گونه  Fusarium oxysporum  از مهمترین قارچ های خاکزاد و همه جا زی است و عامل بیماریهایی نظیر: زردی،پژمردگی آوندی،پوسیدگی ریشه و بوته میری در گونه های گیاهی مختلف است.علی رغم  دامنه وسیع میزبانی سویه های منحصر به فرد معمولا" یک ویا تعداد کمی از گونه های گیاهی را آلوده میکنند.این سویه ها سطح بالایی از اختصاصیت میزبانی را نشان داده و در میان بیش از 120 فرم مخصوص رده بندی شده اند.


  شناسایی و ردیابی مولکولی Fusarium oxysporum

ارائه­دهنده: فهیمه منظری

 

گونه  Fusarium oxysporum  از مهمترین قارچ های خاکزاد و همه جا زی است و عامل بیماریهایی نظیر: زردی،پژمردگی آوندی،پوسیدگی ریشه و بوته میری در گونه های گیاهی مختلف است.علی رغم  دامنه وسیع میزبانی سویه های منحصر به فرد معمولا" یک ویا تعداد کمی از گونه های گیاهی را آلوده میکنند.این سویه ها سطح بالایی از اختصاصیت میزبانی را نشان داده و در میان بیش از 120 فرم مخصوص رده بندی شده اند.با توجه به خسارات عمده این بیمارگر به محصولات اقتصادی و استراتژیک ونیز ایجاد بیماری در انسان و دام به سبب تولید زهرابه شناسایی سریع بیمارگر جهت مدیریت به موقع و مناسب بیماری الزامی است.شناسایی سویه های سودمند، بیماریزا ونیز غیر بیماریزا از لحاظ ظاهری به دلیل انعطاف پذیری ژنتیکی و قابلیت تغییر شکل ظاهری در برابر عوامل محیطی امکان پذیر نمیباشد.در گذشته برای شناسایی قارچ های بیمارگر گیاهی از یکسری معیارهای مورفولوژیکی نظیر:خصوصیات کشت روی محیط کشت و نیز تشخیص علائم در گیاه میزبان در طول حضور قارچ در بافت آلوده استفاده میشد.امروزه این  روش های قدیمی به سبب محدودیت ها و اشتباهات بسیار توسط تکنیک های شناسایی مولکولی جایگزین شده اند.

 

نشانگرهای ژنتیکی و انواع آن:

به صفاتی که جهت شناساندن حامل صفت به کار میرود نشانگر[1] گویند.هر صفتی که بین دو فرد متفاوت است به دلیل تفاوت بین ردیف DNA کروموزوم آنهاست، که به نتاج منتقل میگردد.

نشانگر مورفولوژیک:که در حقیقت پیامد جهش های قابل رویت در مورفولوژی موجوداست.صفات مورفولوژیکی که عمدتا" توسط یک ژن کنترل میشوند به عنوان نشانگر ژنتیکی محسوب میشوند. این نشانگرها شامل دامنه وسیعی از ژن های کنترل کننده صفات پدیدگانی هستند.

نشانگرهای پروتئینی : در دهه 1950 نشانگرهای مولکولی قابل مشاهده توسط الکتروفورز پروتئین ها تحول عظیمی را در ژنتیک ایجاد نمود که معمول ترین این نشانگر ها آیزوزایم ها (فرم های مختلف یک آنزیم ) هستند.

نشانگرهای مولکولی DNAو RNA : این نشانگرها عصر جدیدی را در علم ژنتیک پدیدآوردند.کشف انواع مختلف آنزیم های برشگر و نیز روش واکنش زنجیره ای پلی مراز فرصت مناسبی را برای بررسی تنوع و تفاوت موجودات مختلف در سطح دی ان ای ایجاد نمود. به کمک این نشانگرها ایجاد نقشه های ژنتیکی و فیزیکی در موجودات زنده و نیز شناسایی ژ نهای کنترل کننده صفات کمی و کیفی امکان پذیر گردیده است . از کاربردهای نشانگرهای مولکولی شناسایی و ردیابی بیماریها میباشد.که به کاربرد برخی از این نشانگرها در شناسایی سویه های فوزاریوم در ذیل خواهیم پرداخت.

 

: Fusariun oxysporum روشهای قدیمی شناسایی

1.کاربرد نشانگرهای غیر اختصاصی[2]:

RFLP[3]:(چند شکلی طولی قطعات برش یافته):یک روش نیست بلکه یک تفاوت است که با روشهای    مختلف قابل مشاهده، بکار میرود. به طور گسترده جهت شناسایی جدایه های این گونه و نیز گروه های سازگار رویشی آنها(VCGs) به کار میروند.

 

RAPD[4]:(چندشکلی قطعات تکثیر شده تصادفی):روشی سریع برای شناسایی بیمارگر، بررسی تنوع یا تشابه ژنتیکی میان جمعیت

بیمارگر است که از آن برای واکاوی فرم مخصوص ها و نژادهای  مختلف فوزاریوم استفاده شده است.

AFLP[5]:(چندشکلی طولی قطعات تکثیر شده):پایه واساس این روش تکثیر انتخابی برخی قطعه های دی ان ای از بین تمام قطعه های هضم شده است.این تکنیک جهت آزمون ارتباط ژنتیکی بین جدایه هایf.sp.vasinfectum  F.oxysporum بکار رفت.

SSR[6]:(توالی های تکراری ساده)ریز ماهواره ها عناصر تکراری متوالی از واحدهای تکی،دوتایی تا چهار تایی هستند.علت کاربرد آنها در ژنتیک نمایش چند شکلی بالا درآنهاست.

[7]کاربرد نشانگرهای توالی اختصاصی نظیر:

ITS[8]:(فاصله ترانویسی شده داخلی)فاصله بین آران اهای ساختمانی در پیش سازه ی آران اهای ریبوزومی.در جریان رسیدن آران ای ریبوزومی،این قسمت حذف میشود و ظاهرا" فاقد نقش هستند.از آنجا که تعداد نسخه های ژن آران اهای ریبوزومی زیاداست و این فواصل به دلیل نداشتن فشارهای تکاملی، بسیار متنوع اند،در تبارشناسی مولکولی و تاکسونومی کاربرد بالایی دارند.

:IGS[9]ناحیه بین نسخه های rDNA که از روی آن ترانویسی انجام نمیشود.این ناحیه از دی ان ا در آغاز و پایان ترانویسی rRNA نقش دارد.

Multiplex PCR:از روش های تغییر یافته پی سی آر که در آن،تنها یک جایگاه ژنی مورد بررسی قرار میگیرد.

 

:F.oxysporum تکنیک های اخیر شناسایی

:Real-Time PCR جهت شناسایی فرم مخصوص های این گونه بکار میرود.تعیین وسعت توده زنده بیمارگر ونیز شناسایی همزمان چندین بیمارگر نیز ازدیگر مزایای این روش است.

 

Microarrays:(ریز آرایه ها)اسلایدهای میکروسکوپی بوده که دارای سری های منظمی از نمونه های دی ان ا هستند.این روش امکان مطالعه همزمان چندین هزار ژن را در سطح دی ای ا فراهم میسازد.

چشم انداز آینده:

مطالعات ژنتیکی به سرعت داده هایی را دراختیار ما قرار میدهند که از آن ها در طراحی آرایش مولکولی به جهت شناسایی همزمان شمار زیادی از بیمارگرها استفاده میشود.تکنولوژی های اخیر سبب تسریع شناسایی و تفکیک بیمارگرهای گیاهی میشوند.در چند سال آینده توالی های کامل ژنوم بسیاری از سویه های بیماری زا در دسترس قرار خواهند گرفت که این موضوع میتواند به طراحی آغازگرهای پی سی آر و یا کاوشگرهای اختصاصی برای سویه های بیمارگر کمک نماید.با این قبیل تکنولوژی های با توان عملیاتی بالا قادر به شناسایی سویه های بیشتر خواهیم بود.اخیرا" تشخیص بسیاری از محصولات بیمار درعرض یکروز و یا کمترجزء تکنولوژیهای ابداعی اند.این امر میتواند علاوه برشناسایی به موقع بیماری درکاهش هزینه های مدیریتی نیز کمک نماید.

 

 

منابع

نقوی، م.، قره یاضی، ب.، و حسینی، ق.1388 . نشانگرهای مولکولی. جلد اول. چاپ سوم. موسسه انتشارات دانشگاه تهران.340 ص.

نادسن، ا.1385. تجزیه داده ها ی ریز آرایه DNA . ترجمه ی نقوی، م.، رامشینی، ح. چاپ اول. انتشارات نقش مهر. تهران. 190 ص.

دی وین، د.1388 .نشانگرهای مولکولی در ژنتیک و بیوتکنولوژی . ترجمه ی سلطانلو، ح.، نقوی، م.، مرتضویان، م.، چاپ اول . انتشارات دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی گرگان . گرگان. 303 ص.

صارمی، ح. 1384. فوزاریوم بیولوژی ، اکولوژی و تاکسونومی . چاپ اول. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.  164ص.

ایزد پناه، ک.، ارشاد، ح.،وبنی هاشمی ، ض . فرهنگ نوین کشاورزی و منابع طبیعی. 1389 .جلد دوم . چاپ اول .انتشارات دانشگاه تهران .520 ص.

 

Saikia, R., Kadoo, N. 2010 . Molecular Identification of  Fungi. In: Molecular Detection and Identification of Fusarium oxysporum.  Gherbawy ,Y.,  and Voigt ,K.(eds). pp.131-157.

Nagata,T., Lorz, H. and widholm,J.  2004. 55 Molecular Marker Systems in Plant Breeding and CropImprovement. 476pp.

 

 

 

 



[1] Marker

[2] Anonymous Markers                                                     

[3] Restriction Fragment length Polymorphism

[4] Random Amplified Polymorphic DNA

[5] Amplified fragment Length Polymorphism

[6] Simple Sequence Reapeats

[7] Sequence- specific markers

[8] Internal transcribed spacer

[9] Intergenic spacer