Identification of Fusarium species associated with Fusarium head blight of wheat in the North of Iran and phylogenetic analysis of the dominant species

Document Type: Research Paper

Authors

1 PhD Student, Department of Plant Pathology, College of Agriculture and Natural Resources, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

2 Research Prof., Iranian Research Institute of Plant Protection, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

3 Prof., Department of Plant Pathology, College of Agriculture and Natural Resources, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran (hzamani@srbiau.ac.ir)

4 Assistant Prof., Department of Plant Pathology, College of Agriculture and Natural Resources, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Abstract

In order to determine the causal agents of Fusarium head blight, during 2015–16, wheat heads with disease symptom were collected from 10 and six main wheat production areas of Golestan and Mazandaran provinces (N Iran), respectively. A total of 431 Fusarium isolates were obtained belonging to nine Fusarium species based on their morphological characteristics. Fusarium graminearum species complex had the highest frequency among the species in both provinces, Golestan (52.0%) and Mazandaran (55.8%). Fusarium culmorum, F. equiseti, F. Acuminatum, and F. compactum had the highest mean of frequency in both provinces with 13.5, 9.7, 6.0 and 3.7%, respectively after F. graminearum. Also, F. cerealis, F. Avenaceum, and F. proliferatum and some unidentified isolates a total of 14% of the isolates were calculated. The lowest frequency was related to F. subglutinans (1%) that was isolated only from Golestan province. In order to determine the phylogeny of F. graminearum species complex in the North Iran, 53 out of 229 isolates were selected based on their distribution in the sampled areas. Partial genes of translation elongation factor 1-alpha (TEF) and putative reductase (RED) were amplified using specific primers. A commercial sequencing facility was used to generate fungal sequences. Almost all strains of F. graminearum species complex belonged to F. graminearum sensu stricto. The results indicated a homogeniety within F. graminearum species complex, however, there was a minor morphologically differences between some strains.

Keywords


Article Title [Persian]

شناسایی گونه‌های فوزاریوم مرتبط با بلایت خوشه گندم و تجزیه فیلوژنتیکی گونه غالب در شمال ایران

Authors [Persian]

  • کسری شریفی 1
  • رسول زارع 2
  • حمیدرضا زمانی‌زاده 3
  • منصوره میرابوالفتحی 2
  • سعید رضائی 4
1 دانشجوی دکتری بیماری‌شناسی گیاهی، گروه بیماری‌شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 استاد پژوهش، مؤسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
3 استاد گروه بیماری‌شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران (hzamani@srbiau.ac.ir)
4 استادیار گروه بیماری‌شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
Abstract [Persian]

به ‌منظور تعیین عوامل بیماری بلایت فوزاریومی، خوشه‌های گندم با علایم بیماری از 10 و شش منطقه مهم کشت گندم به ترتیب از استان‌های گلستان و مازندران در سال زراعی 95-1394 نمونه‌برداری شد. براساس خصوصیات ریخت‌شناسی، 431 جدایه منسوب به فوزاریوم تشخیص داده شد که به نه گونه مختلف تعلق داشتند. گونه مرکب Fusarium graminearum بیشترین فراوانی را در استان‌های گلستان (52%) و مازندران (8/55%) داشت. قارچ‌های F. culmorum،F. equiseti،F. acuminatumوF. compactumپس از F. graminearum به ترتیب با میانگین‌های 5/13، 7/9، 6 و 7/3% در دو استان مذکور بیشترین فراوانی را داشتند. میانگین فراوانی F. cerealis، F. avenaceum،F. proliferatum و جدایه‌های شناسایی نشده در مجموع 14% در شمال ایران برآورد شد. کمترین فراوانی (1%) مربوط به قارچ F. subglutinans بود که فقط از نمونه‌های استان گلستان جدا شد. برای تعیین خصوصیات ریخت‌شناسی و فیلوژنتیکی گونه مرکب F. graminearum، 53 جدایه از بین 229 جدایه به دست آمده از استان‌های مذکور براساس مناطق انتشار انتخاب شد. بخشی از ژن‌های translation elongation factor 1-alpha (TEF) وreductase (RED)  با استفاده از آغازگرهای اختصاصی تکثیر و تعیین توالی شد. همه سویه‌های گونه مرکب F. graminearum متعلق به F. graminearum sensu stricto بودند. داده‌های فیلوژنتیکی نشان‌دهنده وجود همگنی ژنتیکی در بین جمعیت مربوط به گونه‌ مرکب F. graminearum بود، اگرچه بین بعضی از سویه‌های این گونه اختلافات کوچک ریخت‌شناسی وجود داشت.

Keywords [Persian]

  • اسکب گندم
  • گلستان
  • مازندران
  • Fusarium graminearum
  • RED
  • TEF
منابع در متن می‌باشد.


Volume 17, Issue 2
Winter and Spring 2017
Pages 173-187
  • Receive Date: 09 November 2016
  • Revise Date: 12 March 2017
  • Accept Date: 31 December 2016