Skip to main content
SUPERVISOR
بهرام شریف نبی (استاد راهنما) ولی الله بابایی زاده (استاد راهنما) محمدعلی تاجیک قنبری (استاد مشاور) امیر مساح (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyyed hoseyn Mosavi toghani
سیدحسین موسوی طغانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Application of Endomycorrhiza Fungus (Piriformospora indica) in Resistance Induction Against Rice Blast Disease (Magnaporthe oryzae)
Rice blast disease is the major disease of rice in Iran. To control the disease, resistant varieties and chemical approaches are applicable and useful. Usually, when resistant varieties are under high pressure, the resistance may break down. Chemical methods are highly cost and environmental disturbance. So, it is necessary to develop the strategies which are extend stable resistance, such as induced resistance. Induced resistance can be resulted from some of microorganisms, natural and synthetic combinations. Symbiotic microorganisms with plants can induce resistance. Piriformospora indica is a plant-root-colonizing fungus, which causes induction of systemic resistance against different diseases on roots and shoots. This study was performed to induce the resistance against rice blast ( Magnaporthe oryzae ) with endomycorrhiza fungus ( P. indica ). Rice seedlings were treated with mycorrhiza and spore suspension of pathogen ( M. oryzae ). Sampling was carried out in different times points (0, 24, 48, 72 and 96 hr) post inoculation. Total RNA was extracted from leaf samples and then complementary DNA (cDNA) was constructed, expressions of PR1b, PR4 , PR5 , PR10 , LOX , NPR1 , WRKY62 and WRKY85 genes were evaluated, using quantitative real time PCR technique. In microscopic and molecular studies of plant roots in hydroponic and soil cultures, P. indica was detected. These results suggest stable colonization of fungus in rice root. The rate of tillering increased about 50% in treated plants with P. indica . As well, the number of fertilized spikes and shoot fresh and dry weight increased about 45, 30 and 23 % respectively, in treated plants. Findings of this research revealed the promoting of treated plants growth. The sensitivity evaluation of treated and control plants with M. oryzae , showed treated plants had less disease symptoms. Study of infection type, leaf area infection and number of spots showed significant differences in reduction of symptoms in treated plants versus control. Also, expression amount of PR1b , PR5 , PR10 , LOX , NPR1 and WRKY85 genes increased in treated plants with mycorrhiza versus control plants. Results of this study suggest the active role of mycorrhiza in protection of rice plant against blast disease due to enhanced expression of related genes. Key word : Blast; Endomycorriza; gene; Real-time Q-PCR; Resistance
بیماری بلاست برنج یکی از مهمترین بیماری های برنج در ایران می باشد. به طور معمول برای کنترل بیماری بلاست برنج از ارقام مقاوم و سموم شیمیایی استفاده می شود. معمولا استفاده از ارقام مقاوم با پدیده شکسته شدن مقاومت در مقابله با تنوع بالای جمعیت بیمارگر مواجه است. استفاده از سموم پر هزینه بوده و علاوه بر آن اثرات سوء زیست محیطی دارد. از این رو به توسعه استراتژی هایی که مقاومت پایدار را گسترش می دهند، نیاز است. مقاومت القایی یکی از این استراتژی های پایدار است. برخی از میکروارگانیسم ها، مواد شیمیایی طبیعی یا مصنوعی و ایجاد زخم به افزایش میزان مقاومت در گیاهان علیه عوامل بیماریزا کمک می کنند. این پدیده بعنوان مقاومت القایی شناخته شده است . یکی از روش های القای مقاومت در مقابل عوامل بیماریزای گیاهان استفاده از میکروارگانیسم های مفید به عنوان همزیست در گیاهان می باشد. قارچ میکوریزای Piriformospora indica روی ریشه تعداد زیادی از گیاهان گزارش شده که موجب تحریک مقاومت سیستمیک علیه عوامل بیماریزای ریشه، ساقه و برگ در گیاه شده که این حفاظت سیستمیک گیاه منجر به افزایش عملکرد می شود. این پژوهش با هدف استفاده از قارچ میکوریز P. indica در القاء مقاومت علیه بیماری بلاست ( Magnaporthe oryzae ) در برنج انجام شده است. گیاهچه های برنج تیمار شده با قارچ میکوریز و همچنین گیاهان شاهد با سوسپانسیون اسپور قارچ بیمارگر M. oryzae تلقیح و نمونه برداری در ساعات مختلف پس از آلودگی (0، 24، 48، 72، 96) انجام شد. RNA کل از نمونه های برگی استخراج و پس از ساخت DNA مکمل (cDNA)، بیان ژن ها با استفاده از تکنیک Quantitative Real Time PCR(QPCR) مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این بررسی الگوی بیان ژن های PR1b ، PR4 ، PR5 ، PR10 ، LOX ، NPR1 ، WRKY62 و WRKY85 که از جمله مهم ترین ژن های دخیل در مقاومت به بیمارگرها در گیاهان مختلف می باشند، مطالعه شدند. با بررسی میکروسکوپی و مولکولی ریشه گیاهان در کشت هیدروپونیک و خاکی، قارچ P. indica ردیابی شد که این نتایج می تواند نشان دهنده استقرار مناسب و پایدار قارچ در ریشه برنج باشد. همچنین بررسی صفات زراعی مورد مطالعه بیانگر افزایش 50 درصدی میزان پنجه زنی گیاه، 45 درصدی تعداد خوشه ،30 درصدی وزن تر و 23 درصدی وزن خشک اندام هوایی بود. این نتایج نشان دهنده اثر تحریک رشدی گیاهان برنج تیمار شده با قارچ P. indica می باشد. نتایج سنجش میزان حساسیت گیاهان تیمار شده با میکوریز و بدون میکوریز پس از تلقیح با قارچ M . oryzae نشان داد که گیاهان تیمار شده به میکوریز علایم خفیف تری از بیماری را بروز می دهند. نتایج بررسی های انجام شده روی صفات تیپ آلودگی، درصد سطح برگ آلوده و تعداد لکه های اسپورزا نشان داد که این اختلاف در کاهش علائم در گیاهان دارای میکوریز در مقایسه با گیاهان غیر همزیست معنادار می باشد. بدین ترتیب بررسی فنوتیپی از برهم کنش گیاه برنج با بیماری بلاست در حضور قارچ میکوریز P. indica نشان داد که گیاه حساسیت کمتری در برابر بیماری از خود بروز داده است. همچنین تجمع رونوشت ژن های Pr1b ، Pr5 ، Pr10 ، NPR1 ، LOX و WRKY85 در گیاهان تیمار شده با قارچ میکوریز P. indica در مقایسه با گیاهان بدون میکوریز در اثر آلودگی به بیماری بلاست برنج افزایش قابل ملاحظه ای را نشان داد. نتایج حاکی از نقش فعال قارچ میکوریز P. indica در حفاظـت گیاه برنج در مقابل بیماری بلاسـت در اثر افزایش بیان ژن های مذکور می باشد. کلمات کلیدی: اندو میکوریز، بلاست، ژن ، مقاومت، Real-time Q-PCR .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی