تعريف مورفولوجي وجزيئي لعزلات من الجنس Fusarium على القمح والكشف عن المورثات المسؤولة عن إنتاج السموم الفطرية

Abstract

تعد أمراض تعفن الجذور والتاج ولفحة السنابل المتسببة عن أنواع من الجنس Fusarium من أهم الأمراض الفطرية المحددة لإنتاج القمح، وعلى الرغم من كثرة الدراسات المتعلقة بهذين المرضين في العالم، إلا أنها مازالت قليلة نسبياً في سورية، لذلك كان الهدف من هذه الدراسة تعريف بعض عزلات الجنس Fusarium المرافقة لجذور وتاج وسنابل نبات القمح اعتماداً على الصفات المورفولوجية على الوسطين المغذيين أغار البطاطا والديكستروز PDA) Potato Dextrose Agar) وأغار قطع أوراق القرنفل CLA) Carnation Leaf Piece Agar)، وتأكيد التصنيف المورفولوجي باستخدام بعض الطرائق الجزيئية، والكشف عن المورثات المشاركة في التخليق الحيوي لبعض السموم التي تفرزها بعض أنواع الجنس Fusarium تم الحصول على 105 عزلات تنتمي للجنس Fusarium من مناطق مختلفة لزراعة القمح في سورية طرطوس اللاذقية حماه السويداء)، وقد أمكن من خلال الطرائق المعتمدة في هذه الدراسة F. pseudograminearum Fusarium التوصل لتوصيف مورفولوجي لعشرين نوعاً من الجنس F. solani F. acuminatum F. compactum F. sambucinum F. culmorum F. F. proliferatum F. oxysporum F. pseudocircinatum F. semitectum F. F. torulosum 3 F. andiyazi F. equiseti F. sporotrichioides verticillioides F. F. flocciferum F. chlamydosporum F. brachygibbosum polyphialidicum redolens تباينت هذه الأنواع في ترددها، فقد كان النوع F. culmorum أكثرها تردداً (29.52 %) تلاه النوع proliferatum . (1238) ، بينما تراوح تردد الأنواع الأخرى بين 0.95 و 8.57%.

اختبرت القدرة الإمراضية لـ 20 عزلة تتبع لثمانية أنواع من الجنس Fusarium على بادرات صنف القمح القاسي "دوما 1" تحت ظروف المختبر والعدوى الاصطناعية أبدى النوع F. culmorum أعلى قدرة إمراضية، إذ بلغ متوسط شدة الإصابة للعزلات المختبرة 4.45، وذلك تبعاً لسلم التقييم الخماسي المستخدم في هذه الدراسة، كما أبدى النوع F pseudograminearum قدرة إمراضية عالية أيضاً، فقد بلغ متوسط شدة الإصابة (4.2) وبفروق غير معنوية مع النوع السابق، تلاهما النوع . proliferation الذي اعتبر متوسط القدرة الإمراضية، حيث بلغت شدة الإصابة (1.27)، بينما كانت ضعيفة القدرة Fandiyazi F. oxysporum 3 F. equiseti 3 F. verticillioides الأنواع الإمراضية، حيث بلغت شدة الإصابة 0.9 و 0.87 و 0.4 و 0.7 على التوالي. بينما لم يكن النوع . semitectum ممرضاً تحت ظروف التجربة الحالية. ونظراً لأن معظم الدراسات الحالية تتجه إلى استخدام تقانات البيولوجيا الجزيئية، وبشكل خاص التفاعل المتسلسل للبوليميراز PCR، والذي يتطلب طريقة فعالة وسهلة الاستخلاص DNA، لذلك فقد تمت مقارنة خمس طرائق مختلفة لاستخلاص DNA من ثلاثة أنواع من الجنس فيوزاريوم للحصول على كمية كافية ونوعية جيدة من DNA الضرورية لعملية التضخيم، وبالاعتماد على النتائج، تم ترتيب طرائق الاستخلاص وفق التالي : حبيبات زجاجية PCI المعدلة - CTAB - حبيبات زجاجية PCI > كيت تجاري LETS - Qiagen DNeasy Kit ، وقد تبين من خلال هذه الدراسة أن طريقة الحبيبات الزجاجية / PCI المعدلة يمكن أن تكون طريقة مناسبة لاستخلاص DNA من أنواع الجنس فيوزاريوم بشكل عام

تم تأكيد التعريف المورفولوجي لـ 64 عزلة من العزلات السابقة باستخدام الطرائق الجزيئية، حيث تم تعريف 29 عزلة تابعة للنوع F culmorum باستخدام زوج البادئات المتخصصة F001F/Fc01R و 5 عزلات تابعة للنوع F. proliferatum باستخدام زوج البادئات PRO1/PRO2، و 4 عزلات تابعة للنوع Fequiseti باستخدام زوج البادئات FEF/FER، ولم تظهر أية حزمة عند استخدام زوج البادنات Fg16NF/Fg16NR، مما يؤكد عدم وجود النوع F graminearum بين العزلات المدروسة. وقد أمكن أيضاً باستخدام طريقة multiplex PCR تعريف سبعة أنواع من الجنس Fusarium في تفاعل واحد، وهذا يشير لأهمية هذه الطريقة في اختصار الوقت والجهد والتكلفة.

كما تم بواسطة التسلسل النيوكليوتيدي المورثة - TEFI تعريف 13 عزلة تابعة لأحد عشر نوعاً F. verticillioides F. proliferatum F. solani F. semitectum F. culmorum مختلف F. F. brachygibbosum F. torulosum F. chlamydosporum F. oxysporum flocciferum و F. andiyati. وقد أودعت تسلسلات هذه العزلات في قاعدة بيانات المركز الوطني للمعلومات الحيوية NCBI، وقد أعطي كل تسلسل رقم دخول Accession number. وتجدر الإشارة هنا إلى أن تعريف الأنواع الأربعة الأخيرة لم يكن ممكناً بالاعتماد على الطرائق المورفولوجية فقط لتشابه صفاتها المورفولوجية مع أنواع أخرى أو لقلة الدراسات المورفولوجية المتعلقة ببعضها، لذلك تم تصنيفها بواسطة التسلسل النيكليوتيدي المورثة TEFI-a

استخدمت بادئات متخصصة للكشف عن بعض المورثات الضرورية لعملية التخليق الحيوي لأهم 3 مجموعات من السموم الفطرية التريكوليسينات والفيومينوزينات والزير الينون التي تفرزها أنواع الجنس Fusarium، وقد أظهرت النتائج امتلاك العزلات المختبرة للأنواع F. calmorum و اللتين تشتركان في PKS4 و TRIS للمورثتين F. semitectums F. pseudograminearum عمليات التخليق الحيوي لسموم التريكوتيسينات والزير الينون على التوالي، وامتلاك العزلات المختبر

للنوع F verticillioides للمورثة FUMS التي تشترك في عمليات التخليق الحيوي السموم الفيومينوزينات، وامتلاك العزلات المختبرة من النوعين F. equiseti و Foxysporum للمورثة PKS4 فقط أما العزلات الأخرى، فلم تعط أية حزمة مما يشير إلى عدم امتلاكها لتلك المورثات وبالتالي عدم قدرتها على إنتاج هذه السموم

أمكن بهذه الدراسة وضع مفتاح تصنيفي للأنواع المدروسة، والذي يمكن أن يعتمد كأساس تصنيفي مفيد للكثير من المهتمين بتصنيف أنواع الفيوزاريوم وحسب معلوماتنا فإن هذه الدراسة تعد التسجيل الأول للنوع Fandiyuzi كمسبب لعفن التاج على القمح في العالم، كما تعد التسجيل الأول لسبعة F. F. polyphialidicum F. pseudocircinatum F. chlamydosporum أنواع . على القمح في سورية Fredolens F. flocciferum F. torulosum brachygibbosum