Morphological and phylogenetic investigation on selected Fusarium species belong to Gibberella fujikuroi species complex in Iran

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc graduated, Department of Plant Protection, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

2 Prof., Department of Plant Protection, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran (jnikkhah@ut.ac.ir)

3 Assistant Prof., Department of Plant Protection, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

4 PhD Student, Department of Plant Protection, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

Abstract

The Gibberella fujikuroi species complex with Fusarium anamorphs is the causal of diverse diseases of many important plants. Many of the known species in this species complex produce a wide range of secondary metabolites. In this study, morphological characteristics of 46 isolates from rice, maize, sugarcane and onion and phylogenetic relationships of 22 isolates on the basis of ITS1-5.8S-ITS2 region and EF-1α gene sequences were investigated. According to the morphological characteristics of 46 isolates, five species including F. fujikuroiF. proliferatum, F. sacchari, F. thapsinum, and F. verticillioides were identified. Moreover, earlier morphologically two isolates obtained from sugarcane were very similar to F. verticillioides but, using EF-1α gene sequence were identified as F. andiyazi. On the basis of EF-1α sequence, six clades were identified and differentiated all of six species (F. andiyazi, F. fujikuroi, F. proliferatum, F. sacchari, F. thapsinum and
F. verticillioides
) from one another. Moreover, sequencing of ITS1-5.8S-ITS2 region identified five clades and differentiated F. proliferatum and F. verticillioides from each other but this region could not differentiate F. proliferatum and F. fujikuroi or F. andiyazi and F. verticillioides from each other. Generally, EF-1α gene was appropriate for differentiation of Gibberella fujikuroi species complex.

Article Title [Persian]

مطالعه مورفولوژیکی و فیلوژنتیکی تعدادی از گونه‌‌های Fusarium متعلق به گونه مرکب Gibberella fujikuroi در ایران

Authors [Persian]

  • زینب حیدریان 1
  • محمد جوان نیکخواه 2
  • خلیل بردی فتوحی‌فر 3
  • عبداله احمدپور 4
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد گروه گیاه‌پزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج
2 استاد گروه گیاه‌پزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج (jnikkhah@ut.ac.ir)
3 استادیار گروه گیاه‌پزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج
4 دانشجوی دکتری گروه گیاه‌پزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج
Abstract [Persian]

گونه مرکب Gibberella fujikuroiبا فرم غیرجنسی Fusarium spp. عامل تعدادی از بیماری­های گیاهی مهم می­باشد و گونه‌های شناسایی شده در این گونه مرکب متابولیت­های ثانویه متعددی تولید می­کنند. در تحقیق حاضر، ارزیابی مورفولوژیکی 46 جدایه به دست آمده از میزبان­های برنج، ذرت، نیشکر و پیاز و مطالعه فیلوژنتیکی 22 جدایه منتخب از این گونه­ها براساس توالی­یابی نوکلئوتیدی نواحی ITS1-5.8S-ITS2 و ژن EF-1α انجام گردید. با ارزیابی ویژگی­های مورفولوژیکی 46 جدایه از جنس Fusarium، پنج گونه F. fujikuroi، F. proliferatum،F. sacchari ، F. verticillioides و F. thapsinum شناسایی شدند. دو جدایه به دست آمده از نیشکر از نظر مورفولوژیکی به گونه F. verticillioides بسیار شبیه بودند، اما توالی­یابی ژن EF-1α نشان داد که جدایه­ها متعلق به گونه F. andiyazi می­باشند. براساس توالی­یابی ژن EF-1α شش کلاد اصلی مشخص شد و این ژن توانست تمامی گونه­های مورد بررسی در این تحقیق را به خوبی از یکدیگر تفکیک نماید. این در حالی است که نواحی ITS1-5.8S-ITS2 پنج کلاد اصلی را مشخص نمود. نواحی ITS1-5.8S-ITS2 گونه­های F. proliferatum و F. verticillioides را از یکدیگر متمایز نمود، اما این نواحی قادر به تمایز گونه­های F. proliferatum و F. fujikuroiو همچنین دو گونه F. andiyazi و F. verticillioides از یکدیگر نبودند. در مجموعمی­توان بیان کرد که ژن EF-1α برای شناسایی سریع گونه­های فوزاریوم بسیار مناسب می­باشد.