zeinali H. Efficiency of some molecular markers linked to rhizomania resistance gene (Rz1) for marker assisted selection in sugar beet. Journal of Crop Science and Biotechnology. 2015; 18(5): 319-323.
Norouzi P. To develop a SCAR marker linked to rhizomania resistance gene in sugar beet. Modern Geneticd Journal. 2016; 10(4): 549-556. (in Persian, abstract in English)
Norouzi P, Kakuinejad M, Mahmoudi B, Darabi S. The relationship between a repulsion molecular marker with the infection severity on field ad the concentration of virus in sugar beet root. Journal of Crop Breeding. 2016; 17: 123-130. (in Persian, abstract in English)
Norouzi P, Soltani M, Mehdikhani P, Darabi M. Evaluation of new hybrids of sugar beet against cyst nematode in infested fields. Sugar Beet Seed Institute (SBSI). Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO). The final report of research project. 2019; Registration No. 55994. (in Persian, abstract in English).
Omidvar AM. Plant parasitic nematodes, behavior, biology, systematics and their control, Ministry of Agriculture; Tehran, Iran. 1968. pp. 192. (in Persian, abstract in English)
Ommati F, Giti M. Identification and spread of sugar beet parasitic nematodes of Semnan province. Proceeding of the 19th Iranian Plant Protection Congress; 2010 Aug 19-22; Mashad, Iran. (in Persian, abstract in English)
Rajabi A, Ahmadi M, Hasani M. Development and evaluation of the response of sugar beet diploid hybrids to Drought stress and Rhizomania. Sugar Beet Seed Institute (SBSI). Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO). The final report of research project. 2020; Registration No. 56770. (in Persian, abstract in English)
Rush CM. Ecology and epidemiology of Benyviruses and plasmodiophorid vectors. Annual Review Phytopathology. 2003; 41:567-592.
Scholten OE, Jansen RC, Paul Keizer LC, De Bock ThSM. Lang W. Major genes for resistance to beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) in Beta vulgaris. Euphytica. 1996. 91: 331-339.
Toodehfallah M, Arjmand MH, Mahmoudi SB. On a study infection and distribution of rhizomania disease in Iran. Proceeding of the 14th Iranian Plant Protection Congress; 2000; Esfahan, Iran. (in Persian, abstract in English)
Whitney ED, Duffus E. Compendium of Beet Diseases and Insects, APS press, 1991; pp. 76.
چغندرقند
دوره 36، شماره 2
مهر 1399
صفحه 117-128

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار