توصيفگر ها :
هيدروژنپراكسيد , ساليسيليك اسيد , برهمكنش گياهان و بندپايان , دفاع گياهي , كنه پيچيدگي گندم
چكيده فارسي :
كنهي پيچيدگي گندم Aceria tosichella (Keifer) (Acari: Eriophyidae) ، از آفات مهم و خسارتزاي گندم محسوب ميشود كه داراي اهميت اقتصادي بالايي است. اين آفت بهدليل چرخه زندگي كوتاه و توان زادآوري بالا، در مدتزماني كم جمعيتش را بهسرعت افزايش ميدهد و همين ويژگي، زمينه بروز مقاومت به بسياري از كنهكشها را فراهم كرده است. بههمين دليل براي كنترل اين آفت، توسعه رويكردهاي جايگزين يا مكمل كنترل شيميايي ضروري به نظر ميرسد. بر اين اساس، پژوهش حاضر با هدف شناسايي منابع مقاومت به A. tosichella و نيز ارزيابي برخي سازوكارهاي رو به بالا (bottom-up) و رو به پايين (top-down) در برهمكنش A. tosichella با گياه گندم(Triticum aestivum L.) طراحي و اجرا شد. تجزيه مؤلفههاي اصلي (PCA) براي كاهش ابعاد دادهها و شناسايي الگوهاي اصلي تغييرات بين ژنوتيپها بر اساس پنج صفت مرتبط با حساسيت به كنه انجام شد. مؤلفه اول(PC1) بيشترين تاثير را از تعداد كنه روي گياه و درصد رولشدگي برگ سوم داشت و ژنوتيپها را بر اساس شدت آلودگي و حساسيت به كنه تفكيك كرد. مؤلفه دوم (PC2) تفاوت در الگوي سني بروز علائم را نشان داد. ژنوتيپهايي با PC2 مثبت برگهاي حلقهشده بيشتري داشتند و علائم بيشتر در برگهاي پير متمركز بود، در حالي كه ژنوتيپهايي با PC2 منفي رولشدگي برگهاي جوان بيشتري داشتند و حساسيت و گسترش تنش سريعتر بود. دو مؤلفه اول حدود 80 درصد واريانس دادهها را توضيح دادند. نتايج بايپلات نشان داد كه رقم خزر كمحساسترين و لاين اصلاحي ER-M-92-20 حساسترين ژنوتيپ به كنه بودند.در بخش دوم اين تحقيق بيان برخي از ژنهاي مربوط به هورمون گياهي ساليسيليكاسيد(SA) بررسي شد. بررسي پاسخهاي رونوشتي چهار ژن كليدي (PAL, ICS, EDS1, WD40) در دو ژنوتيپ گندم تحت آلودگي كنه A. tosichella الگوي نسبتاً همساني را از نظر زماني و وابسته به ژنوتيپ نشان داد. در تمامي ژنهاي مورد مطالعه، تنها در بازه زماني كوتاهمدت ششساعت پس از آلودگي، اختلاف معناداري در سطح بيان بين دو ژنوتيپ مشاهده شد. اين موضوع ميتواند نشاندهنده واكنش اوليه و متفاوت سيستم ايمني دو ژنوتيپ در برابر حمله آفت باشد. از سوي ديگر، عليرغم مشاهده نوسانات محسوس در بيان ژنها در مقايسه درونژنوتيپي(تيمار نسبت به شاهد)، اين تغييرات در هيچ يك از ژنها به سطح معناداري آماري در روند كلي نرسيد. اين يافته ميتواند حاكي از آن باشد كه اگرچه آلودگي كنه موجب القاي تغييراتي در بيان اين ژنها ميشود، اما اين پاسخ يا بسيار ضعيف است و يا ماهيتي زودگذر و موقت دارد كه در مقياس زماني كلي مطالعه، اثر معناداري از خود برجاي نگذاشته است. در بخش سوم آزمايشات تغييرات H₂O₂ در زمانهاي مورد مطالعه و در دو ژنوتيپ ER-M-92-20 و خزر تحت تاثير A. tosichella مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ميزان پراكسيد هيدروژن (H₂O₂) بهعنوان شاخص تنش اكسيداتيو نشان داد كه تغذيه كنه منجر به افزايش معنيدار سطح H₂O₂ در هر دو ژنوتيپ شد، اما الگوي زماني تغييرات آن در دو رقم متفاوت بود. در رقم خزر، افزايش سريع و كوتاهمدت H₂O₂ در شش ساعت نخست پس از آلودگي نشانگر فعال شدن سريع مسيرهاي سيگنالينگ دفاعي است. در مقابل، رقم حساس ER-M-92-20 افزايش پيوستهي H₂O₂ را تا 24 ساعت بعد از آلودگي نشان داد و كاهش محسوسي در آن ديده نشد. كاهش تأخيري در روز چهارم و افزايش مجدد در روز چهاردهم پس از آلودگي نيز نشانگر ناپايداري پاسخ دفاعي و تداوم تنش اكسيداتيو در اين رقم ميباشد. بهطور كلي، رفتار فيزيولوژيكي خزر نشاندهندهي يك پاسخ سريع، كنترلشده و مؤثر است كه موجب كاهش خسارت ميشود.
چكيده انگليسي :
The wheat curl mite, Aceria tosichella (Keifer) (Acari: Eriophyidae), is considered an important and damaging pest of wheat with high economic significance. Due to its short life cycle and high reproductive capacity, its population rapidly increases in a short time, which has led to the development of resistance to many acaricides. Therefore, developing alternative or complementary approaches to chemical control appears essential for managing this pest. Accordingly, the present study was designed and conducted to identify sources of resistance to A. tosichella and to evaluate some bottom-up and top-down mechanisms in the interaction between A. tosichella and wheat (Triticum aestivum L.). Principal Component Analysis (PCA) was performed to reduce the dimensionality of data and identify the main patterns of variation among genotypes based on five traits related to mite sensitivity. The first component (PC1) was most influenced by the number of mites on the plant and the percentage of rolling in the third leaf, and it separated genotypes based on infestation intensity and mite sensitivity. The second component (PC2) reflected differences in the age-related pattern of symptom development. Genotypes with positive PC2 values had more rolled leaves and symptoms concentrated mostly in older leaves, whereas genotypes with negative PC2 values had more rolling in young leaves and showed higher sensitivity and faster stress spread. The first two components explained about 80% of the variance in the data. Biplot results showed that Khazar was the least sensitive, while ER-M-92-20 was the most sensitive genotype to the mite. In the second part of this study, the expression of some genes related to salicylic acid (SA) was examined. The transcriptional responses of four key genes (PAL, ICS, EDS1, and WD40) in two wheat genotypes under A. tosichella infestation showed a relatively similar temporal and genotype-dependent pattern. Significant differences in gene expression levels between the two genotypes were observed only in the short-term (6h) following infestation. This may indicate an early and distinct immune response of the two genotypes to pest attack. On the other hand, despite noticeable fluctuations in gene expression in intra-genotypic comparisons (treatment versus control), these changes did not reach statistical significance overall in any of the studied genes. This finding suggests that although mite infestation induces changes in the expression of these genes, the response is either very weak or transient, leaving no significant effect over the overall study period. In the third part, changes in hydrogen peroxide (H₂O₂) were examined at different time points in the two genotypes ER-M-92-20 and Khazar under A. tosichella infestation. Assessment of H₂O₂ as an indicator of oxidative stress showed that mite feeding significantly increased H₂O₂ levels in both genotypes, but the temporal pattern of changes differed between them. In Khazar, a rapid and short-term increase in H₂O₂ during the first six hours post-infestation indicated quick activation of defensive signaling pathways. In contrast, the sensitive ER-M-92-20 variety showed a continuous increase in H₂O₂ up to 24 hours after infestation, with no noticeable decline. A delayed reduction on day four followed by a resurgence on day fourteen indicated instability in defense responses and persistence of oxidative stress in this genotype. Overall, the physiological behavior of Khazar indicates a rapid, controlled, and effective response that reduces damage.