ارزيابي ژرم پلاسم چغندر قند از نظر مقاومت به بيماري پيچيدگي بوته در شرايط گلخانه
ارزيابي ژرم پلاسم چغندر قند از نظر مقاومت به بيماري پيچيدگي بوته در شرايط گلخانه
صالحي محمد*,نجات نغمه,معصومي محمود,نيرومند محمود,ايزدپناه كرامت اله
مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي فارس، دانشكده كشاورزي، دانشگاه شيراز
براي دستيابي به منابع ژنتيكي مقاوم به بيماري پيچيدگي بوته (curly top) 50 رس شمار (accession number) چغندرقند در شرايط گلخانه آزمايش شدند. يك بوته چغندرقند با علايم تيپيك بيماري پيچيدگي بوته در يك مزرعه چغندرقند زرقان انتخاب و از آن به عنوان منبع ويروس عامل بيماري براي مايه زني استفاده گرديد. از هر رس شمار 21 دان رست در مرحله دو برگي و در زير سرپوش پلاستيكي توسط زنجرك Circulifer haematoceps M.& R. با ويروس عامل پيچيدگي بوته چغندرقند مايه زني شدند. براي مايه زني دو زنجرك تازه بالغ از كلني آلوده در زير سرپوش پلاستيكي براي 5 روز تغذيه روي هر دان رست قرار داده شدند. براي ارزيابي ژرم پلاسم موجود چغندرقند از نظر مقاومت به بيماري پيچيدگي بوته، شدت علايم بيماري در دو مرحله شامل چهار و هشت هفته بعد از مايه زني، طول دوره كمون و ميزان بهبودي يادداشت گرديد. براي شدت بيماري از درجات صفر (فقدان علايم بيماري) تا پنج (مرگ گياه) استفاده گرديد. براي ارزيابي و مقايسه رس شمارها ميانگين مجموع امتيازات هر رس شمار در چهار و هشت هفتگي به عنوان شاخص شدت بيماري (Disease Severity Index=DSI) مورد استفاده قرار گرفت. در رس شمارهاي مورد آزمايش DSI از 1.25 تا 3.8 متغير بود. DSI در 21 رس شمار بين 3 تا 3.8، در 22 رس شمار بين 2 تا 3 و در 7 رس شمار كمتر از 2 بود. ارقام و رس شمارهاي F-20510, 13687-62, 16402-66, F-20-511 و 16396-66 كهDSI در آنها به ترتيب 1.25، 1.35، 1.5، 1.55 و 1.65 بود به عنوان منابع ژنتيكي مقاوم معرفي مي شوند. در اكثر رس شمارها مقدار DSI در هشت هفته پس از مايه زني كمتر از چهار هفتگي بود و حالت بهبودي مشاهده گرديد. ميزان بهبودي نيز در رس شمارهاي مختلف متفاوت بود، به طوريكه در بعضي از آنها مانند 53- DSI 9536 در هشت هفتگي در مقايسه با چهار هفتگي به كمتر از نصف تقليل يافت. بر اساس اين تحقيق علاوه بر شدت بيماري ميزان بهبودي نيز در انتخاب ژنوتيپ ها و توده هاي مقاوم اهميت دارد.
Agrobacterium tumefaciens عامل بیماری گال طوق دار
Agrobacterium tumefaciens یک آلفا پروتوباکتر از خانواده Rhizobiaceae ، گرم منفی ، فاقد اسپور ، متحرک ، میله ای شکل و هوازی است که زندگی آزادی در خاک دارد . این باکتری عامل بیماری Crown Gall (گال طوق دار ) در طیف وسیعی از گیاهان دو لپه بخصوص خانواده rose مانند سیب ، گلابی ، هلو ، گیلاس ، بادام و تمشک می باشد .
باکتری بخشی از DNA خود را به درون گیاه انتقال می دهد ، این DNA وارد ژنوم گیاه شده و سبب ایجاد تومور و تغییراتی در متابولیسم گیاه می گردد .
بیشتر ژنهایی که در بیماری Crown Gall دخالت دارند بر روی پلازمید بزرگی به نام پلازمید Ti (Tumour inducing القا کننده تومور ) قرار دارد . خصوصیت ویژه این باکتری مربوط به عملکرد پلازمید Ti است و نه کروموزوم باکتریایی .
پلازمید Ti شامل دو دسته ژن مهم است :
· ژن های vir
· ژن های T-DNA
T-DNA بخشی است که به سلول گیاه انتقال می یابد و ژن های vir ژن هایی اند که برای ایجاد عفونت مورد نیاز است .
عملکرد ژن های vir :
· تولید پروتئین ها ( پرمئاز ها ) به منظور جذب ترکیباتی به نام opine که توسط تومور ها ساخته می شوند . این پروتئین ها وارد غشای باکتریایی می شوند .
· تولید اندونوکلئاز که باعث برش (T-DNA (transferred - DNA می شود .
ژن های vir شامل اپران های virA ، virB ، virC ، virD ، virE و virH است .
virA پروتئین هایی را تولید می کند که در کموتاکسیک شرکت کرده و ترکیبات فنلی را حس می کند .
VirB شامل 11 غالب خواندنی باز است . این ژن ها مسئول تشکیل T-pilus می باشد . در ابتدا pro-pilin شکل می گیرد که یک پلی پپتید 121 اسیدآمینه ای است و نیاز به پردازش دارد . این فرایند با حذف 47 ریشه اسیدآمینه انجام می گیرد تا زیرواحد T-pilus شکل گیرد . محصولات دیگر virB در انتقال زیرواحدها از میان غشای پلاسمایی دخالت دارند .
پمپ ATPase نیز برای انتقال فعال زیرواحدها مورد نیاز است .
virD2 تولید پروتئینی می کند که به انتهای 5 پرایم T- DNA متصل می شود .
پروتئین های virE2 ، T- DNA را پوشانده و از آن در برابر تجزیه حفاظت می کند .
VirH احتمالا سبب سم زدایی در برابر ترکیبات ضد باکتریایی گیاهان می شود که از محل زخم تولید می شوند .
عملکرد T- DNA :
· تولید cytokinin
· تولید indole acetic acid
· سنتز و آزادسازی متابولیت های گیاهی جدید (opines ، agrocinopines)
T- DNA دارای ژن هایی برای بیوسنتز آنزیم هایی برای تولید آمینواسیدهای غیراستاندارد است . همچنین حاوی ژن هایی برای بیوسنتز هورمون های گیاهی (auxin ، cytokinin ) می باشد . با تغییر هورمونی در سلول های گیاهی ، کنترل تقسیم سلولی از بین رفته و تومور شکل می گیرد . نسبت auxinبه cytokinin تولید شده ، مورفولوژی تومور را تعیین می کند . opines ، agrocinopinesبه عنوان منبع کربن و انرژی توسط باکتری مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه گیاه قادر به استفاده از این متابولیت ها نیست . سوش های متفاوتی از A.tumefaciens انواع مختلفی از پلازمید Ti دارند که محصولات متنوعی از اوپین ها را کد می کنند . مانند nopaline ، agrocinopine A ، octopine ، agropine .
مکانیزم عفونت :
· کموتاکسی و آغاز اتصال به محل زخم
· اتصال پایدار
· برش T- DNA
· ساخت کانال های انتقال
· انتقال T- DNA به سلول گیاهی
· انتقال T- DNA به هسته و الحاق آن و رونویسی از آن
Agrobacterium tumefaciens معمولا در منطقه ریزوسفر وجود دارد . در شرایط طبیعی این باکتری از طریق کموتاکسیس به محل زخم در گیاه کشیده می شود . این امر در پاسخ به آزادسازی ترکیبات فنلی صورت می پذیرد . باکتری ترکیبات فنلی مانند acetosyringone را حتی در غلظت های پایین (M 7- 10 ) شناسایی می کند که سبب جذب آن می شود . یکی از عملکردهای پلازمید Ti کد کردن گیرنده های کموتاکسیک است که وارد غشای باکتریایی شده و باکتری را برای شناسایی محل زخم توانا می سازد . Acetosyringone علاوه بر اینکه در کموتاکتیک نقش دارد در غلظتهای بالاتر (M 4- 10 _ 5- 10 ) سبب فعال سازی ژن های vir می شود .
اتصال باکتری به گیاه در دو مرحله انجام می شود :به منظور ایجاد یک اتصال ضعیف اولیه و برگشت پذیر ، باکتری فیبریل های سلولزی سنتز می کند که سبب اتصال آنها به سلول گیاهی در محل زخم می شود . 4 ژن اصلی در این فرایند دخالت دارند : Chv A ، Chv B ، Psc A ، att . این فیبریل ها باعث اتصال باکتری ها به یکدیگر و تشکیل یک میکروکلنی می شوند . پس از ساخت فیبریل های سلولزی ، یک پروتئین غشای خارجی وابسته به +2 Ca به نام rhicadhesin ساخته می شود که در اتصال باکتری به دیواره سلولی نیز نقش دارد .
ترکیبات گیاهی که سبب تحریکAgrobacterium برای آلوده سازی سلول گیاهی می شود :
· Acetosyringone· hydroxyacetosyringone – Alpha· catechol· ferulic acid· gallic acid· hydroxybenzoic acid – p· protocatechuic acid· pyrogallic acid· resorcylic acid· sinapinic acid· syringic acid· vanillin
برای انتقال T- DNA ابتدا می بایست این ناحیه از پلازمید حلقوی برش داده شود . کمپلکس virD1/D2 ، DNA را در توالی مشخص برش می دهد . پروتئین virD2 به انتهای 5 پرایم متصل می شود . این پروتئین شامل یک موتیف است که سبب ایجاد یک کمپلکس نوکلئوپروتئین می گردد . در مرحله بعدی انتقال به سلول گیاهی ، باکتری از سیستم ترشحی تیپ 4 استفاده می کند که همراه با تشکیل T-pilus است .
VirG/VirA سیستم تنظیمی دو جزئی است که قادر به شناسایی سیگنال های فنلی ساخته شده توسط سلول های بافت زخمی گیاه اند . این امر منجر به فعال سازی ژن های vir B می شود که مسئول تشکیل T-pilus است .
در سیتوپلاسم سلول گیرنده،کمپلکس T- DNA توسط پروتئین های virE2 پوشانده می شوند. این پروتئین ها بطور مستقل از کمپلکس T- DNA از طریق سیستم ترشحی تیپ 4 وارد می شوند .
بر روی پروتئین های virE2 و virD2 توالی NLS (توالی استقرار هسته ای ) وجود دارند که توسط پروتئین های a-importin شناسایی می شوند . بدنبال آن به B-importin متصل شده و از طریق کمپلکس منفذ هسته ای به درون هسته میزبان انتقال می یابد . T- DNA در دو سر خود توالی هایی دارد که بواسطه آنها می تواند وارد ژنوم سلول گیاهی شود .
توانایی Agrobacterium در انتقال ژن ها به گیاهان و قارچ ها در بیوتکنولوژی و بخصوص در زمینه مهندسی ژنتیک برای بهینه سازی گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد . دستکاری بر روی ژنوم باکتریایی (T- DNA ) انجام می شود .
کک چغندر قند Chaetocnema tibialis
مقدمه :
در تمام مناطق ایران که چغندر کشت می شود شیوع دارد . و در نواحی فارس ، اصفحان ، کرمانشاه ، کرمان و قزوین خسارت بیشتری دارد . هر دو گونه C. tibialis و C. breviascula از آفات چغندر می باشد .
شکل شناسی :
سوسک های کوچک به طول 1.5 تا 2 میلیمتر ، شکل تخم مرغی رنگ سیاه براق که در زیر نور آفتاب سبز زیتونی به نظر میرسد ، روی بالهای جلویی خطوط نقطه چین موازی وجود دارد . ران پا های عقبی رشد کرده است و میتوانند مانند کک های خانگی بجهند .
تخمهای کک خیلی کوچک به طول 0.4 میلیمتر به رنگ زرد روشن کشیده و تخم مرغی است . لاروها به رنگ سفید دارای 3 جفت پای سینه ای کاذب . سر و پا ها به رنگ زرد مایل به خاکستری و طول لارو های بالغ تا 5 میلیمتر می رسد . شفیره به رنگ سفید و دارای دو قلاب در انتهای شکم و طولشان حدود 1.5 میلیمتر در محفظه ای به شکل قیف تشکیل می شود .
خسارت :
خسارت عمده توسط حشره کامل کک به چغندر زده میشود و لارو ان تقریبا خسارتی ندارد . حشرات کامل کک به چغندر و چغندر علوفه ای ، وحشی ، سلمک و ... حمله میکنند . خسارت بدین ترتیب است که حشره کامل با تغذیه از برگ باعث سوراخ شدن ( مشبک شدن ) برگ می شود در صورتی که 3 تا 5 کک روی یک جوانه وجود داشته باشد تا 90% خسارت وارد می کند . خسارت کک در روزهای گرم و آفتابی شدید تر است . گاهی خسارت افت به قدری شدید است که زارع مجبور به واکاری می شود . بیشترین خسارت مربوط به زمانی است که گیاه در مرحله 2 تا 4 برگی می باشد .
زیست شناسی :
کک ها زمستان را به صورت حشره کامل در زیر گیاهان خشکیده ، کلوخه ها و شکاف های زمین و حتی خاکهای نرم می گذراند . در بهار متوسط دما 9.4 تا 10.4 از پناه گاه زمستانه خود خارج میشوند هر چه قدر در بهار هوا گرم و خشک تر باشد کک ها زود تر خارج میشوند . کک های ماده تخم خود را در شکافهای زمین تا عمق چند سانتی خاک پای طوقه علفهای هرز و چغندر میگذارد . هر کک ماده تا 50 عدد تخم می گزارد . لارو ها در داخل خاک تبدیل به شفیره شده و بعد از دو هفته حشره کامل ظاهر می شود . کک ها پس از تغذیه کامل و شروع سرما ( متوسط دما 7-9 درجه ) بتدریج به پناه گاه زمستانه خود میروند . این آفت در سال 1 تا 2 نسل دارد که مهمترین و اقتصادی ترین خسارت مربوط به کک های زمستان گذران و روی چغندر های دو برگی می باشد .
کنترل:
الف ) کنترل زراعی
1- زدن شخم عمیق پس از برداشت محصول و دادن یخ آب زمستانه
2- از کشت متوالی چغندر در یک زمین باید خود داری شود
3- از بین بردن علفهای هرز میزبان این افت به خصوص سلمه تر ، ترشک ، گزنه و ترتیزک .
4- آبیاری مرتب زراعت و ایجاد رطوبت که برای فعالیت آفت نامناسب است
5- تقویت گیاه با کود های دامی و شیمیایی سبب رشد سریع گیاه شده و باعث می شود تحمل گیاه در برابر آفت زیاد شود
ب) کنترل شیمیایی
اگر در اوایل بهار متوسط تعداد حشرات کامل کک در هر بوته 2 تا4 برگی بیشتر از یک عدد باشد باید از سموم زیر برای کنترل آن استفاده کرد .
1- کارباریل 85% پودر وتابل 3 کیلو در هکتار
2- فوزالون 35% امولسیون 3 لیتر در هکتار
3- کاربایل 48% مایع 5 لیتر در هکتار
4- اتریمفوس 50%امولسیون 1 لیتر در هکتار
اگر سموم فوق روی افت مناسب نباشد میتوان از سموم گروه پیرتروئید مثل پرمترین 25% یا فن والریت 20% به میزان 750 سی سی در هکتار علیه آفت با نظر کارشناس و در موارد خاص استفاده کرد .
