بررسی تنوع ژنتیکی مقاومت به بیماری بلاست در برخی ژنوتیپ‌های برنج ایرانی و هوازی

مقدمه

برنج با ارزش­ترین و مهم­ترین ماده غذایی برای بیش از 50 درصد مردم جهان است (Miah et al., 2013). مصرف و تقاضا برای برنج در حال افزایش است و مطالعات مختلف نشان داده است که برای رفع افزایش تقاضای برنج، میزان تولید تا سال 2030 باید بیش از 40 درصد افزایش یابد (Kush, 2005) و این چالش باید با معرفی ارقام متحمل به تنش­های زیستی و زیست محیطی برطرف شود (Selvarj et al., 2011). با توجه به اهمیت این محصول زراعی، بیماری­های آن نیز از اهمیت ویژه­ای برخوردار هستند (Abedi et al., 2011). مبارزه با آفات و بیماری­­ها به روش­های مختلف در گیاهان از جمله برنج، همواره مورد توجه محققین بوده است. گیاهان در طول دوره رشد با انواع تنش­های زنده و غیر زنده مواجه می­شوند
 (Moumeni et al., 2003) که به‌طور جدی بر آن­ها تأثیر می‌گذارند. تقریبـاً 70 نوع بیماری با عوامل قـارچی، باکتریـایی، ویروسـی و نماتودی در برنج گزارش شده است که در نتیجه، خسارت و آسیب زیادی به محصول برنج وارد می­کنند
 (Mousavi et al., 2014). یکی از مهم­ترین بیماری­ها، بیماری بلاست با عامل قارچیMagnaporthe oryzae Couch است که در مناطق معتدل و نیمه­گرمسیری آسیا، برنج را به شدت تحت تأثیر قرار می­دهد و برای برنج آپلند در مناطق گرمسیری آسیا، آمریکای لاتین و آفریقا بسیار مخرب است. به‌دلیل توزیع در سراسر جهان و شرایط محیطی مناسب، این بیماری به‌عنوان یکی از مخرب­ترین بیماری­های برنج در نظر گرفته شده است (Wang et al., 2014) و کاهش شدید محصول ارقام حساس به این بیماری ­را در پی دارد Moumeni et al., 2003))؛ به‌همین دلیل، تحقیقات گسترده­ای از جنبه­های مختلف روی آن صورت گرفته است و شناسایی منابع ژنی مقاومت و تهیه ارقام اصلاح شده مقاوم، سیستم­های پیش­آگاهی، تهیه و مصرف انواع قارچکش­ها، تعیین عوامل مؤثر بر توسعه و شدت بیماری مانند عناصرغذایی، دما و رطوبت از موضوعات مهم مورد تحقیق بوده است. قارچ عامل این بیماری، گیاه برنج را در مراحل مختلف نشاکاری، پنجه­زنی و خوشه­دهی مورد حمله قرار می­دهد (Moradi et al., 2009) و ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﻧﻮع اﻧﺪام آﻟـﻮده ﮔﻴﺎه، اﻳﻦ ﺑﻴﻤﺎری ﺑﻪ ﻧﺎم­ﻫـﺎی ﺑﻼﺳـﺖ ﺑـﺮگ، بلاست ﮔـﺮدن ﺧﻮﺷـﻪ و ﺑﻼﺳﺖ ﺧﻮﺷﻪ ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲ­ﺷﻮد (Moumeni et al., 2003).

از دیدگاه به­نژادی ثابت شده است که استفاده از ارقام مقاوم برنج در برابر این بیماری، می­تواند راهکار مؤثری برای کنترل آن باشد (Sing et al., 2015) که ضمن اجتناب از مصرف انواع سموم شیمیایی، باعث جلوگیری از آلودگی محیط­زیست، پایداری تولید محصول برنج و کاهش هزینه تولید می­شود
 (Moradi et al., 2009). در یک بررسی که روی تعدادی از ارقام برنج ایرانی و همچنین ارقام مربوط به برنامه­های مختلف به­نژادی در آسیا برای تعیین اجزای مقاومت نسبی به بلاست صورت گرفت نشان داده شد که بین ارقام مختلف از حیث اجزای مختلف مقاومت و وضعیت توسعه بیماری، تفاوت معنی­داری وجود دارد. همچنین آن‌ها وجود اثر متقابل میزبان و پاتوژن را در ارقام برنج ایرانی گزارش کردند (Moumeni et al., 2009a). در پژوهشی به منظور بررسی درجه مقاومت نسبی ارقام برنج به بیماری بلاست، تعدادی ارقام ایرانی، محلی و اصلاح شده، به­ همراه تعدادی ارقام خارجی با استفاده از نژادهای بلاست برنج برای صفات تیپ آلودگی، تعداد لکه، اندازه لکه، درصد سطح آلودة برگ، دوره کمون و قابلیت اسپورزایی مورد ارزیابی قرار گرفتند؛ نتایج حاکی از وجود تفاوت معنی­دار بین ارقام انتخابی برای کلیه صفات مورد مطالعه بود. ارقام نعمت، ندا وCO63 دارای تیپ آلودگی حساس، قابلیت اسپورزایی بالا و دوره کمون کوتاه بودند؛ ارقام IR64 و واندانا دارای تیپ آلودگی نیمه حساس تا حساس و قابلیت اسپورزایی متوسط تا پایین بودند و ارقام محلی ایرانی عنبر­بو، طارم محلی، دمسیاه به ­همراه سان هوان ژان- ٢ از چین، دارای تیپ آلودگی مقاوم و قابلیت اسپورزایی پایین بودند (Moumeni et al., 2012). در پژوهشی دیگر، هشت ژنوتیپ برنج به همراه دو رقم نعمت (شاهد مقاوم) و بی­نام (شاهد حساس) برای مقاومت به بلاست مورد ارزیابی قرار گرفتند و نتایج نشان داد که در آزمایش مزرعه­ای، ژنوتیپ­های بی­نام، B40، IRBLZT-T از نظر بیماری در گروه حساس قرار گرفتندو سه ژنوتیپ IRBLKP-K60، IRBLZ5-CA، GAMMA بیشترین آلودگی خوشه را داشتند اما به طور معنی­داری بلاست برگی کمتری را نشان دادند. لازم به ذکر است که غالباً ژنتیک مقاومت به بلاست برگ، از ژنتیک مقاومت به بلاست خوشه مجزاست، به­طوری­که اغلب ارتباطی با یکدیگر ندارند. بسیاری از ارقام که در مرحله بلاست برگ مقاوم هستند، در مرحله خوشه حساس هستند. ژنوتیپ های مورد مطالعه بر اساس صفات تیپ آلودگی و تعداد لکه اسپورزا در آزمایش گلخانه­ای نیز به دو گروه تقسیم شدند؛ گروه اول شامل ژنوتیپ های FLAGMAN، IRI522، نعمت، IRBLTA2-RE، IRBLKP-K60، GAMMA بودند و از نظر تیپ آلودگی بین صفر تا دو قرار گرفتند و مقاوم شناخته شدند. گروه دوم شامل IRBLZ5-CA،IRBLZT-T ، بی­نام،  B40بودند که از نظر تیپ آلودگی در گروه حساس قرار داشتند
(Pasha et al., 2017).

گرم شدن زمین و تغییرات شرایط آب و هوایی سبب وقوع خشکسالی در اغلب مناطق کره زمین شده است و از آن‌جا که کشت و کار در اغلب مناطق برنج خیز از جمله ایران مبتنی بر آبیاری دائم است
(Moumeni, 2016) و با توجه به این‌که آب یکی از منابع مهم محدودکننده در تولید برنج است
(Vial, 2007)، از این رو تغییر شیوه زراعت از غرقابی به هوازی با استفاده از ژنوتیپ های خاصی از برنج به نام برنج هوازی که بذر آن­ها به صورت خشک و در خاک غیر غرقاب و زهشکی شده، بدون گلخرابی کشت می‌شوند و عملکرد مناسبی تولید می­کنند، می­تواند موجب پایداری تولید برنج در شرایط کم­آبی شود (Moumeni, 2016). مطالعاتی که توسط موسسه بین المللی تحقیقات برنج (IRRI) صورت گرفته است حاکی از آن است که کارایی مصرف آب در برنج­های هوازی، به طور قابل ملاحضه­ای بیشتر از غرقاب بوده است؛ در نتیجه معرفی ژنوتیپ­هایی از برنج هوازی تحت شرایط آبی که قادر باشند در خاک­های هوازی رشد کنند لازم به نظر می­رسد (Bounman et al., 2002). با توجه به این‌که ارقام هوازی می­توانند به عنوان یک راهکار برای مقابله با کمبود آب مورد توجه قرار گیرند، ضروری است که این ارقام از لحاظ توانایی مقابله با تنش­های زیستی از جمله بیماری مهم بلاست، با ارقام ایرانی مقایسه شوند. در این راستا، این تحقیق با هدف مقایسه مقاومت به بلاست ارقام ایرانی و ژنوتیپ­های برنج هوازی و شناسایی ارقام مقاوم به این بیماری طرح­ریزی شد.

مواد و روش ها

مواد گیاهی آزمایش شامل 53 ژنوتیپ از برنج­های ایرانی و هوازی غیرایرانی بود که بذرهای اولیه آن‌ها برای نخستین بار در سال 2010، به­ترتیب از مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت و مؤسسه تحقیقات بین المللی برنج در فیلیپین (IRRI) تهیه شد (جدول 1).

مواد گیاهی در بخش ارزیابی بیماری در مزرعه پژوهشی گروه گیاهپزشکی دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان، در دو سال و به صورت طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه و در فصل بهار و تابستان سال­های 1396 و 1397 کشت شدند. به‌منظور بررسی میزان مقاومت ارقام مختلف برنج در خزانه بلاست، بذرهای ارقام مورد آزمایش در اواخر خرداد ماه که مصادف با تراکم بلاست برگ در منطقه بود و شرایط برای ایجاد و توسعه آلودگی فراهم بود، در بستر خزانه­ای که دارای خاک نرم و سبک و حاصلخیز و سایه­دار بود کاشته شدند. هم­زمان با کشت، 50 کیلوگرم نیتروژن خالص از منبع اوره و 50 کیلوگرم فسفر از منبع P₂O₅ (بر حسب هکتار) همراه با مقادیر فراوان کود دامی با خاک مخلوط شدند. بذرها به صورت خطی روی خطوطی به طول50 سانتی­متر و به فواصل 10 سانتی­متر از همدیگر کشت شدند. برای گسترش آلودگی، در دو طرف ارقام مورد آزمایش و عمود بر آن­ها، رقم حساس هاشمی برای گسترش آلودگی در دو ردیف کشت شد.

جدول1- نام و منبع تهیه ژنوتیپ های مورد مطالعه

Table1. Name and source of the studied rice genotypes

ده روز بعد از کشت و بر اساس نیاز وپس از محاسبه ، 50 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن خالص از منبع اوره نیز به صورت سرک روی خزانه پاشیده شد. علاوه بر آلودگی طبیعی، سوسپانسیون اسپور سوش­های مختلف قارچ عامل بیماری که مخلوطی از نژادها­ی مورد نظر بود (توضیح:در پژوهش­های مزرعه­ای نیز تحقیق حاضر ملاک عمل نژاد خاصی نیست) از نقاط مختلف استان تهیه شد و سپس با غلظت100 هزار در هر میلی­لیتر به وسیله اسپورپاش به‌طور یکنواخت روی خزانه پاشیده شد. از زمان ظهور لکه­های بلاست روی برگ‌های گیاهچه­های برنج، کار نمونه‌برداری و اندازه­گیری بیماری با فواصل زمانی مشخص (هر شش روز یک بار) انجام گرفت. برای اندازه‌گیری بیماری و بررسی میزان مقاومت ژنوتیپ‌ها به بیماری بلاست، صفاتی مانند شدت بیماری در پنج مرحله و تیپ آلودگی به کمک مقیاس بین­المللی (شکل 1؛ IRRI, 1996)  مورد ارزیابی قرار گرفتند. سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری^[1](AUDPC) نیز بر اساس رابطه 1 محاسبه شد:

رابطه 1      

که در آن، Xi: ضریب آلودگی در نمونه برداری i ام و t_i: زمان (روز)  بین دو نمونه برداری است.

پس از ثبت داده­ها، آزمون فرضیات تجزیه واریانس، از جمله یکنواختی واریانس­های خطا در دو سال و نرمال بودن توزیع خطاهای آزمایشی انجام شد. با توجه به این‌که خطاهای آزمایشی متغیرهای تیپ و درصد آلودگی دارای توزیع نرمال نبودند، از تبدیل داده بر اساس رابطه 2 و 3 استفاده شد. در این روابط، x به ترتیب متغیرهای تیپ و درصد آلودگی است.

        رابطه 2                                    

arcsin        رابطه 3                                                                                                 

شکل 1- تیپ و درصد آلودگی به بیماری بلاست برنج بر اساس مقیاس (IRRI, 1996)

Figure 1. Infection type and disease severity of rice leaves based on the scale (IRRI, 1996)

همچنین با توجه به غیرمعنی­دار بودن آزمون بارتلت^[2] مبنی بر یکنواختی واریانس­های آزمایشی در دو سال، تجزیه واریانس مرکب با استفاده از نرم افزار SAS V.9.4 انجام شد. به منظور مقایسه ژنوتیپ­ها، ابتدا مقایسه میانگین به روش توکی در سطح پنج درصد انجام شد و سپس بر اساس نتایج مقایسه میانگین، رتبه بندی ژنوتیپ­ها به روش Arunachalam & Bandyopadhyay (1994) صورت گرفت؛ بدینصورتکهابتدا رتبهبندیدرهرصفتبر اساس تعدادحروفدرمقایسۀمیانگینمربوطبهآنصفت انجامگرفت،سپسرتبۀنهاییهر ژنوتیپبا توجه به مجموعرتبۀ­هایآن ژنوتیپبرایصفاتمختلف محاسبه شد. به‌منظور گروه­بندی ژنوتیپ­ها، تجزیه خوشه­ای با استفاده از نرم افزار SPSSبه چند روش و الگوریتم انجام گرفت. با توجه به مطلوب بودن نتایج حاصل از الگوریتم  Wardبا فاصله توان دوم اقلیدسی، از نظر تفکیک مناسب و واضح ژنوتیپ­ها و همچنین عدم زنجیره­ای شدن نمودار درختی، از این روش برای رسم نمودار درختی و تفسیر گروهبندی ژنوتیپ­ها استفاده شد. صحت نقطه برش نمودار درختی نیز با استفاده از تجزیه تابع تشخیص تعیین شد. همچنین به‌منظور مقایسه دو گروه ارقام برنج ایرانی و غیرایرانی از لحاظ کلیه متغیرهای مرتبط با مقاومت به بیماری بلاست و تعیین مهم‌ترین متغیرهای متمایز کننده دو گروه، از تجزیه تابع تشخیص با استفاده از نرم افزار SPSSاستفاده شد تا صفاتی که نقش بیشتری در تفکیک دو گروه ارقام ایرانی و خارجی را از نظر مقاومت به بلاست دارند تعیین شوند.

نتایج و بحث

نتایج تجزیه واریانس در جدول 2 آمده است. بر اساس این نتایج، تفاوت ژنوتیپ­ها برای هر هفت صفت در سطح  یک درصد معنی دار بود؛ از این رو می توان نتیجه گرفت که بین ژنوتیپ ها از نظر واکنش به بیماری، تنوع ژنتیکی قابل توجهی وجود دارد.

همچنین بر اساس نتایج، برهمنکنش بین ژنوتیپ و سال برای تمامی متغیرها غیرمعنی­دار بود، بنابراین برای مقایسه میانگین ژنوتیپ­ها از میانگین دو سال آن‌ها استفاده شد و پس از انجام مقایسه میانگین با استفاده از آزمون توکی در سطح پنج درصد و برای جمع­بندی میزان مقاومت نسبی ژنوتیپ­ها از لحاظ کلیه متغیرهای اندازه­گیری شده، از رتبه­بندی آروناچالام Arunachalam & Bandyopadhyay (1994) استفاده شد (جدول 3).

جدول 2-  تجزیه واریانس صفات بررسی شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی

Table 2. Variance Analysis of the studied traits in a randomized complete block design

ns   و  ** به ترتیب بیانگر عدم تفاوت معنی دار و معنی داری در سطح احتمال یک درصد   

ns and **: non-significant and significant at 1% of probability level, respectively

بر اساس نتایج، ارقام ایرانی نعمت و سپیدرود و ارقام هوازی 2-67-IR82310-B-B، IR83749-B-B-46-1، IR82589-B-B-114-3، IR82589-B-B-843، IR81422-B-B-200-4، IR82616-B-B-64-3 و IR82635-B-B-143-1، بالاترین رتبه را به خود اختصاص دادند و با توجه به این‌که بالاترین رتبه­ها به کمترین امتیازات تیپ و درصد آلودگی اختصاص می­یابد، می­توان نتیجه گرفت که این ژنوتیپ­ها کمترین میزان حساسیت را نسبت به بلاست نشان دادند و می­توان آن‌ها را در گروه مقاوم قرار داد.

جدول 3-رتبه مستخرج از نتایج مقایسه میانگین ژنوتیپ ها به روش آروناچالام  Aronachalam & Bandyopadhyay 1994))

Table 3.  Genotype ranks derived from the results of mean comparison based on the Arunachalam method) Aronachalam & bandyopadhyay 1994)

در مقابل، ارقام حسن­سرایی، چمپابودار، قصرالدشتی، شاه پسند، دمسیاه، عنبر بو، اهلمی طارم، صدری، رشتی سرد، غریب و رقم هوازی IR82635-B-B-32-4، کمترین رتبه را به خود اختصاص دادند و می­توان دریافت که بیشترین مقدار آلودگی را در طی آزمایش و بر اساس متغیرهای مختلف نشان دادند و بنابراین در گروه ژنوتیپ­های بسیار حساس و نیمه حساس قرار گرفتند.

شکل 2 نتایج تجزیه خوشه­ای را به روش Ward به صورت نمودار درختی نشان می­دهد. برای صحت محل برش نمودار درختی، از تجزیه تابع تشخیص استفاده شد. در نقطه برش برای تشکیل شش گروه، مقدار لاندای ویلک برابر 87/0 (P<0.01) و در نقطه برش برای تشکیل سه گروه، مقدار لاندای ویلک برابر 74/0 (P<0.001) به‌دست آمد. به‌عبارت دیگر، برش نمودار درختی در هر دو حالت معنی­دار بود و با توجه به این‌که با تشکیل شش گروه و انتساب تعداد کمتر ژنوتیپ­ها به هر گروه، می­توان به بررسی دقیق­تر ویژگی ژنوتیپ­ها پرداخت، بنابراین از گروه‌‌بندی شش گروه برای تفسیر نتایج استفاده شد.

با انتخاب نقطه برش گفته شده، تمام ژنوتیپ­ها به شش گروه تقسیم شدند. به منظور بررسی وضعیت ژنوتیپ­های هر گروه از لحاظ صفات اندازه­گیری شده، میانگین صفات برای هر گروه محاسبه شد و انحراف میانگین آن‌ها از میانگین کل، مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به مقادیر بدست آمده، به‌ترتیب از مقاوم­ترین تا حساس­ترین گروه­ها مورد بحث قرار گرفتند. تعداد هفت ژنوتیپ شامل ارقام هوازی IR82589-B-B-114-3،IR82616-B-B-64-3 ، IR82310-B-B-67-2 ، IR82589-B-B-84-3 و ارقام ایرانی نعمت، سنگ طارم و سپیدرود که در گروه ششم قرار گرفتند، با داشتن کمترین مقادیر برای صفات اندازه­گیری شده و در نتیجه بیشترین انحرافات منفی از میانگین کل نسبت به سایر ژنوتیپ­ها، مقاوم­ترین ژنوتیپ­ها به بیماری بلاست شناخته شدند (جدول 4). میانگین سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (AUDPC) و تیپ آلودگی این گروه به‌ترتیب برابر با 78/4 و 40/0 بود که نشان دهنده کمترین آلودگی این ژنوتیپ­ها در طی مراحل این آزمایش می­باشد. در رتبه­بندی آروناچالام، ژنوتیپ­های این گروه، بالاترین رتبه (26-23) را در بین ژنوتیپ­ها کسب کردند.

بر اساس اطلاعات جدول 4، گروه بعدی از لحاظ کسب کمترین میانگین صفات مرتبط با مقاومت به بیماری بلاست، گروه دوم بود که شامل 23 ژنوتیپ بود. میانگین سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (AUDPC) و تیپ آلودگی این گروه به‌ترتیب برابر با  83/8 و 82/0 بود که نشان دهنده مقاومت نسبی آن‌ها به بیماری بلاست بود. از 23 ژنوتیپ این گروه، تنها چهار رقم علی­کاظمی، درفک، کادوس و ندا، جزو ارقام ایرانی و 19 ژنوتیپ دیگر غیرایرانی بودند.

چهار ژنوتیپ شامل ارقام ایرانی خزر، گوهر، هاشمی، سنگ­جو و پنج ژنوتیپ هوازی شامل Palawan ,IR60080-46A ,IR81024-B-254-1-B ,IR82639-B-B-103-4 ,IR83749-B-B-87-3  در گروه چهارم قرار گرفتند. میانگین سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری AUDPC)) و تیپ آلودگی این گروه به‌ترتیب برابر با 26/15 و 08/1 بود که نشان دهنده حساسیت نسبی ارقام این گروه به بیماری بلاست بود (جدول 4).

گروه یک شامل شش رقم ایرانی اهلمی طارم، غریب، رشتی سرد، سالاری، صدری، شاه پسند بود (جدول 4) که میانگین سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری(AUDPC)  و تیپ آلودگی آن به‌ترتیب 73/24 و 26/1 بود. این گروه با داشتن مقادیر نسبتاً بالا برای صفات اندازه گیری شده، ژنوتیپ های حساس به بیماری شناخته شدند. گروه بعدی با داشتن مقادیر بالا برای صفات اندازه گیری شده مرتبط با بیماری و انحراف از میانگین کل، گروه سوم بود که حساسیت نسبتاً بالایی را نسبت به بیماری بلاست از خود نشان داد و شامل چهار ژنوتیپ ایرانی عنبربو، دمسیاه، قصرالدشتی، حسن سرایی بود میانگین سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (AUDPC) و تیپ آلودگی در این گروه به‌ترتیب 73/37و 63/1 بود.(جدول4). همچنین با توجه به اطلاعات جدول 4، حساس ترین گروه با بیشترین مقادیر برای صفات مورد بررسی و کمترین انحراف از میانگین کل، گروه پنج بود که شامل یک ژنوتیپ ایرانی چمپا­بودار و یک ژنوتیپ هوازی IR82635-B-B-32-4 بود. 

شکل 2-  نمودار درختی تجزیه خوشه ای ژنوتیپ­های برنج از لحاظ صفات مختلف مرتبط با مقاومت به بلاست به روش Ward

Figure 2. Dendrogram of the cluster analysis of rice genotypedifferent traits related to blast resistance based on Ward method

میانگین سطح زیرمنحنی پیشرفت بیماری(AUDPC)  و تیپ آلودگی در این گروه به‌ترتیب 41/57 و 93/3 بود. در رتبه­بندی آروناچالام، ژنوتیپ­های این گروه، پایین‌ترین رتبه (5/13-9) را در بین ژنوتیپ­ها کسب کردند؛ بنابراین در مقایسه نسبی ژنوتیپ­های مورد بررسی، هفت ژنوتیپ در گروه بسیار مقاوم، 24 ژنوتیپ در گروه مقاوم، 10 ژنوتیپ در گروه تقریباً مقاوم، شش ژنوتیپ در گروه نیمه حساس، چهار ژنوتیپ در گروه حساس و دو ژنوتیپ در گروه بسیار حساس قرار گرفتند (جدول4). شایان ذکر است که این گروه بندی با گروه‌بندی نتایج آروناچالام مطابقت داشت، به این صورت که در گروه‌بندی آروناچالام، ژنوتیپ­ها در گروه ارقام بسیار مقاوم بیشترین رتبه (23-26) را داشتند. سایر گروه‌ها شامل ارقام مقاوم (21-5/22)، ارقام نیمه مقاوم (5/19-5/20)، ارقام نیمه حساس (5/17-19)، ارقام حساس (5/14-17) و ارقام بسیار حساس (9-5/13) بودند که گروه ارقام بسیار حساس، پایین ترین رتبه را کسب کردند (جدول 3).

در پژوهشی، مقاومت به بلاست بر روی 922 رقم برنج که همه از آسیا جمع آوری شده بودند، بررسی شد که این ارقام بر اساس تجزیه خوشه ای به شش گروه به نام های A-F طبقه بندی شدند. بیشترین حساسیت مربوط به خوشه B و C بود که اغلب ارقامی از شرق (ژاپن) را شامل می­شد؛ گروه F و E مقاوم­ترین گروه شناخته شدند و ارقامی از آسیای شرقی و آسیای جنوب شرقی، بیشترین فراوانی را در این دو گروه داشتند و گونه­های جنوب آسیا بیشترین تنوع را داشتند و در همه خوشه­ها حضورداشتند اما در خوشه B کمتر دیده شدند (Telabanco-Yanoria et al., 2008). در تحقیق حاضر نیز نشان داده شد که ارقام غیرایرانی، مقاومت بیشتری نسبت به بلاست از خود نشان دادند و بیشترین اعضای گروه­های مقاوم، ارقام غیرایرانی و برنج­های هوازی بودند.

در بررسی بر روی 116 ژنوتیپ، بالاترین میزان بیماری در خزانه بلاست مربوط به ارقام محلی شامل زیره، طارم امیری، هاشمی، به‌ترتیب با میزان بیماری 4/313، 5/294، 5/280 واحد بود و نتایج تجزیه خوشه­ای داده­های مولکولی نیز ژنوتیپ­ها را به  سه گروه مقاوم و حساس و یک گروه مقاوم مجزا که حاصل تلاقی ارقام ایرانی با مقاوم خارجی بودند و زمینه ژنتیکی نزدیکی داشتند، تقسیم کرد و ارقام ایرانی نعمت، سپیدرود و فجر در گروه مقاوم و ارقام دیلمانی، علی کاظمی، خزر و بینام در گروه حساس قرارگرفتند (Moumeni et al., 2009). در پژوهش حاضر نیز ارقام ایرانی نعمت، ندا و سپیدرود در گروه مقاوم و ارقام هاشمی، بینام، علی کاظمی در گروه حساس قرار گرفتند. واکنش 116 ژنوتیپ برنج نسبت به قارچ Magnaporthr griseaو هشت نژاد شناسایی شده آن در شرایط گلخانه­ای مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی نحوه توسعه بیماری با گذشت زمان، از زمان ظهور اولین لکه­های بلاست بر روی گیاهچه­های برنج، کار نمونه­برداری و اندازه­گیری شدت بیماریانجام شد و 30 روز پس از کشت نیز تیپ آلودگی و درصد نهایی سطح برگ آلوده تعیین شد. نتایج نشان داد که ارقام ایرانی خزر، سپیدرود، نعمت، ندا، کادوس، سنگ طارم، سالاری، درفک، مقاوم و ارقام فجر، بجار، سنگ جو، عنبر بو، چمپا بودار نیمه حساس بودند. همچنین ژنوتیپ­های بینام، حسن سرایی و انواع طارم، شاهپسند، غریب، حسنی، دمسیاه، هاشمی و صدری حساس بودند و تفاوت معنی­داری بین ارقام در سطح احتمال یک درصد مشاهده شد (Mosanezhad et al., 2010). در پژوهش حاضر نیز ارقام ایرانی نعمت، ندا، سپیدرود، سنگ طارم، کادوس و درفک مقاوم معرفی شدند. همچنین ارقام صدری، سنگ جو، غریب، قصرالدشتی، بینام، اهلمی طارم، هاشمی، شاهپسند، عنبر بو، چمپابودار در گروه ارقام حساس و نیمه حساس قرار گرفتند. تعداد 58 رقم محلی و لاین‌های امید­بخش برنج در گلخانه و مزرعه با استفاده از نژادهای مختلف بلاست مورد بررسی قرارگرفتند. رقم IR24 و لاین‌های F725 و F120-2 کمترین شدت بیماری و سطح زیر منحنی بیماری را نشان  دادند و ارقام و لاین­هایی نظیر دمسیاه، حسنی و F64-1، F63-3 بیشترین شدت بیماری و سطح زیر منحنی را دارا بودند. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی گلخانه­ای نشان داد که واکنش ژنوتیپ­ها در مقابل دو نژاد عامل بلاست IA-90 و IA-82 متفاوت بود و به‌طور کلی ژنوتیپ­ها در سه دسته مقاوم، متحمل و حساس دسته بندی شدند (Abedi et al., 2011). در پژوهش حاضر که مخلوطی از نژاد‌های مورد نظر بر روی ارقام بررسی شدند نیز در ارقام حسنی و دمسیاه، شدت بیماری بلاست، بالا بود و با نتایج پژوهش بالا مطابقت داشت.

تجزیه تابع تشخیص

در پاسخ به یک سوال مهم که آیا در تحقیق حاضر به‌طور کلی از لحاظ میزان مقاومت به بیمای بلاست، بین ارقام ایرانی و غیر ایرانی تفاوت معنی­داری وجود دارد یا خیر و همچنین به‌منظور تعیین مهم‌ترین صفات متمایز کننده بین دو گروه برنج ایرانی و غیرایرانی و میزان تأثیرگذاری آن‌ها، از تجزیه تابع تشخیص استفاده شد. نتایج بیانگر این مطلب بود که بین دو گروه برنج از لحاظ صفات اندازه­گیری شده به عنوان شاخص مقاومت به بلاست، با داشتن آماره لاندای ویلک برابر 561/0، اختلاف معنی­داری (P<0.001) وجود داشت و بر اساس مدل استاندارد شده تابع تشخیص (رابطه 4)، بیشترین تمایز دو گروه برنج ایرانی و غیرایرانی از لحاظ تیپ آلودگی، AUDPC (سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری) و شدت بیماری، در مرحله سوم نمونه برداری برآورد شد؛ بنابراین می­توان بیان داشت که این ویژگی­ها به ترتیب می­توانند در تفکیک ژنوتیپ­ها و شناسایی ارقام ایرانی و غیر ایرانی موفق­تر عمل نمایند.

Y= 1.658 (type) -3.418 (AUDPC) + 2.162 (Severity of disease stage3) رابطه 4             

همچنین میزان درصد جایگزینی صحیح پس از انجام تجزیه تابع تشخیص بر اساس سه صفت فوق، به‌طور متوسط 7/88 درصد بدست آمد (جدول 5). بر اساس نتایج، این مدل قادر بود 3/90 درصد از ژنوتیپ­های گروه غیرایرانی و 7/72 درصد از ژنوتیپ­های ایرانی را به‌طور صحیح شناسایی نماید که نشان دهنده قدرت مدل تابع تشخیص در شناسایی ارقام ایرانی و غیرایرانی بر اساس صفات مرتبط با مقاومت به بیماری بلاست است.

جدول 5- گروهبندی حاصل از مدل تابع تشخیص در مقایسه با گروهبندی اولیه. گروه اول برنج­های غیر ایرانی و گروه دوم برنج­های ایرانی بود

Table 5. Grouping of genotypesdrived from discriminant function analysis conpared to original grouping. Frist group was non-Iranaina rice and second group was Iranian rice.

نتیجه گیری کلی

با توجه به نتایج این آزمایش، ژنوتیپ­ها واکنش­های متفاوتی نسبت به بیماری بلاست از خود نشان­دادند و بر اساس نتایج تجزیه خوشه­ای، ژنوتیپ­ها در شش گروه طبقه بندی شدند. از 31 ژنوتیپ هوازی، 25 ژنوتیپ نسبت به بیماری بلاست مقاوم بودند و از 22 ژنوتیپ ایرانی، تنها  هفت ژنوتیپ نسبت به بیماری از خود مقاومت نسبی نشان دادند. در مجموع، نتایج آزمایش، مقاومت بالاتر ارقام هوازی را در مقابل ارقام ایرانی به بیماری بلاست نشان داد. با توجه به این‌که شناسایی ارقام مقاوم، از مؤثرترین روش­ها برای مدیریت بیماری است، امید است پس از تأیید نتایج این پژوهش، در آزمایش­های دیگر از ژنوتیپ های شناسایی شده استفاده شود.