1-1 مقدمه
برنج يكي از مهمترين منابع غذايي مردم جهان بوده بطوريكه 3/2 كيلوكالري انرژي مورد نياز مردم آسيا و 3/1كيلو كالري مورد نياز مردم آمريكاي جنوبي و آفريقا از اين محصول تأمين مي شود. اين گياه مناسب كشت در مناطق گرم و مرطوب بوده و سطح زير كشت آن در جهان بالغ بر 146 ميليون هكتار و توليد آن بيش از 520 ميليون تن در سال مي باشد برنج در ايران بر اساس آمار سال 1382 در سطحي حدود 611000 هكتار كشت شده و ميزان توليد آن درسال حدود 3300000 تن شلتوك بوده است(آمار و فن آوري اطلاعات- بانك اطلاعات زراعت-1382).
ايران تنها 4/0% مساحت زير كشت برنج جهان را در اختيار دارد كه تقريباً 75% آن در استانهاي گيلان، مازندران و گلستان مي باشد (آمار و فن آوري اطلاعات- بانك اطلاعات زراعت-1382). برنج در رژيم غذايي مردم ايران اهميتي ويژه دارد و آن را بصورت هاي مختلف در برنامه غذايي خود استفاده مي كنند. با رشد جمعيت و تغيير ذائقه مردم در گرايش به برنج ميزان مصرف آن نيز همچنان در حال فزوني ميباشد، و با اين روند احتمال مي رود كه در سالهاي آتي به عنوان منبع اصلي تأمين كالري مردم ايران مورد توجه قرار گيرد. اين محصول در حال حاضر به عنوان يكي از اقلام وارداتي مهم در بين انواع مواد غذايي به شمار مي رود، تلاش جهت حصول خودكفايي در توليد برنج و كاهش واردات اين محصول مهم يكي از اهداف دولت مي باشد كه انشاءالله با سعي و تلاش فراوان رسيدن به اين هدف ميسر خواهد شد. توليد برنج در مناطق مختلف اغلب مواجه با تنش هاي زنده و غير زنده مي باشد. عواملي مثل آفات، علف هاي هرز، عوامل بيماري زا، قديمي بودن ادوات مورد استفاده در تبديل و عوامل اقليمي نامساعد در طول فصل عملكرد نهايي محصول را تحت تأثير قرار مي دهند. عامل بيماري بلاست برنج مهمترين بيمارگر قارچي برنج در سطح دنياست،كه اغلب يك محدوديت مهم در توليد برنج در نواحي گرمسيري و همچنين معتدله به شمار مي رود. هر چند برآورد قابل اعتمادي ازكاهش محصول توسط اين بيماري در ايران صورت نپذيرفت ولي ساليانه درصد بالايي از محصول توليدي برنج به علت كاشت ارقام محلي خوش طعم و بو كه اغلب حساس به اين بيماري مي باشند از بين مي رود. از آنجايكه بررسي و تحقيق پيرامون ارزيابي اجزاء مقاومت1 به بلاست و چگونگي پيشرفت بيماري در مراحل مختلف رشدي ارقام برنج در مراحل اوليه مي باشد. لذا هدف از اين تحقيق ادامه مطالعات در اين رابطه بوده و همچنين اهداف ذيل نيز مورد توجه مي باشند:
1- اندازه گيري و تعيين اجزاي تنوع ژنتيكي براي مقاومت به بيماري بلاست برگ برنج در ارقام برنج
2- بررسي وضعيت توسعه بيماري در ارقام و تلاقي هاي (نسل F1 )تحت مطالعه
1-2) بررسي منابع
1-2-1) گياهشناسي و ريخت شناسي برنج:
گياه برنج از شاخه نهاندانگان، رده تك لپه اي، راسته گل پوشينه ايها، تيره گندميان2 يا چمنيان و جنس اورايزا3 مي باشد. گياهي يكساله، ريشه هاي آن افشان و قوي بوده و ساقه تو خالي، استوانه اي و صاف است. در روي ساقه تعدادي گره كه ممكن است بين 20- 10 عدد تغيير كند وجود دارد. گره ها و ميانگره ها توسط غلاف احاطه مي شوند. هر بوته برنج معمولاً 4 تا 5 پنجه توليد مي كند ارتفاع بوته برنج 50 تا 150 و گاهي 200 سانتي متر تغيير مي كند. مانند تمام گياهان خانواده غلات، در برنج نيز برگها بصورت يك در ميان و بطور متناوب در طول ساقه قرار دارند. گل آذين در برنج از نوع خوشه سنبله (پانيكول) بوده كه در انتهاي ساقه قرار دارد (خدابنده 1371, نصيري 1376, نوروزي و عارفي 1376). اجزاي اصلي خوشه شامل قاعده خوشه، محور،انشعابات اوليه و ثانويه دمگل،گلوم هاي تكامل نيافته و سنبلچه مي باشند. سنبلچه بر روي دمگل تشكيل مي گردد هر گل بوسيله لما و پالئا كه ممكن است ريشكدار يا فاقد ريشك باشد احاطه مي گردد.گل شامل مادگي،پرچمها و لوديكولها مي باشند مادگي شامل كلاله و خامه و تخمدان است. كلاله پر مانند و دوشاخه مي باشند تعداد پرچمها در برنج بر خلاف ساير غلات شش عدد مي باشد، برنج گياهي خود گشن و حدود نيم درصد دگرگشن است گلدهي يك خوشه در طي يك دوره10-7روزه انجام مي گيرد
(مامقاني 1381, يزدي صمدي و عبدميشاني 1371, پولمن 1987) ازنظرمورفولوژي مراحل رشدبرنج رابه چندفازتقسيم كرده اند:
الف) مرحله رويشي كه شامل جوانه زدن، نشاء و مرحله پنجه دهي مي باشد.
ب) مرحله زايشي شامل مرحله خوشه دهي و رسيدن است گلدهي در برنج با گرده افشاني همزمان مي باشد. در مناطق گرمسيري و نيمه گرمسيري گلدهي خوشه ها از يك سوم بالايي خوشه ها شروع شده و به سمت پائين خوشه امتداد مي يابد. گرده افشاني معمولاً از ساعت 10 صبح شروع شده و تا ساعت دو بعدازظهر بطور طبيعي ادامه مي يابد. دوره رشد گياه برنج بسته به واريته و محيطي كه درآن رشد مي كند بين سه تا شش ماه است
(فرو 1987).
1-2-2) مشخصات ژنتيكي گياه برنج:
برنج به خانواده گندميان و جنس اورايزا تعلق دارد. جنس اورايزا از 25 گونه مختلف تشكيل شده كه معروفترين آنها ساتيوا و گونه گلابريما4 است كه به برنج آفريقايي مشهور است. اغلب برنجهاي زراعي دنيا متعلق به گونه ساتيوا5 است. اين گونه داراي 24 كرموزوم (24= x2=n2 ) و گونه هاي تتراپلوئيد آن با 48 كروموزوم
(28= x4=n2 ) نيز موجود است، برنج معمولي يا اوريزا ساتيوا از لحاظ ژنتيكي شبيه به گونه هاي ديپلوئيد است ولي اطلاعات ژنتيكي و سيتولوژيكي نشان مي دهدكه اين گونه در اصل پلي پلوئيد6بوده و شماره كروموزوم پايه آن 5 = x و علائم كروموزومي آن (AA, BC,D,E) مي باشد. همچنين فرض شده كه گونه اي با 5 = X كروموزوم (A,B,C,D,E)گونه ديگري که 5 = X كروموزوم داشته است((A1,B1,C1,D1,E1 تركيب شده و آمفي پلوئيد حاصل بر اثر اختلالاتي كه در ميوزآن انجام يافته،گياهي را با 12 كروموزوم توليد كرده است
(5 تا از هر والد به اضافه يك كروموزوم A1 و كروموزومB ) بايد توجه داشت كه تا به حال برنجي با 5 = X در دنيا پيدا نشده و ممكن است از بين رفته باشد (ارزاني 1383, فرو 1987).
نژادهاي زراعي برنج به سه دسته تقسيم مي شوند:
1- گروه اينديكا7 كه نژاد گرمسيري مي باشد.
2- گروه ژاپونيكا8 كه نژاد معتدله مي باشد.
3- گروه جاوانيكا9 يا بولو كه اين تيپ ها بر اساس عقيمي x1 هاي حاصل از تلاقي تيپ هاي مختلف دسته بندي كرده اند (عبدميشاني و بوشهري 1376).
1-3) اصلاح برنج:
بمنظور هماهنگي در امور تحقيقات و اصلاح برنج و انتقال نتايج آن به كشورهاي مختلف موسسه بين المللي تحقيقات برنج (IRRI )10 با همكاري بنياد راكفلر و فورد در لوس بانوس11 فيليپين در سال 1960 تأسيس گرديد و مؤسسه مذكور در اين كشور سهم عمده اي در انقلاب سبز داشته است. اين مركز در سال 1966 واريته بسيار پرمحصول و زودرس و پاكوتاه برنجIR8 را معرفي نمود، در سالهاي بعد تلاقي هاي بسيار زيادي انجام شده و واريته هاي جديد با بهبود خواص كيفي دانه ها، مقاومت در مقابل آفات و بيماريهاي قارچي و ويروسي به وجود آمدند(يزدي صمدي و عبدميشاني1371 ).
اهداف مهم اصلاح برنج عبارتند از: 1) تهيه و معرفي ارقام پاكوتاه كه قابليت كودپذيري بالا جهت حصول سطح بالايي از عملكرد داشته باشند 2) علاوه بر آن به حذف حساسيت به طول دوره نوري نيز توجه شده است كه در نتيجه آن كشت و برداشت در هر فصل از سال، بدون توجه به فتوپريودي امكان پذير باشد. 3) قابليت و توانايي ژنتيكي جهت مقاومت به حمله آفات و بيماريها مي باشد و 4) تهيه و توسعه گياهاني كه به مقدار قابل توجهي داراي طول رشد كوتاه تري مي باشند.
اهداف اصلاح برنج در ايران ازدياد عملكرد، بدست آوردن واريته هاي مناسب ازحيث دورة رشد در هر محل، بدست آوردن واريته هاي مقاوم به خوابيدگي ساقه و ريزش دانه، تهيه واريته هاي مناسب براي زراعت مكانيزه، بدست آوردن واريته هاي مقاوم به بيماريها، ايجاد واريته هاي با كيفيت مناسب براي آسياب شدن و خاصيت مطلوب پخت. جديدترين پيشرفت در اصلاح برنج توليد برنج هيبريد بوده است.
1-4) تاريخچه بلاست:
به نقل از او12 (1985) بيماري بلاست برنج داراي تاريخچه نسبتاً طولاني است كه به زمان هاي دوريعني نيمه اول قرن هفدهم ميلادي بر ميگردد. سونگ ينگ شين13 از چين احتمالاً اولين كسي بود،كه در سال 1637 دركتاب خود تحت عنوان استفاده از منابع طبيعي14 راجع به بيماري بلاست بحث كرد و از آن بعنوان سوختگي گياهچه هاي برنج نام برد (بهداد1377, گوتو1955). او نوشت كه علائم بيماري روي گياهچه ها شبيه سوختگي است كه در اثر آب جوش ايحاد شده باشد، در آن زمانها مردم معتقد بودند بذور برنج هنگام خشك شدن زير تابش داغ خورشيد گرما را جذب كرده و قبل از خشك شدن انبار مي شوند (بهداد 1377). اگر اين بذور گرم در فصل زراعي نامناسب در زمين كود داده شده كشت شوند در اثر وزش باد گرم و مرطوب جنوب بيماري بلاست در نشا ها ايجاد مي شود به همين خاطر آنرا بيمار ي تب برنج15 ناميدند.از اين نام بطور گسترده در متون چيني و ژاپني استفاده شده است (او 1985). عامل بيماري در سال 1891 توسط كاوارا16 در ايتاليا
بنام Pyricularia oryzae نامگذاري و در1876 از كارولياي جنوبي گزارش نمود و از آن بعنوان يكي از مهمترين بيماري هاي برنج نام برد. احتمالاً او اولين كسي است كه از اصطلاح Blast براي نام بيماري انگليسي استفاده كرده است (او 1985).هم اكنون بيماري بلاست يكي از گسترش يافته ترين بيمار هاي گياهي بوده و تا سال 1981 وقوع آن توسط Common Wealth Mycological Institute در 85 كشور ثبت و نقشه گسترش آن تهيه شد (او 1985). در هر جا كه برنج بصورت تجاري و در مقياس وسيع كشت مي شود. بيماري وجود دارد و عامل بيماري قدرت سازگاري فوق العاده اي با شرايط محيطي مختلف دارد، چنانچه در خاورميانه كه برنج در شرايط حرارتي بالا و رطوبت نسبي پائين بصورت غرقابي كشت مي شود، قارچ عامل بيماري فعال است و گره هاي گياه برنج را درست دربالاي سطح آب آلوده مي كند، بدون اينكه علائمي از بيماري روي برگها و ساير بافتهاي گياه ظاهر شود. در ايران بيماري از سالهاي قبل در استانهاي گيلان و مازندران وجود داشت و در اصطلاح محلي به آن پرسوز يا گل خشك گفته مي شد. بر اساس گزارشهاي موجود علائم و نمونه هاي بيماري حدود 50 سال پيش براي نخستين بار در اطراف لاهيجان مشاهده گرديد(بهداد 1377, جوان نيکخواه 1380). مطالعه روي نژادهاي قارچ عامل بلاست از اوايل دهه بيستم ميلادي با مشاهده تفاوت نژادها در بيماري زايي روي يك رقم خاص شروع گرديد.
بتدريج شناسايي نژادهاي فيزيولوژيك در كشوركره،هندوستان،تايوان،كلمبيا، نيجريه، مالزي، فليپين و چين شروع گرديد و تعداد زيادي نژادهاي فيزيولوژيك در اين كشور ها شناسايي گرديد بطوريكه كه از ژاپن تايوان و فليپين به ترتيب 18 و 27 و 250 مورد گزارش شد (وانگ و کوه 1987). تفاوت اين نژادهاي فيزيولوژيك به علت تفاوت آنها از نظر بيماريزايي روي ارقام مختلف برنج مي باشد. محققين پيدايش نژادهاي جديد را علت اساسي شكسته شدن مقاومت ها دانسته اند ( کيوساوا1972 ). تا كنون چندين بررسي و تحقيقي پيرامون ارزيابي اجزاي مقاومت نسبي به بلاست و چگونگي پيشرفت بيماري بلاست در مراحل مختلف رشدي ارقام برنج ايراني صورت گرفته است (مومني 1381 ).
يه و بونمن17 (1986) با به كار بردن شش رقم در خزانه بلاست و با هدف تحقيق دربارة مقاومت نسبي (جزيي) با اندازه‌گيري اجزاي مقاومت جزيي، پيشرفت بيماري در جمعيت‌هاي مزرعه‌اي به اين نتايج دست يافتندكه، راندمان آلودگي نسبي18 (RIE) مهمترين جزء مقاومت جزيي (لااقل در مرحلة رشد سبزينه‌اي) است كه با افزايش سن بوته در مرحله برگي تغيير مي‌كند، چون كه هر چه سن گياه بالاتر مي‌رود مقاومت به بلاست برگ افزايش يافته لذا راندمان بيماري نسبي كمتر مي‌گردد. اندازة لكه 19(LS) دومين جزء مهم مقاومت است كه با راندمان بيماري نسبي رابطه دارد. ارقام با مقاومت پايدارتر، سطوح بالاتر مقاومت جزيي دارند. اين روشها امكان پيشگويي شدت شكسته شدن مقاومت ارقام كاملاً مقاوم را توسط ارزيابي كردن مقاومت جزيي‌شان مهيا مي‌كند(شيگزا 1966).
بونمن و همكاران (1989) 27 رقم و لاين را در چهار آزمايش در سال‌هاي 87-1985 در خزانه بلاست IRRI ارزيابي كردند و آنها را در مقايسه با ارقام شاهد IR50، IR36 با هدف مقايسه كردن مقاومت بلاست برگ در مرحله گياهچه‌اي لاين‌هاي مورد آزمايش، نتيجه گرفتند که گروه‌بندي مقاومت نسبي به بلاست برگ در بين ارقام و لاين‌هاي مورد آزمايش معمولاً منطبق بر لاين‌هاي حساس و مقاوم بود، اما در مورد لاين‌هاي نيمه مقاوم متفاوت بود. گروه‌بندي مقاومت به بلاست گردن لاين‌هاي حساس و نيمه مقاوم نيز بين آزمايش‌ها متغيير بود كه ناشي از تغيير در زمان گلدهي بود.
اينوكاي و همكاران20 (1994) با به كار بردن 22 لاين ايزوژنيك، رقم CO39 (يك رقم اينديكاي حساس به جدايه‌هاي هندي) و 12 رقم افتراقي در گلخانه با هدف تعيين نسبت‌هاي ميان ژن‌هاي مقاوم به بلاست در 22 لاين ايزوژنيك وتعيين نسبت‌هاي بين ژن‌هاي مقاوم بلاست دراين لاين‌ها وارقام افتراقي به اين نتايج رسيدند كه،والدين دهنده21 اين لاين‌هاي ايزوژنيك ژن مقاومت، به طور مشترك با يكديگر و به طور مشترك با ارقام ديگر دارند. تعداد حداقل ژن‌هاي مقاومت در والدين دهندة اين لاين‌هاي ايزوژنيك راحدس زدند، اين 22 لاين حاوي 5 ژن مقاومت به بلاست هستند.
لاي و همكاران22 (1999) با به كار بردن 200 لاين در دو خزانة آپلند و غرقابي در حد فاصل در
سالهاي96-1995 با هدف تعيين محدودة اثرات غرقابي كردن بر روي پيشرفت علائم بلاست برگ, و تعيين نسبت بين نرخ بيماري (ارزيابي‌هاي بيماري) دركشت آپلند و غرقابي به اين نتايج دست يافتندكه، 7 واريتة برنج كه در شرايط خزانة آپلند مقاوم بودند،تحت شرايط خزانه غرقابي مقاوم بودند و اثر مطلوب غرقابي كردن خزانه بر مقاومت برنج به بيماري بلاست را به دست آوردند،بهمين جهت براي تحت فشار قرار دادن برنج در ارزيابي بيماري بلاست آنها را در خزانه آپلند مي‌كارند. سطح زير منحني توسعه بيماري در شرايط آپلند و آبي نيز همبستگي زيادي نشان داده‌اند (99%=r).
مؤمني (1381) با به كار بردن تعدادي ارقام ايراني، (محلي و اصلاح شده) به همراه تعدادي ارقام خارجي در شرايط آزمايشگاه، گلخانه و مزرعه و با استفاده از جدايه‌هاي قارچ عامل بلاست در IRRI با هدف مطالعة درجه مقاومت جزيي ارقام برنج به اين قارچ، اجزاي آن و تعيين منحني پيشرفت بيماري تفاوت معني‌داري بين ارقام انتخابي براي كليه صفات مورد مطالعه گزارش کردند. ارقام نعمت، ندا، CO39 داراي تيپ آلودگي حساس، قابليت اسپورزايي بالا و دورة كمون كوتاه بوده‌اند، ارقام IR64 و Vandana داراي تيپ آلودگي نيمه حساس تا حساس و قابليت اسپورزايي متوسط تا پايين بوده‌اند، ارقام محلي ايراني عنبربو، طارم محلي، دمسياه بهمراه SHZ-2 23 از چين داراي تيپ آلودگي مقاوم و قابليت اسپورز ايي پائين بودند.
پيشرفت بيماري و سطح زير منحني توسعه بيماري در ارقام نعمت و ندا سريع بوده و به طور معني‌داري ارقام IR64 (با حد متوسطي از پيشرفت بيماري و سطح زيرمنحني توسعه بيماري) و عنبربو، طارم محلي، دمسياه, SH2-2 .تفاوت معني دار داشتند. بطور کلي ارقام در سه گروه مقاومت بالا، مقاومت جزيي و حساس دسته‌بندي گرديدند كه براي حصول به مقاومت پايدار، ارقامي با مقاومت جزيي توصيه مي‌گردند(مومني 1381).
1-4-1) عامل بيماري بلاست:
قارچ عامل بيماري تحت نام Magnaporthe grisea (Hebert) Barr
(Berr, 1977, Yae Gashi and udagwa, 1978) يك آسكوميت هتروتاليك از راسته Diaporthales و خانواده Magnaporthaceae است (کمرون 199424) اين قارچ تاكنون به عنوان عامل بيماري روي تعداد زيادي از گياهان خانواده Poaceae گزارش شده است (او 1985). بلاست مهمترين بيماري است، كه توسط
M. grisea ايجاد مي شود. قارچ M. grisea تلئومورف (teleomorph) شبه گونه هاي شبه جنس Pyricularia مي باشد اين شبه جنس در گذشته به دو شبه گونهP. oryzae (جدايه هاي بيماري زا روي برنج) و P.grisea (جدايه هاي بيماري زا روي ميزبان هاي پنجه زن غير برنج) تفكيك شده بود، كه معيار اصلي براي تفكيك آنها نوع ميزبان بود. سينگ25 (1997) وكاواكامي26 (1901) براي اولين بار ادعا كردندكه شبه گونه ها قابل تفكيك نيستند، ولي كسي اين ادعا را جدي نگرفت و اين بحث همچنان ادامه داشت تا اينكه روسمن و همكاران27 (1990) به اين نتيجه رسيدند كه تفاوت كافي براي تفكيك دو گونه از هم وجود ندارد، و آنها در اصل يكي بوده و با هم مترادف هستند. آنها بخاطر تقدم نام P. grisea(Cooke)sacc را براي جدايه هاي جدا شده از هر دو گروه ميزبان در نظر گرفتند اين اسم هم اكنون از طرف محققين پذيرفته شده و بطور گسترده اي درنوشته هاي علمي بكار مي رودآنها دلايل عمده براي نتيجه گيري فوق رابه اين صورت اعلام كردندكه :
1) تلاقي جدايه هاي جدا شده از روي برنج و ميزبانهاي غير برنج منتهي به توليد فرم جنسي (پرتيسيوم) مي گردد كه حاكي از وجود ارتباط ژنتيكي بين دو دسته از جدايه ها است.
2) مطالعه نمونه هاي تيپ28 در هر باريوم شباهت مورفولوژيك جدايدهاي دو گروه را تأييد مي كند.
با تشكيل تلئومورف P. grisea روي علف هرز Digitaria singuinalis (Hebert, 1971) و مدتي بعد در اثر تلاقي جدايه هاي جدا شده از روي برنج با جدايه هاي جدا شده از رويcoracona Eleucine و E.indicia و تلاقي جدايه هاي جدا شده از روي برنج با هم كاتو29 و ياماگوچي(1982) ماهيت هتروتاليك بودن قارچ و ارتباط ژنيتيكي جدايه هاي برنج و غير برنج به اثبات رسيد (بهداد 1377).
1-4-2) چرخه بيماري:
عامل بيماري زمستان را در خاك مزرعه روي بقاياي گياهي و يا روي بذر شلتوك به سر مي برد.انتشار بيماري در فصل رويش معمولاً توسط كنيدي ها و مخصوصاً بوسيله باد انجام مي گيردكه اين كنيدي ها در شرايط آب و هوائي معتدل در هنگام شب سريعتر و به تعداد بسياري تشكيل مي گردند.كنيدي ها پس از استقرار روي برگ و يا دم خوشه و با وجود رطوبت كافي و قشر نازكي از آب جوانه زده و لوله زاياي حاصله به داخل نسج نفوذ مي كند. معمولاً 4تا5 روز بعد از نفوذ لوله زايا به داخل برگ لكه ها بروز مي كنند و به اين ترتيب چرخه زندگي قارچ سريعاً هر چند روز يك بار تكرار مي گردد. توسعه و گسترش بيماري بستگي كامل به عوامل جوي دارد اين عوامل عبارتند از رطوبت، درجه حرارت، آفتاب، باد، مه و غيره. رطوبت نقش مهمي در گسترش بيماري داشته و كنيدي قارچ موقعي روي برگ توليد خواهد شد كه رطوبت نسبي هوا حدود 93% و يا بيشتر باشد. هر چه رطوبت بيشتر شود توليد كنيدي هم به همان نسبت افزايش خواهد يافت و هنگامي كه رطوبت نسبي هوا كمتر از 88% باشد اصلاً اسپوري تشكيل نخواهد شد. حرارت نيز مانند رطوبت نقش عمده اي در گسترش بيماري دارد. مناسب ترين درجه حرارت براي جوانه زدن و تشكيل كنيدي 25-28 درجه سانتيگراد مي باشد. مضافاً اينكه اين درجه مناسبترين درجه حرارت براي حمله قارچ به نسج گياه نيز ذكر گرديده است. مشاهدات اخوي زادگان (1354) در مزارع شمال ايران نشان مي دهد،كه علاوه بر حرارت و رطوبت آفتاب رل مهمي در متوقف كردن فعاليت بيماري دارد آفتاب علاوه بر جلوگيري از تندش كنيدي باعث كم شدن رطوبت ودرنتيجه جلوگيري از توسعه بيماري مي گردد. از اين رو در قسمتي از مزارع كه در سايه و يا پناه درختان قرار گرفته باشند بيماري بشدت گسترش يافته و در نتيجه روي برگ لكه هاي بيضي مضرس و به رنگ آبي مايل به خاكستري كه حامل تعداد زيادي كنيدي مي باشند تشكيل مي شود. بطوريكه در بالا ذكر گرديد كنيدي ها خيلي سريعتر در شرايط مرطوب و در هنگام شب توليد مي گردند. بر روي هر لكه در شرايط آزمايشگاهي هر شب 4000- 5000 كنيدي بوجود آمده و اين عمل مداوم تا مدت 10-14 روز ادامه دارد. در مواقعي كه بيماري در مزرعه شدت داشته باشد روزانه حدود 15 ميليون كنيدي در سطح يك متر مربع مزرعه مي افتد. كنيدي ها تا ارتفاع 25 متري سطح خاك و بطور افقي تا فاصله 20 كيلومتري مزرعه قابليت انتقال دارند. خسارت و صدمه عمده بيماري بلاست بيشتر در مرحله پنجه زني بوته ها و پس از به گل رفتن خوشه ها است. اما به هر صورت مرحله خسارت بلاست بستگي به شرايط آب و هوائي محل دارد اثر مه آلود بودن هوا و مدت خيس ماندن برگ ها در رابطه با بيماري نيز بررسي گرديده و رشد قارچ در حرارت 26 درجه سانتيگراد چنانچه برگ ها بمدت 12 ساعت خيس بمانند بخوبي انجام مي شود (بهداد 1377).
1-4-3) علائم بيماري:
بيماري بلاست قادر است به تمام قسمت هاي هوايي بوته برنج حمله نمايد و نشانه هاي ظاهري آن بيشتر روي برگ ها قابل رويت است. بروي برگ ها لكه هاي دوكي شكل به اندازه 1تا3 ميلي متر به رنگ آبي متمايل به سبز بوجود مي آيد اين لكه ها به زودي توسعه يافته و به هم پيوسته و يك لكه بزرگ يك سانتي متري با حاشيه قهوه اي رنگي را تشكيل مي دهند مركز اين لكه به رنگ خاكستري متمايل به سبز درآمده و پس از خشك شدن متمايل به زرد كاهي مي شود. اندازه اين لكه ها بستگي به شرايط جوي بويژه درجه مقاومت واريته برنج دارد. بدين ترتيب در واريته هاي مقاوم و در شرايط نامساعد لكه هاي مزبور كوچك قهوه اي و باريك هستند. علاوه بر بلاست برگ30 بيماري ممكن است خوشه31، دم خوشه32 و گره ها33 را نيز مورد حمله قرار دهد، لكه هاي كه روي ساقه، گره يا دم خوشه تشكيل مي شود اغلب گرد هستند شديدترين مرحله خسارت بيماري موقعي است دم خوشه و خوشه بوته مبتلا گرديده و بدين جهت دانه ها پر نشده و كوچك و پوك باقي مي مانند ومعمولاً به رنگ سبز يا قهوه اي هستند (بهداد 1377).
1-5) روش هاي كنترل بيماري بلاست:
روشهاي متعددي جهت كنترل بيماري بلاست برنج وجود دارند كه به اختصارشامل: كاشت واريته هاي مقاوم، كاشت بذر سالم، زودكاشتن بذر، خارج كردن و انهدام كاه و كلش از مزرعه، رعايت بهداشت زراعي، اجتناب از آب سرد براي مصرف آبياري، آبياري صحيح و به حركت درآوردن آب داخل كرتها در فصل رويش و متوقف كردن حركت آب در موقع رسيدن دانه ها، عدم استعمال بيش از حد كود شيميايي ازته و بالاخره ضدعفوني بذر با ويتاواكس تيرام يا آب ژاول 5% و سمپاشي مزارع عليه بيماري با قارچكشهاي مناسب مانند كوآدريس يك قارچ كش جديد داراي كارايي بالا برروي بلاست و ديگر بيماريهاي برنج مي باشد. آزمايشات نشان داده است كه كارآيي آن بخوبي و يا بهتر از بنوميل مي باشد (اخوي زادگان1354,بهداد 1377).
1-6) نژادهاي فيزيولوژيك عامل بيماري:
نژادهاي فيزيولوژيك : استرين هاي يك پاتوژن هستند،كه داراي توانايي متفاوتي در حمله به رقم هاي يك گونه هستند نژادهاي يك عامل بيماري زايي گياهي، از لحاظ بيماري زايي روي رقم هاي مختلف ميزبان با هم متفاوت مي باشند و آنها را اصطلاحاً نژادهاي فيزيولوژيك مي گويند. جدايه هاي قارچ M.grisea از نظر بيماري زايي روي ارقام برنج متفاوت بوده و گروههاي مختلفي را تشكيل مي دهند. اين تنوع ممكن است بخاطر توليد مداوم ژنوتيپ هاي جديد با قدرت بيماري زايي جديد باشد، به عبارت ديگر افراد جديد توانايي حمله به ميزبان هايي را دارند كه والدينشان قادر به آلوده كردن آنها نبوده اند در طي ساليان گذشته ارقام اصلاح شده مقاوم برنج در مقابل بيماري بلاست چند سال بعد از معرفي شدن حساس شده و مقاومت آنها شكسته شده است. محققين پيدايش نژادهاي جديد در جمعيت قارچ را علت شكسته شدن مقاومت دانسته اند (زيگلر 1994).
1-7) ژنتيك مقاومت به بيماري:
مطالعه ژنتيك مقاومت به بيماري بوسيله بيفن در سال 1905 شروع شد. او ارقام مقاوم و حساس به زنگ گندم را تلاقي داد. نتايج اين تلاقي در نسل F2 به نسبت 3 به 1 حساس و مقاوم بودند و معلوم شد كه مقاومت به زنگ توسط يك ژن مغلوب كنترل مي شود (سينگ1990). مقاومت به بيماري ممكن است به سه صورت باشد:
1- اليگوژني: در اين حالت مقاومت بوسيله يك يا چند ژن بزرگ اثر كنترل مي شود و مقاومت نسبت به حساسيت غالب است مقاومت اليگوژني مترادف مقاومت عمومي است (سينگ1990).
2- پلي ژني: در اين حالت همانند ساير صفات كمي ژنها داراي اثرات افزايش و غير افزايشي بوده و تأثير محيط يا عوامل محيطي در بيان يا تظاهر مقاومت زياد است. بنابراين وراثت مقاومت پلي ژني به صورت كمي است، بعنوان مثال مقاومت ارقام برنج دربرابر بيماري لكه قهوه اي تحت كنترل سيستم پلي ژني ميباشد (سينگ 1990).
3- سيتوپلاسمي: در اين حالت مقاومت بوسيله ژن يا ژنهاي سيتوپلاسم يا پلاسما كنترل مي شود (سينگ 1990).
در حالت اليگوژني ايجاد ارقام مقاوم ممكن است با انتقال يك ژن كاملاً مغلوب و يا توسط ژنهاي حدواسط (نيمه غالب) صورت پذيرد. استفاده از ژنهاي كاملاً غالب ساده ترين روش براي تهيه ارقام مقاوم است گاهي اثر توأم دو يا چند ژن موجب ايجاد مقاومت مي گردد, ولي غالباً براي ايجاد مقاومت دلخواه چند ژن بطور مستقل عمل مي كنند (سينگ 1990).
1-8) اثر متقابل ژن در برابر ژن:
ما حصل سعي در آلوده كردن يك گياه بوسيله يك پارازيت بستگي به ژنوتيپ گياه و پارازيت دارد اين امر بخصوص در مورد مقاومت اختصاصي در برابر نژاد صادق است. فلور در سال 1965 به كشف اين حقيقت نائل آمد كه در رابطه اي كه بين كتان و زنگ آن بر قرار است ژن هاي اصلي گياهان با ژن هاي اصلي عدم بيماري زايي به طور خيلي خاص اثر متقابل دارند. براين اساس نتيجه گيريهاي بعمل آمده براي هر ژن مسئول مقاومت ميزبان يك ژن بخصوص مسئول بيماريزايي در پارازيت وجود دارد. اين نتيجه گيري منجر به ارائه اصل ژن در مقابل ژن گرديد ژن هاي مقاومت در صورت موجود بودن آلل هاي مناسب (معمولاً مغلوب) بيماريزايي در پاتوژن بصورت غير فعال در مي آيند. در حال حاضر تقريباً همه متخصصين بر اين نكته اتفاق نظر دارند كه بين آلل هاي مقاومت (غالب) و آلل هاي مسئول غير بيماريزايي (غالب) اثر متقابل خاصي موجود است مي توان اصل ژن در مقابل ژن را بدين صورت به شكلي نو بيان كرد: هر ژن مقاومت در صورتي فعال است كه در برابر آلل غير بيماري زايي پاتوژن قرار گيرد.جدول زير مثال ساده اي از ژن در برابر ژن بيان مي گردد:
پاتوژنميزبانabAbaBAB++++Rrss+-a+-RRss++–rrSS+—RRSSa: اثر متقابل جدايشي34
اثرات متقابل بين دو مكان ژني در ميزبان و دو مكان ژني در پاتوژن بر اساس اصل ژن در برابر ژن است. هر مكان ژني داراي دو آلل مي باشد يكي با حرف بزرگ (براي مقاومت در گياه و براي عدم توانايي پارازيت در ايجاد آلودگي) و ديگري با حرف كوچك (براي حساسيت در گياه و براي توانايي پارازيت در ايجاد آلودگي) ميزبان يك محصول ديپلوئيد هموزيگوس است. پاتوژن هاپلوئيد باشد.(+) نشانگر سازگاري (آلودگي)
و(- )علامت ناسازگاري است (مومني 1381).
1-9) بررسي نوشته ها:
دي آلل دراصل براي مطالعه صفات ديپلوئيد است ولذا كلمه دي الل بمعني دوآلل است. اگر n ژنوتيپ هموزيگوت رادر تمام جهات ممكن با يكديگر آميزش دهيم مجموعه اي از تلاقي ها بوجود مي آيدكه تلاقي دي آلل35ناميده مي شود.تجزيه چنين تلاقي هايي را تجزيه دي آلل گويند. استفاده از روش دي آلل مبتني بر فرضهاي زير است: (فرشادفر 1377).
1- والدين يا لاينها بايد خالص و هموزيگوت باشند، مثل لاين و كلون
2- مواد ژنتيكي بايد داراي سيستم توارثي ديپلوئيد باشند. مثل گندم و پنبه .
3- مطلوب آن است كه اثرات متقابل يا مادري وجود نداشته باشد زيرا در آن صورت بهتر مي توان اثرات ژنتيكي را بررسي نمود .
4- هر مكان ژني داراي دوآلل باشد .
5- ژنها بطور مستقل از هم در والدين توزيع شده باشند .
6- اثر متقابل غيرآللي يا اپي ستازي وجود نداشته باشد .
با استفاده از روش دي آلل جينكز و متر، همچنين مي توان موارد زير را بررسي نمود:
الف ) برآورد ميانگين درجه غالبيت؛
ب ) بررسي وجود و تعيين اثر متقابل غير آللي ( اثرات اپيستازي )؛
ج ) تعيين وراثت پذيري؛
د ) تعيين نسبت و توزيع آللها در والدين؛
گريفينگ در سال 1956 مدل دي آلل را بمنظوربررسي عمل ژنهاي كنترل كننده يك صفت كمي توسعه داد. واتكنيز36 درسال 1971 اصطلاحات ديالل كامل، نيمه ديالل و ربع ديالل را بترتيب براي روشهاي شماره يك ، دو و چهارگريفينگ بكار برد. در روش گريفينگ مي توان واريانس تركيب پذيري عمومي و خصوصي را بدست آورد . هر قدر واريانس تركيب پذيري عمومي نسبت به واريانس تركيب پذيري خصوصي بيشتر باشد نشان مي دهد كه صفت مربوطه توسط عمل افزايشي ژنها كنترل مي شود و هر قدراين نسبت كمتر باشد دلالت بر عمل غالبيت ژنها دارد در روش گريفينگ مي توان اثرات مادري و وراثت سيتوپلاسمي را نيز با استفاده از آزمون و نيز آزمون مورد بررسي قرار داد . اگر مقدار t معني دار باشد بيان گر وجود اختلاف بين آميزشهاي اصلي و آميزشهاي معكوس بوده كه اين مطلب دلالت بروجود وراثت سيتوپلاسمي
مي نمايد (فرشادفر 1377).
Niizeki اولين تجزيه ژنتيكي مقاومت به نژادهاي قارچ با پاتوژنهاي شناخته شده را در سال 1960 انجام داد نامبرده ژن غالب حامل مقاومت را در واريته كانتو 5437 كشف كرده بود. ايواتا38 و ناريتا39 در سال 1961 دريافته بودند كه مقاومت به نژاد قارچي نايا 4089 در واريته هاي مشتق شده از بوز41 و آساهي42 توسط يك ژن غالب كنترل مي شود. ون كاتاس و مي43 (1964) گزارش كردكه مقاومت در برنج نژاد 1709 به پاتوژنهاي قارچي توسط يك ژن كه با pi نشانه گذاري شده بود كنترل مي شود. وو44 (1965) وراثت پذيري مقاومت در واريته هاي برنج به قارچهاي شناخته شده بلاست در رقم Formosa را با تفرق هاي بدست آمده 3:1، 1:3، 15:1، 9:7، 3:13، 27:37 مطالعه كرد، او بطور آزمايشي ژن حامل مقاومت را با علائمي از قبيلpi5, spix, cpi3, pix, pi5, pi3,cpix و غيره علامت گذاري كرد.آتكينز45 (1965) واريته هاي هيبريد نورس روز46 مقاوم به نژاد U.S6 و حساس به نژاد U.S9 و واريته زنيت كه عكس العمل مغلوب به دو نژاد را نشان داد و توسط دو ژن pi6 , pi1 كه بطور مستقل مقاومت را كنترل مي كنند پيدا كرده بود. ياماساكي47 و كيوساوا48 (1966) مطالعه وسيعي در مورد توارث پذيري مقاومت به نژادهاي قارچي در ژاپن انجام دادند. آنها هفت نژاد از قارچ بلاست را انتخاب كردند و واريته هاي برنج ژاپني را بر اساس مقاومت آنها به هفت نژاد قارچي در پنج گروه اصلي طبقه بندي كردند. اين سه ژن Pi-k, Pi-I, Pi-a در تعدادي از واريته ها در گروه Aichi Asahi ژن pi-a و ژن Pi-k در كانتو51 مبني بر گروه كانتو 51 و ژن Pi-I در دو واريته وابسته به گروه Ishikari shiroke بوده اند. آنها دريافتند كه بر طبق تئوري ژن در مقابل ژن، همبستگي خويشاوندي بين ژنها مقاومت وجود نداشته است(شي گي سا 1966).
واريته PiNo.1 از تكرار تلاقي بين واريته ژاپني سن بون آساهي49 حامل ژن مقاومت Pi-a (كيوساوا و ياماساكي- 1966) با واريته تادوكان كه مشابه واريته ژاپني بود حاصل شده بود. در اين مطالعات دو ژن Pi-a و Pi-ta در واريته Pi No.1 كشف شده بودند،كه ژن Pi-ta مستقل از دو ژن حامل مقاومت كشف شده
(Pi-i, Pi-a) به ارث رسيد و دست كم نسبت به ژن Pi-k آللي نمي باشد. نتايج آزمايشات اشاره برآن دارد كه
ژن Pi-ta كنترل مقاومت نسبي در مقابل پاتوژنهايken54-04 , ken54-20 , Hoku1, Ina72 بر عهده دارد.
كيوساوا با آناليزهاي ژنتيكي در F2 وF3 در سال 1966 بر طبق تئوري ژن در مقابل ژن دريافت كه ژن Pi-ta بدست آمده رفتاري مستقل از ژنهاي Pi-a، Pi-I و احتمالاً Pi-k دارد (شي گي سا 1966).
كيوساوا (1965) در سال 1966 ژن Pi-i را در رقم سكي ياما50 -2 و ژن Pi-k در واريته ري شيكو51 را كشف كرده بود كه در واريته هاي چيني همبستگي خويشاوندي بين دو ژن وجود نداشته بود. ماتسوموتا52 و كيوساوا و لي53 كه مقاومت واريته نورين- 22، كه يك واريته نيمه مقاوم به قارچ شناخته شده بلاست(ken 54-04) است، توسط يك ژن اصلي و دو يا چند ژن فرعي كنترل مي شود و مقاومت به قارچ ken ph-03 بوسيله يك ژن اصلي و يك يا تعدادي بيشتر ژن فرعي كنترل شده است.
كيوساوا واريته برنج زنيت54 و رقم مشتق شدة آن Fukei67 در توارث پذيري مقاومت به چندين نژاد قارچ بلاست مورد مطالعه قرارداد. اين دو واريته عكس العمل مشابه به چند نژاد قارچ نشان دادند كه مشخص
مي گردد اين عكس العمل توسط دوژن Pi-a و Pi-z كنترل مي شوند. ژن Pi-z نيمه مقاومتي به نژادهاي قارچ بكار رفته را كنترل مي كرد و روي لوكوس مستقل، يا دورتر از ژنهاي Pi-a و Pi-k و Pi-ta قرار داشت.
اگر چه دو واريته Pi No.4 و Pi No.1بوسيله تلاقي مكرر تعدادي از واريته هاي ژاپني با واريته فليپيني تادوكان ايجاد شده بود عكس العملهاي متفاوتي به تعدادي از نژادهاي بلاست نشان دادند. تجزيه هاي ژنتيكي
رقم Pi No.4 نشان داد كه مقاومت اين واريته توسط ژن Pi-ta از واريته Pi No.1كنترل شده است. يك ژن يا گروهي از ژنهاي پيوسته اين مقاومت را كه ناشي از ژن pi-ta2 بوده است مستقل يا دورتراز لوساي Pi-a، Pi-k، Pi-I و Pi-z يا روي يك لوكوس ژنهاي ناهمسان مجاور هم يا پيوسته با ژن Pi-ta در واريته Pi No.1 كنترل مي كردند (شي گي سا 1966).
كيوساوا (1967) گزارش كردكه دو ژن Pi-a وPi-ta مقاومت در واريتهPi No.1 كه از تكرار تلاقي واريته هاي ژاپني با واريته فليپيني تادوكان حاصل شده بود كنترل مي كنند. آناليزهاي ژنتيكي F2 حاصل از تلاقي بين واريته Pi No.4 با رقم نورين -17 به پنج نژاد قارچ كه همة آنها غير بيماري زا به واريته Pi No.4 مي باشند، نشان داد كه عكس العمل نسل F2 به نژادهاي Ina 168 و Ina72 با نسبت 15:1 بوده است كه از اين نتايج مشهود است، مقاومت در واريته Pi No.4 توسط اثر متقابل دو ژن غالب كنترل مي شود. براي دو نژاد ken54-20 و Hoku1 نسبت بدست آمده 3:1 بوده كه وجود يك ژن كنترل كننده مقاومت به هر يك از اين نژادهاي قارچ در رقم Pi No.4 پيشنهاد گرديد. براي نژاد قارچ ken 54-04 نسبت تفرق بدست آمده با نسبت منوژيك بوده است (شي گي سا 1966).
مقاومت بالاي برنج پاكستاني پوسور55 به بيماري بلاست، مورد آناليز ژنتيكي قرار گرفته بودكه تجزيه ژنتيكي F3 از تلاقي ارقام نورين 22 * پوسور نشان داد كه توارث پذيري مقاومت به بيماري بلاست خيلي پيچيده بوده است. عكس العملهاي تعدادي از واريته هاي هيبريد به قارچ بلاست نشان داد كه رقم پوسور داراي دست كم سه ژن مسئول مقاومت بوده است،كه آناليز ژنتيكي يكي از واريته هاي مشتق شده (K2) نشان مي دهد اين لاين حامل دو ژن Pi-a و يك آلل روي لوكوس pi-k مي باشد كه بعداً با pi-kh علامت گذاري شده بود
(ماسااوياکو و کيوساوا 1970, شي گي سا 1969).
برنج هنديHR-22 مقاومت بالايي نسبت به اغلب نژادهاي بلاست ژاپني دارد و اين مقاومت بالا بوسيله ژن كنترلي kh كه نسبت به pi-k نا همسان است تعيين شده بود. پيچيدگي ژنتيكي اين واريته در مقاومت به بلاست آناليز ژنتيكي را مشكل ساخته بود. بنابراين واريته K3 مشتق شده از هيبريد HR-22 * sasashigure را مورد آناليز ژنتيكي قرار دادند نتيجه حاصل از هيبريد اسيون براي تجزيه ژن مقاومت نشان داد كه رقم K3 و همچنين رقم HR-22 داراي ژن pi-kh هستند كه آللي به ژن pi-k بوده و آلل Pi-kh مجزا از آلل pi-k روي عكس العمل موتاسيون بيماريزايي به واريته هاي داراي ژن pi-k بوده است (شي گي سا 1969).
ژنتيك مقاومت به موجودات ذره بيني و آفات در گياهان بسيار مورد مطالعه قرار گرفته است با بررسي اين آزمايشها مشاهده مي شود، كه نظام ژنتيكي مقاومت به موجودات بيماري زا از واريته اي به واريته ديگر و از گونه هاي به گونه ديگر متفاوت بوده و عوامل محيطي نيز روي اين سيستم تأثير مي گذارند مثلاً نظام مقاومت به نژاد3 سفيدك جو56 توسط 9 ژن كنترل مي شود در حاليكه نظام مقاومت به زنگ ساقه گندم57 يازده ژن دخالت دارند. در زنگ كتان58 نظام ژنتيكي مقاومت پيچيده تر بوده و مقاومت توسط 25 ژن به صورت آلل هاي مختلف در 5 مكان



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید