Μοριακή διερεύνηση και ιστολογική ανάλυση επιλεγμένων σειρών Μπασμά ανεκτικών στη Phytophthora nicotianae
Creators: name: Βαλασιάδης, Δημήτριος Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Βελτίωση Καπνού
Μπασμάς
Phytophthora Parasitica
Tobacco Breeding
Phytophthora

description: Η φυτόφθορα αποτελεί μία από τις πιο ζημιογόνες ασθένειες του καλλιεργούμενου καπνού (Nicotiana tabacum). Η ασθένεια προκαλείται από τον ωομύκητα Phytophthora nicotiniae (Phytophthora parasitica), ο οποίος ευνοείται από θερμές θερμοκρασίες, υψηλή υγρασία εδάφους και σχετική υγρασία. Η αντιμετώπιση του απαιτεί μια πιο ολοκληρωμένη γεωργική πρακτική όπως, καλλιέργεια ανεκτικών σειρών, εναλλαγή του καπνού με άλλες καλλιέργειες, καταστροφή προσβεβλημένων φυτών και προληπτική χρήση μυκητοκτόνων. Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκαν σειρές καπνού F5 γενεάς της ποικιλίας Μπασμά. Οι σειρές επιλέχθηκαν με γνώμονα τη υψηλότερη και τη χαμηλότερη ανεκτικότητα με βάση προηγούμενη αξιολόγηση της αντοχής τους στην P. nicotianae. Για τη μοριακή διερεύνηση κρίσιμων γονιδιακών περιοχών που σχετίζονται με την ανεκτικότητα, έγινε χρήση της υψηλής διακριτικής ικανότητας ανάλυσης καμπυλών τήξης (HRM). Αναλύθηκαν συνολικά 6 σειρές (3 ανεκτικές, 3 ευαίσθητες) µε 6 ζεύγη εκκινητών που σχεδιάστηκαν με σκοπό την κάλυψη κρίσιμων αμινοξέων που κωδικοποιούνται από το γονίδιο PR1a. Από την ανάλυση της διαφορετικότητας των καμπυλών τήξης του γονιδίου PR1a, προκύπτει ότι οι ανεκτικοί γενότυποι έχουν περισσότερες ομοιότητες μεταξύ τους, ενώ επίσης εκφράζουν περισσότερο το γονίδιο αυτό σε σύγκριση με τους ευαίσθητους. Παράλληλα, οι σειρές αυτές υποβλήθηκαν σε ιστολογικές αξιολογήσεις , δίνοντας έμφαση στα συστατικά των δευτερογενών κυτταρικών τοιχωμάτων. Οι ανεκτικές ποικιλίες, εκτός από μεγαλύτερη σκληρότητα στο στέλεχος, είχαν μεγαλύτερη εναπόθεση λιγνίνης και πιο συμπαγή δομή στη περιοχή του σκληρεκχύματος. Η λιγνίνη αποτελεί ένα μηχανικό φράγμα, λόγω της δυσκολίας που εμφανίζουν οι μικροοργανισμοί στην αποικοδόμηση της. Σε αντίθεση με τους ευαίσθητους γενοτύπους, οι ανεκτικές σειρές είχαν ηπιότερα συμπτώματα και μεγαλύτερο αριθμό φυτών που επιβίωσαν. Η περαιτέρω μελέτη των φυτικών μηχανισμών άμυνας ενάντια στα παθογόνα, μπορεί να αποβεί πολύτιμη σε ένα βελτιωτικό πρόγραμμά. Επίσης, η δημιουργία ή η μεταφορά αντοχής στα καλλιεργούμενα φυτά έχει την δυνατότητα να μειώσει τις απώλειες που προκαλούν στην απόδοση των καλλιεργειών
description: Phytophthora (black shank) is one of the most damaging diseases of cultivated tobacco (Nicotiana tabacum). The disease is caused by the pathogen Phytophthora nicotianae (Phytophthora parasitica) which is favored by warm temperatures, high soil moisture and high relative humidity. Addressing it, requires an integrated farming approach, such as growing tolerant varieties, rotating to other crops, destroying affected plants and use of fungicides. In the present study, 6 F5 lines of oriental tobacco (Basma) were studied. The lines used in this study, were chosen by their high and low tolerance level based on a previous screening for detection of their resistance against P. nicotianae. The method of High Resolution Melting Analysis (HRM) was used for the molecular analysis of critical gene regions related to tolerance. A total of 6 lines (3 tolerant, 3 sensitive) were analyzed by at least 6 pairs of primers designed to cover critical amino acids encoded by the PR1a gene. The analysis of difference in the melting curves of the PR1a gene, shows that tolerant genotypes have more similarities, and have higher expression levels of the PR1a gene relative to the sensitive ones. At the same time, histological studies were conducted in these lines to evaluate the lignocellulosic patterns in shoots. . In addition to higher stem hardness, tolerant varieties had a higher lignin deposition and a more compact structure in the vascular bundle area. Lignin acts as mechanical barrier due its difficulty in degradation by microorganisms. Unlike sensitive genotypes, tolerant genotypes had milder symptoms and a larger number of surviving plants. Further studies on plant defense mechanisms, may provide valuable insight that can be used in a breeding program. Also, the creation or transfer of resistance to cultivated plants, has the potential to reduce yield losses related to pathogen attack