Identification of New Sources of Resistance to Zymoseptoria tritici Blotch in Genotypes of Spring Bread Wheat

Document Type : Research Paper

Authors

1 Ph. D. Student of Plant Pathology Department of Plant Protection, Faculty of Agricultural, Zabol University.

2 Associate Professor, Department of Plant Protection, Faculty of agricultural, Zabol university.

3 Assistant Professor, Department of Plant Production, Gonbad Kavoos University

Abstract

Abstract
Use of resistant cultivars is an effective way to manage Zymoseptoria tritici blotch. This study was performed to identify new sources of resistance to among 135 wheat genotypes. Genotypes were cultivated in the Augment design and at the research field of Aliabad Katoul Agricultural high school. Artificial contamination of genotypes was done by spreading infected leaves and inoculating with pathogenic fungal spore suspension. The notes were taken five times, seven days apart. Cluster analysis categorized genotypes into four groups. Genotypes 51, 68, 79 (Shiraz), 85, 87, 89, 97, 110, 115 (Narin), 116, 123 (Mehregan) and 130 were classified in group three (resistant). This group had the lowest area under disease progress curve and showed high resistance to disease. Little frequency of genotypes in two susceptible (four) and resistant (three) groups showed that this trait was controlled by several genes with additive epistasis. Therefore, gene pyramiding and selection in early generations can be effective. Resistance genotypes identified in this study can be used in breeding programs for the pyramiding of resistance genes or backcross methods.
 

Keywords

References

اصلاحی م ر، صفایی ن، سعیدی ع و شمس بخش م، 1392. استفاده از عصاره گیاهی به منظور ارزیابی مقاومت نسبی ارقام گندم نسبت به قارچ Mycosphaerella graminicola در شرایط درون شیشه‌ای. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی. جلد 5، شماره 4. صفحه‌های 1 تا 16.
بشیری الف، ترابی م و داد رضایی س ط، 1385 .بررسی اختلافات بیمـاریزایـی در میـان جدایـه­هـای قـارچ عامـل بیمـاری سپتوریوز برگ گندم در ایران. صفحه 8 .خلاصه مقالات هفدهمین کنگره گیاه پزشکی ایران، دانشگاه تهران.
بیگی ع م، روح پرور ر، ترابی م، 1393. منابع مقاومت در ژنوتیپ‌های منتخب گندم نسبت به بیماری لکه برگی سپتوریایی. مجله به‌نژادی نهال و بذر 31 (3-1) صفحه های 605-621.
دادرضایی س ط، میناسیان و، ترابی م و لطفعلی آینه غ، 1382. اثر آلودگی ناشی از Septoria tritici در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و اجزا عملکرد سه رقم گندم نان. مجله به نژادی نهال و بذر، جلد 19، شماره 1. صفحه‌های 101 تا 116.
طاهر مازندرانی ف، مهرابی ر و ملکی م، 1393. اثر بخشی ژن‌های مقاومت به لکه برگی سپتوریایی گندم (Stb) در برابر جدایه‌های Mycosphaerella graminicola استان فارس. مجله به نژادی نهال و بذر. جلد 30-1، شماره 3. صفحه‌های 669 تا 682.
فارسی م و باقری ع، 1382. اصول اصلاح نباتات. انتشارت جهاد دانشگاهی مشهد. 295 ص.
فرشادفر ع، 1384. اصول و روش‌های آماری چند متغییره. انتشارات طاق بستان. 734 ص.
فلاحی مطلق س، روح‌پرور ر، کیا ش، زمانی‌زاده ح ر، 1394. ارزیایی مقاومت ارقام و لاین‌های گندم نسبت به بیماری لکه برگی سپتوریائی در مراحل گیاهچه‌ای و گیاه کامل. مجله به‌نژادی نهال و بذر 31 (3-1) صفحه های 509-529.
کیا ش و ترابی م، 1387. تاثیر آلودگی به سپتوریز برگ (Septoria tritici Rob. Ex Desm.) در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم در گرگان. مجله به نژادی نهال و بذر، جلد 24، شماره 2. صفحه‌های 237-250.
کیا ش، رهنما ک، سلطانلو ح و آقاجانی م ع و بابایی زاد و، 1396. کارآیی ژنهای مقاومت به بیماری لکه برگی سپتوریایی(STB) در ارقام افتراقی گندم در برابر جدایه‌های Zymoseptoria tritici. پژوهش‎های کاربردی در گیاهپزشکی. جلد 6، شماره 3. صفحه‌های 109 تا 123.
کیا ش، رهنما ک، سلطانلو ح و آقاجانی م ع و بابایی زاد و، 1397. شناسایی منابع مقاومت به بیماری لکه برگی سپتوریایی با عامل  Zymoseptoria tritici در ژنوتیپ های گندم نان. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی جلد 10. شماره 1. صفحه های 65-49.
مخدومی م، مهرابی ر و ارشد، ی. 1393. شناسایی منابع مقاومت به بیماری سپتوریای برگی در گندم های بومی ایران. مجله به نژادی نهال و بذر، جلد 1-30. شماره 3. صفحه‌های 561 تا 572.
وکیلی بسطام ش، رمضانپور س س و سلطانلو ح، 1394. تجزیه ژنتیک مقاومت گندم به لکه برگی سپتوریای (Septoria tritici Blotch.) به روش دی آلل. نشریه پژوهش‌های تولید گیاهی. جلد 22، شماره 2. صفحه‌های 239-244.
Adhikari TB, Anderson JM and Goodwin SB, 2003. Identification and molecular mapping of a gene in wheat conferring resistance to Mycosphaerella graminicola. Phytopathology 93: 1158-1164.
Adhikari TB, Balaji B, Breeden J and Goodwin SB, 2007. Resistance of wheat to Mycosphaerella graminicola involve early and late peaks of gene expression. Physiological and Molecular Plant Pathology 71:55-68.
Adhikari TB, Wallwork H and Goodwin SB, 2004. Microsatellite Markers Linked to the Stb2 and Stb3 Genes for Resistance to Septoria tritici Blotch in Wheat. Crop Science 44:1403-1411.
Agrios GN,1997. Plant Pathology. 4 th edition. Academic Press. New Yourk, USA. 635 pp.
Arraiano LS and Brown JKM, 2017. Sources of resistance and susceptibility to Septoria tritici blotch of wheat. Molecular Plant Pathology 18(2):276–292.
Arraiano LS, Worland AJ, Ellerbrook C and Brown JKM, 2001. Chromosomal location of a gene for resistance to septoria tritici blotch (Mycosphaerella graminicola) in the hexaploid wheat ‘Synthetic 6x’. Theoretical and Applied Genetics 103: 758-764.
Berraies S, Gharbi MS, Belzile F, Yahyaoui A, Hajlaoui MR, Trifi M, Jean M and Rezgui S, 2013. High genetic diversity of Mycosphaerella graminicola(Zymoseptoria tritici) from a single wheat field in Tunisia as revealed by SSR markers. African Journal of Biotechnology 12(12):1344-1349.
Brading PA, Verstappen ECP, Kema GHJ and Brown JKM, 2002. A gene- for- gene relationship between wheat and Mycosphaerella graminicola, the Septoria tritici blotch pathogen. Phytopathology 92:439-445.
Brown A and Rosielle A, 1980. Prospects for control of Septoria. Journal of Agriculture 21:8-11.
Campbell CL and Modden LV, 1990. Introduction to Plant Disease Epidemiology. John Willey and Sons, New York, 532p.
Chartrain L, Brading PA, Makepeace JC and Brown JKM, 2004. Sources of resistance to Septoria tritici blotch and implications for breeding. Plant Pathology 53:454-460.
Eyal Z, Scharen AL, Prescott JM and Van Ginkel M, 1987. The Septoria Disease of Wheat. Concepts and Methods of Disease Management. Mexico, D. F. CIMMYT 52 p.
Eyal Z,1999. The Septoria tritici and Stagonospora nodorum blotch diseases of wheat. European Journal of Plant Pathology 105: 629-641.
Goudemand E, Laurent V, Duchalais L, Tabib Ghaffary SM, Kema GHJ, Lonnet P, Margale E and Robert O, 2013. Association mapping and meta-analysis: two complementary approaches for the detection of reliable Septoria tritici blotch quantitative resistance in bread wheat (Triticum aestivum L.). Molecular Breeding 32:563-584.
Grieger A, Lamari L and Brule-Babel A, 2005. Physiologic variation in Mycosphaerella graminicola from western Canada. Canadian Journal of Plant Pathology 27:71-77.
Kema GHJ, 2012. New broad-spectrum resistance to Septoria tritici blotch derived from synthetic hexaploid wheat. Theoretical and Applied Genetics 124:125-142.
Kramer B, Thines E, Foster AJ,2009. MAP kinase signalling pathway components and targets conserved between the distantly related plant pathogenic fungi Mycosphaerella graminicola and Magnaporthe grisea. Fungal Genetics and Biology46(9):667–81.
Leroux P, Albertini C, Gautier A, Gredt M and Walker AS, 2007. Mutations in the CYP51 gene correlated with changes in sensitivity to sterol 14 alpha-demethylation inhibitors in field isolates of Mycosphaerella graminicola. Pest Management Science 63:688–698.
McCartney CA, Brule-Babel AL, Lamari L and Somers DJ, 2003. Chromosomal location of a race-specific resistance gene to Mycosphaerella graminicola in the spring wheat ST6. Theoretical and Applied Genetics 107: 1181-1186.
McDonald BA and Martinez JP, 1990. Restriction fragment length polymorphisms in Septoria tritici occur at a high frequency. Current Genetics 17:133-138.
Mergoum M, Singh PK, Ali S, Elias EM, Anderson JA, Glover KD and Adhikari TB, 2007. Reaction of elite wheat genotypes from northern Great Plains to Septoria diseases. Plant Disease 91:1310-1315.
Quaedvlieg W, Kema G, Groenewald J, Verkley G, Seifbarghi S, Razavi M, Gohari AM, Mehrabi R and Crous P, 2011. Zymoseptoria gen. nov: a new genus to accommodate Septoria- like species occurring on graminicolous hosts. Persoonia: Molecular phylogeny and Evolution of Fungi 26:57.
Rosielle AA and Brown AGP, 1979. Inheritance, heritability and breeding behavior of three sources of resistance to Septoria tritici in wheat. Euphytica 28:385–392.
Saari EE and Prescott JM, 1975. A scale for appraising the foliar intensity of wheat disease. Plant Disease 59:377-380.
Shaw MW and Royle DJ, 2007. Factors determining the severity of Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) on winter wheat in the UK. Plant Pathologhy 42(6):882-899.
Simón MR, Cordo CA, Castillo NS, Struik PC and Börner A, 2012. Population Structure of Mycosphaerella graminicola and location of genes for resistance to the pathogen: recent advances in Argentina. International Journal of Agronmy 2012:1–7.
Tabib Ghaffary SM, Robert O, Laurent V, Lonnet P, Margale E, van der Lee TAJ, Visser RGF, Kema GHJ, 2011. Genetic analysis of resistance to Septoria tritici blotch in the French winter wheat cultivars Balance and Apache. Theor Appl Genet 123:741–754.
Torriani SFF, Melichar JPE, Mills C, Pain N, Sierotzki H and Courbot M, 2015. Zymoseptoria tritici: a major threat to wheat production, integrated approaches to control. Fungal Genetics and Biology 79:8–12.
Vakili Bastam SH, Ramezanpour SS, Soltanloo H, Kia SH and Kalate M, 2010. Estimation of combining abilities and heterosis of Septoria  tritici blotch resistance in wheat genotypes. Australian Journal of Crop Science 4(7):480-484.
Villegas-Fernandez AM, Sillero JC and Rubiales D, 2011. Screening faba bean for chocolate Spot resistance: evaluation methods and effects of age of host tissue and temperature. European Journal of Plant Pathology 132:443-453.
Zhang X, Haley SD and Jin Y, 2001. Inheritance of Septoria tritici blotch resistance in winter wheat. Crop Science 41:323-326.
 
 
 
Identification of New Sources of Resistance to Zymoseptoria tritici Blotch in 
Journal of Applied Research in Plant Protection
Volume 9, Issue 2
September 2020
Pages 31-43

Files

History

  • Receive Date: 16 September 2020
  • Accept Date: 16 September 2020

Share

How to cite

Statistics