بررسی تغییرات پروتئین‌های وابسته به بیماریزائی 1، 2 و 4 در دو رقم مقاوم و حساس سویا آلوده به Macrophomina phaseolina

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه گیاهپزشکی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 دانشگاه عگروه گیاهپزشکی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایرانلوم کشاورزی ساری

3 پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری تبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

چکیده

گیاه سویا (Glycine max L.) از مهمترین منابع تغذیه‌ای برای انسان و دام محسوب می‌شود. یکی از تهدیدهای که هر ساله خسارات چشمگیری به این محصول وارد می‌کند، قارچ Macrophomina phaseolina است. گیاهان دارای سیستم‌های دفاعی پیچیده‌ای هستند که شامل سدهای فیزیکی و واکنش‌های بیوشیمیایی است. یکی از مهم‌ترین واکنش‌های بیوشیمیایی در گیاهان، القا و تجمع پروتئین‌های مرتبط با بیماری‌زایی (PR) است. که از گسترش بیشتر عفونت جلوگیری می‌کند. در این پژوهش، تعامل دو رقم تجاری سویا با قارچ M. phaseolina بررسی شد. گیاهچههای سویا در مرحله رشد شش برگی، با سوسپانسیون اسپور قارچ مایه‌زنی شده و نمونهبرداری از برگها در بازه‌های زمانی مختلف پس از آلودگی (0، 24، 48، 72، 96 و 144 ساعت) انجام گردید. سپس RNA کل از نمونههای برگ استخراج شد و در ادامه، cDNA از RNA کل ساخته شده و بیان ژنها با استفاده از تکنیک Quantitative Real-Time PCR (QRT-PCR) بررسی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که بیان ژنهای PR1، PR2 و PR4 در رقم مقاوم JK نسبت به رقم حساس Sahar پس از مایهزنی به‌صورت تدریجی افزایش می‌یابد و معمولاً در 96 ساعت پس از بیماری به حداکثر سطح خود میرسد. یافته‌های حاصل از این بررسی نشان داد، سطح بیان این ژن‌ها در ارقام مختلف سویا متفاوت است. این تفاوت در میزان بیان ژن‌ها می‌تواند یکی از عوامل کلیدی در تعیین میزان مقاومت یا حساسیت ارقام مختلف سویا در برابر این بیماری باشد. در نهایت، شناخت دقیق‌تر از مکانیسم‌های مولکولی مقاومت می‌تواند گامی مؤثر در جهت افزایش پایداری تولید محصولات کشاورزی باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of pathogenic proteins 1, 2, and 4 in resistant and susceptible soybean cultivars Challenged by Macrophomina phaseolina

نویسندگان [English]

  • Hadi Ranjkesh Shourkaei 1
  • Mohammad Ali Tajick Ghanbary 2
  • Valiollah Valiollah Babaeizad 1
  • Valiollah Ghasemi Omran 3
1 Department Plant Pathology, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural.Sari. Iran
2 Department Plant Pathology, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural.Sari.Iran
3 Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
چکیده [English]

Abstract

The soybean plant (Glycine max L.) is widely recognized as one of the most important nutritional resources for both humans and animals. However, significant threat to this crop is the fungus Macrophomina phaseolina, which causes considerable damage each year. To combat such threats, plants employ sophisticated defense mechanisms that include physical barriers and biochemical responses. Among these, a key biochemical defense is the activation and accumulation of pathogenesis-related (PR) proteins, which help contain infections and limit their spread. In this study, we examined the interaction between two commercial soybean varieties and M. phaseolina. At the six-leaf growth stage, soybean seedlings were inoculated with a suspension of fungal spores. Leaf samples were then collected at multiple time points post-infection (0, 24, 48, 72, 96, and 144 hours). Total RNA was extracted from these samples, followed by complementary DNA (cDNA) synthesis. The expression levels of target genes were analyzed using Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR). The findings revealed a gradual increase in the expression levels of the PR1, PR2, and PR4 genes in the resistant JK cultivar after infection, with expression typically peaking at 96 hour post-inoculation. In contrast, the susceptible Sahar cultivar exhibited significantly lower expression levels of these genes. This variation in gene expression highlights the differences in resistance mechanisms among soybean cultivars. These results underscore the importance of gene expression patterns in determining a plant's resistance or susceptibility to disease. A deeper understanding of these molecular mechanisms can significantly contribute to enhancing sustainable agricultural practices and improving crop resilience.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Charcoal rot
  • Expression gene
  • Soybean