فحص الأنماط الجينية القطنية لمقاومة النيماتود الرينيفورم

روتيلنشولوس رينيفورميس (لينفورد وأوليفيرا)، ويشار إليها عادة باسم الديدان الخيطية reniform، هي واحدة من الأنواع الرئيسية الديدان الخيطية الطفيلية الموجودة في التربة في جنوب شرق الولايات المتحدة^1،2،3. وnematode هو ملزمة، المستقرة شبه endoparasite تتطلب النبات المضيف لإكمال دورة حياتها^2،4. فيرميفورم الديدان الخيطية الإناث قبل البالغين تخترق نظام الجذر المضيف لإنشاء موقع تغذية في stele^2,3. كما يغذي الديدان الخيطية وينضج، فإن الجزء الخلفي المتبقية خارج الجذر المضيف تنتفخ عندإنتاج البيض، وتشكيل شكل الكلى مميزة (الشكل 1). Rotylenchulus reniformis قادر ة على التغذية على نظام الجذر لأكثر من300 نوع من النباتات، بما في ذلك القطن 4. ويزرع القطن في المرتفعات(Gossypium hirsutum L.) على نطاق واسع في جنوب شرق الولايات المتحدة، ولكن عدم وجود R. أصناف مقاومة النيوروميس تعيق إدارةالديدان الخيطية 2،^3. وقد استخدمت استراتيجيات الإدارة مثل معالجة النيماتيكيد والتناوب مع أنواع المحاصيل غير المضيفة للحد من التربة R. الكثافات السكانية reniformis ^5،6، ولكن البذور خسائر غلة القطن يمكن أن تتراوح عادة من 1 إلى 5 ٪^2. أعراض R. يمكن أن تشمل عدوى النيورومبيس التقزم النباتي، ونمو الجذور المكبوتة، ونقص التغذية، وإجهاض الفاكهة، وتأخر النضج². ومع ذلك، قد لا تكون الأعراض واضحة بسبب توحيد الأعراض في جميع أنحاء الميدان; لذلك، نُهج تقييم R. هناك حاجة إلى عدوى الرينيفورميس لتحديد وتطوير أصناف القطن المرتفعات المقاومة. تقييم R. ويعتبر مقاومة النيوروميس في القطن صعبة⁷، لأن نظام الجذر المصاب قد يبدو طبيعيا على الرغم من أن النبات قد تظهر أعراض العدوى⁸.

يلزم وضع بروتوكول فعال لفحص الديدان الخيطية لتحديد R. [رنفورمس] انضمامات مقاومة من القطن [جرمبلازم] تجميع, وللتعيين من المقاومة علم وراثة ل هذا انضمامات. ومن شأن هذا البروتوكول أن يساعد في نقل جينات المقاومة إلى القطن في المرتفعات. وقد استخدمت أساليب مختلفة للاختبار البيولوجي لتقييم R. reniformis العدوى في القطن^{8،9،10،11،12،13،14،15.} وبوجه عام، استخدم نهجان رئيسيان لتحديد R. الرنيوموجينية القطنية المقاومة. النهج الأكثر استخداما ينطوي على استخراج البيض و / أو الديدان الخيطية من النباتات المصابة أو التربة^{8،11،12،14،15}. وتشمل المنهجية العامة لهذا النهج زراعة البذور للأنماط الجينية القطنية الفردية في الأواني المنفصلة، مما يسمح للشتلات بالتطور لمدة 7 إلى 14 يوماً، وتلقيح الشتلات عن طريق إضافة خليط من المراحل الفيرميفورمية من R. الرنبيفورمإلى التربة، والسماح للنيماتودس لتصيب نظام الجذر لمدة 30 إلى 60 يوما. بعد ذلك، يتم استخراج الديدان الخيطية و/أو البيض من نظام الجذر المصاب لكل نبات أو من التربة القدور. ثم يتم تحديد عدد الديدان الخيطية المستخرجة أو البيض لتقدير الكثافة السكانية ومعدل التكاثر، والتي تتم مقارنتها بالتحكم في الأنماط الجينية من أجل تحديد الأنماط الجينية المقاومة.

وهناك نهج بديل، كما هو موضح هنا، ينطوي على فحص مجهري لنظام جذر القطن الذي أصيب بالديدان الخيطية لتحديد عدد الديدان الخيطية الأنثوية الطفيلية الجذور^10،16. وعلى غرار النهج الأخرى، تزرع الأنماط الجينية القطنية في أواني منفصلة وتطعيمها بالديدان الخيطية الفيرميفورمية بعد حوالي 7 أيام من الزراعة. في غضون 30 يوما بعد التلقيح ، تتم إزالة نظام الجذر من النباتات الفردية ويتم شطف التربة من الجذور. بعد ذلك، يتم تلوين الديدان الخيطية المرتبطة بنظام الجذر مع تلوين الطعام الأحمر^17،ويتم فحص الجذور مجهريًا لتحديد عدد مواقع العدوى مع الأنماط الجينية القطنية المقاومة (التي تم تحديدها على أساس عدد الديدان الخيطية لكل غرام من الجذر) مقارنة مع السيطرة عرضة¹⁶. وينطوي هذا النهج الثاني على ميزة زيادة الإنتاجية عن طريق تقليل عدد الأيام اللازمة للتقييم وزيادة عدد الأنماط الجينية الفردية التي تم تقييمها في تجربة واحدة. وغالبا ما تستغرق منهجيات الفرز التي تقيّم الكثافة السكانية أو معدل الإنجاب وقتا أطول من تلك التي تستند إلى الملاحظات البصرية لعلامات العدوى⁷. ومع ذلك، فإن أحد القيود على هذا النهج هو أن مقاومة النبات المضيف الذي يعوق استنساخ الديدان الخيطية كما يحددها إنتاج البيض لا يتم تقييم¹³.

بروتوكولات الفرز لR. مقاومة reniformis غالبا ما تدمر نظام الجذر أثناء التقييم⁷ وتنطوي على تبادل لاطلاق النار الخضري يجري التخلص منها. وللتغلب على هذا القيد، تم تطوير طريقة للانتشار الخضري للسماح باستعادة النباتات لإنتاج البذور¹⁸. بعد إزالة نظام الجذر لتقييم الديدان الخيطية ، يتم زرع تبادل لاطلاق النار الخضري في التربة potting للسماح للنظام الجذر لإعادة النمو. يحتوي هذا الأسلوب على تطبيقات واسعة لمعظم R. بروتوكولات فحص النىفورميس. طريقة بسيطة وسريعة للانتشار الخضري ذات أهمية حاسمة لتربية R. أصناف القطن المرتفعات المقاومة للرينيفورميس، حيث يلزم استعادة الذرية للتقدم بالأنماط الجينية المقاومة للجيل القادم.

يتم تقديم بروتوكول للفحص على نطاق واسع من الأنماط الجينية القطنية لمقاومة الديدان الخيطية الرنبيفورم. والهدف من ذلك هو تطوير طريقة فحص بسيطة وسريعة غير مدمرة لتقييم تجمعات تربية القطن لمقاومة الديدان الخيطية من أجل المساعدة في تربية أصناف القطن المرتفعات المقاومة. باستخدام هذا البروتوكول، يتم عادة الحصول على البيانات في غضون 35 يوما، مع تقييم أكثر من 300 الأنماط الجينية في تجربة واحدة. وتُعرض البيانات للأنماط الجينية المقاومة والقابلة للتأثر لتوضيح التباين الذي يُلاحظ عادة باستخدام هذه الأساليب.