c3518cb17d976b8

تغییر میزان پتاسیم و آهن در دو رقم حساس و به نسبت مقاوم گوجه‌فرنگی آلوده به ویروس ایرانی پیچیدگی بوتة چغندرقند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه گیاه‌پزشکی، دانشگاه زنجان

2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد گروه گیاه‌پزشکی، دانشگاه زنجان

3 استادیار گروه خاک‌شناسی گروه علوم خاک، دانشگاه جیرفت

چکیده

ویروس ایرانی پیچیدگی بوتة چغندر­قند (Beet curly top Iran virus, BCTIV)، یکی از عامل‌های ایجادکنندة بیماری پیچیدگی بوته در گوجه­فرنگی است. بیشتر رقم‌های گوجه‌فرنگی به BCTIV حساس و برخی به نسبت مقاوم گروه‌بندی‌ شده‌اند. از سویی میزان عنصرهای غذایی در رقم‌های مختلف گیاهی با میزان حساسیت یا مقاومت گیاه میزبان به یک بیمارگر گیاهی متفاوت است. در این تحقیق میزان عنصرهای غذایی مهم در دو رقم حساس و به نسبت مقاوم گوجه‌فرنگی در پاسخ به آلودگی به BCTIV بر پایة یک طرح کاملاً تصادفی بررسی و غلظت عنصرهای با کمک دستگاه ICP-MS   تعیین شد. نتایج نشان داد که از میان پنج عنصر آهن، کلسیم، پتاسیم، منیزیم و فسفر، میزان پتاسیم در رقم به نسبت مقاوم سوپرچیف بیشتر از رقم حساس گروسی لیسی است. همچنین میزان تجمع پتاسیم در این رقم پس از آلودگی به‌طور معنی‌داری (05/0P<) افزایش پیدا کرد. برعکس، میزان آهن در رقم حساس گروسی لیسی بیشتر از رقم به نسبت مقاوم سوپرچیف تعیین شد که پس از آلودگی به ویروس تنها در رقم حساس گروسی لیسی به‌طور معنی­داری کاهش پیدا کرد. بنابراین گیاهان گوجه‌فرنگی که حاوی میزان بالایی از عنصر پتاسیم بوده و نیز قادر به تجمع این عنصر در اندام‌های هوایی گیاه پس از آلودگی هستند به BCTIV مقاومت بیشتری نشان می­دهند. همچنین بروز زردی در برگ­های جوان رقم حساس گروسی لیسی پس از آلودگی به ویروس نیز به‌احتمال مرتبط با کاهش عنصر آهن پس از آلودگی به ویروس در این رقم است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modulation of potassium and iron content in susceptible and moderately resistant tomato cultivars infected with Beet curly top Iran virus (BCTIV)

نویسندگان [English]

  • Omid Eini Gandomani 1
  • Mostafa Ghanbari 2
  • Saeid Shafiei 3
1 Assistant Professor, Department of Plant Protection, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Former M. Sc. Student, Department of Plant Protection, University of Zanjan, Zanjan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Soil Science, University of Jiroft, Jiroft, Iran
چکیده [English]

Beet curly top Iran virus (BCTIV) is one of the factors causing leaf curl disease in tomato plants. Most tomato cultivars have been grouped as susceptible and some moderate resistant to BCTIV. In addition, the level of minerals varies between susceptible and resistant plants in response to plant pathogens.  In this study, the level of key minerals was evaluated using ICP-MS in both susceptible and moderately resistant tomato cultivars in response to infection by BCTIV; based on a completely randomized design. Results showed that among five tested minerals including ion, phosphorus, potassium, calcium and magnesium, the level of potassium was higher in Super Chief, the moderately resistant cultivar, compared to that of Grosse Lisse, as the susceptible cultivar. In addition, the level of potassium accumulation in leaf tissues increased significantly (P<0.05) after virus infection in Super Chief. In contrast, the level of iron was higher in the susceptible cultivar, Grosse Lisse, compared to that of moderately resistant cultivar and the iron level was decreased  significantly (P<0.05) in this cultivar after virus infection. Therefore, tomato plants with higher potassium content or capability of accumulating this mineral after virus infection show resistant/tolerant phenotype to BCTIV infection. In addition, the appearance of yellowing symptom in the young leaves of Grosse Lisse can be explained by the reduction of iron in the infected plants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Becurtovirus
  • minerals
  • Physiology
  • plant viruses
  • Resistance
Agrios, G. N. (2005). Plant Pathology. (5th ed). Academic Press.
Bian, X., Thomas, M. R., Rasheed, M. S., Saeed, M., Hanson, P., Barro, P. J. D. & Rezaian, M. A. (2007). A recessive allele (tgr-1) conditioning tomato resistance to geminivirus infection is associated with impaired viral movement. Phytopathology, 97, 930-937.
Binet, M. N., Humbert, C., Lecourieux, D., Vantard, M. & Pugin, A. (2001). Disruption of microtubular cytoskeleton induced by cryptogein, an elicitor of hypersensitive response in tobacco cells. Plant Physiology, 125, 564-572.
Bush, D. S. (1995). Calcium regulation in plant cells and its role in signaling. Annual Review Plant Physiology Plant Molecular Biology, 46, 95-115.
Chapman, H. D. & Pratt, P. F. (1961). Method of analysis for soils, plant and waters. Soil Science, 93, 68.
Eini, O., Sahraei, G.E. & Behjatnia, S.A.A. (2016). Molecular characterization and construction of an infectious clone of a pepper isolate of Beet curly top Iran virus. Molecular Biology Research Communications, 5, 101-113.
Epstein, E. & Bloom, A.J. (2005). Mineral metabolism- mineral nutrition of plants: Principles and perspectives (2nd ed.). Sinauer Associates, Inc.
Fatahi, Z. B., Behjatnia, S. A. A., Afsharifar, A., Hamzehzarghani, H. & Izadpanah, K. (2012). Screening of sugar beet cultivars for resistance to Iranian isolate of beet severe curly top virus using an infectious clone of the virus. Iranian Journal of Plant Pathology, 48, 111-121 (In Farsi).
George, M.S., Lu, G. & Zhou, W. (2002). Genotypic variation for potassium uptake and utilization efficiency in sweet potato (Ipomoea batatus L), Field Crops Research, 77, 7-15.
Ghanbari, M., Eini, O. & Ebrahimi, S. (2016). Differential expression of MYB33 and AP2 genes and response of TY resistant plants to beet curly top Iran virus infection in tomato. Journal of Plant Pathology, 98, 555-562.
Gharouni Kardani, S., Heydarnejad, J., Zakiaghl, M., Mehrvar, M., Kraberger, S. & Varsani, A. (2013). Diversity of Beet Curly top Iran virus isolated from different hosts in Iran. Virus Genes, 46, 571-575.
Graham, D. R. & Webb, M. J. (1991). Micronutrients and disease resistance and tolerance in plants, In: F.R. Mortvedt, L.M. Shuman & R. M., Welch (Ed.), Micronutrients in Agriculture.  (pp. 329-370) Wisconsin.
Heydarnejad, J., Hosseini Abhari, E., Bolok Yazdi, H. R. & Massumi, H. (2007). Curly top of cultivated plants and weeds and report of a unique curtovirus from Iran. Journal of Phytopathology, 155, 321-325. 
Huber, D. M. & Graham, R. D. (1999). The role of nutrition in crop resistance and tolerance to diseases: Fundamental Mechanisms and Implications. In: Z. Rengel (Ed.) Mineral Nutrition of Crops Food Products. (pp, 169-206) The Haworth Press.
Khoshnazar, F. & Eini, O. (2016). Response of tomato cultivars to agroinfection with beet curly top Iran virus. Journal of Crop Protection, 5, 473-482.
Lecourieux, D., Mazars, C., Pauly, N., Ranjeva, R. & Pugin, A. (2002). Analysis and effects of cytosolic free calcium increases in response to elicitors in Nicotiana plumbaginifolia cells. Plant Cell, 14, 2627-2641.
Lecourieux, D., Ranjeva, R. & Pugin, A. (2006). Calcium in plant defense-signaling pathways. New Phytologist, 171, 249-269.
Marschner, H. (1995). Mineral Nutrition of Higher Plants. (2nd ed.) Academic Press.
Ohashi, Y. & Matsuoka, M. (1987). Localization of pathogenesis-related proteins in the epidermis and intercellular spaces of tobacco-leaves after their induction by potassium salicylate or tobacco mosaic-virus infection. Plant Cell Physiology, 28, 1227-1235.
Pound, G. S. & Welkie, G. W. (1958). Iron nutrition of Nicotiana tabacum L. in relation to multiplication of tobacco mosaic virus. Virology, 5, 371-381.
Rouhibakhsh, A., Priya, J., Periasamy, M., Haq, Q. & Malathi, V. (2008). An improved DNA isolation method and PCR protocol for efficient detection of multicomponent of begomovirus in legumes. Journal of Virological methods, 147, 37-42.
Schachtman, D. P. & Shin, R. (2006). Nutrient sensing and signaling: NPKS. Annual Review in Plant Biology, 58, 47-69.
Singh, R. (1970). Influence of nitrogen supply on host susceptibility to tobacco mosaic virus infection, Phyton-Annales Rei Botanicae, 14, 37-42.
Zafar, Z.U., Athar, H. R. & Ashraf, M. (2010). Responses of two cotton (Gossypium hirsutum L.) cultivars differing in resistance to leaf curl virus disease to nitrogen nutrition. Pakistan Journal of Botany, 42, 2085-2094.
Zhang, Z. X., Tian, L., Duan, B., Wang, Z. & Li, Z. (2007). Differential responses of conventional and Bt-transgenic cotton to potassium deficiency. Journal of Plant Nutrition, 30(77), 7-15.