المكافحة المتكاملة لمرض تعفن الجذور ولفحة السنابل في الحنطة وتقدير متبقيات بعض المبيدات المستخدمة في مكافحتها

رسالة ماجستير

اسم الباحث : بشير جابر عودة

اسم المشرف : أ.د. رجاء غازي عبد المحسن ، أ.م.د. مشتاق طالب محمد علي

الكلمات المفتاحية : الحنطة، مكافحة المتكاملة، تعفن الجذور، لفحة السنابل، متبقيات المبيدات

الكلية : كلية الزراعة

الاختصاص : العلوم الزراعية علم وقاية النبات

سنة نشر البحث : 2025

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

أجريت سلسلة من التجارب المختبرية و الحقلية في كلية الزراعة – جامعة كربلاء محافظة كربلاء للموسم الزراعي 2024-2025 بهدف العزل والتشخيص المظهري و الجزيئي لمسبب مرض تعفن الجذور والتاج ولفحة السنابل في نبات الحنطة Triticum aestivum L. واختبار مقدرتها الامراضية , ومدى استجابة عدد من اصناف الحنطة للاصابة بالمرض , واختبار المقدرة التضادية لعدد من المبيدات الاحيائية والكيميائية Goldazim 50 SC , Score 25 EC وتقدير اثرهما المتبقي على الحبوب بعد الحصاد اضافة الى تقييم كفاءة المبيد العضوي Blue Guard في مكافحة المسببات الاكثر أمراضية والمسببة لتعفن الجذور ولفحة السنابل مختبريا وتحت ظروف الحقل .

أظهرت النتائج الحصول على 39 عزلة فطرية 20 منها تعود الى الجنسFusarium spp. و 6 عزلات من الفطر Rhizoctonia sp. و 4 عزلات من الفطر Macrophmina sp. و 4 عزلات من الفطر Stemephilium و5 عزلات من الفطر Alternaria sp., شخصت مظهريا وتفوق الفطرFuarium spp في نسبة الظهور والتردد من بين الفطريات المشخصة جزيئياً اذ بلغت نسبة الظهور 85.71, وبلغت نسبة التردد للفطر 51.28 %. وبينت نتائج المقدرة الامراضية مختبريا تفوق العزلات Fe1 , Fo2 , Fp1 , Fc3 , Fp4 , Fp2 معنوبا ( P> 0.05 ) في خفضها للنسبة المئوية لانبات بذور الحنطة على الوسط الزرعي W.A اذ بلغ معدل النسبة المئوية للانبات فيها 0.0 %, وتفوقت العزلات Fe1 , Fe2 , Fp2 , Fp3 , Fo4 , في مقدرتها الامراضية في الاصص البلاستيكية تحت ظروف الحقل اذ بلغت النسبة المئوية للانبات فيها 0.00 % ونسبة الاصابة 100 % .

بينت نتائج التشخيص الجزيئي للعزلات الاكثر امراضية بتحليل تسلسلات القواعد النايتروجينية لنواتج الحامض النووي المضاعفة بواسطة تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR-amylified products ) للواسمات الجينية المختارة وبأستعمال برنامج BLAST) ) ان هذه العزلات تعود للفطريات Alternaria infectoria (Al4) , Fusarium equiseti (Fe1 و Fe2) , Fusarium oxysporum (Fo4) , Fusarium culmorum (Fc3) , Fusarium pseudograminearum (Fp2 و( Fp3 كما برهنت النتائج وجود نسبة تباين بين العزلات المشخصة جزيئيا في هذه الدراسة مع العزلات المشخصة سابقاً والمثبتة في المركز الوطني لمعلومات التقانة (NCBI) لذا تم تسجيل هذه العزلات في المركز المذكور وتحت رقم ادخال PV769992.1 و PV769993.1 , PV769996.1 و PV769994.1 و PV769995.1 و PV770002.1 , PV774561.1 على التوالي .

كذلك تم التشخيص والتوصيف الجينومي الكامل للمسببات الاكثر امراضية لمرض تعفن التاج ولفحة السنابل على الحنطة باستعمال تقنية Next Generation Sequences وهي كل من الفطر F. pseudograminearum والفطر F. culmorum باستعمال بعض الواسمات الجينية المتمثلة بجين Internal transcribed spacer وجين beta-tubulin وجين calmodulin وجين RNA polymerase II second بجانب جين translation elongation factor 1-alpha و تم توثيق تسلسلات القواعد النايتروجينية لهذه الجينات في بنك الجينات تحت ارقام وصول خاصة وقد تم تسميتها Fusarium pseudograminearum isolate Karbala-1 وكانت كالتالي : PV478111 و PV505453 و PV505454 و PV505455 و PV505456 على التوالي . وقد تمكنا في دراستنا هذه ولاول مرة في العراق من توثيق أول تسلسل جينومي كامل للفطر F. pseudograminearum من العزلة المسماة ” Karbala-1″. وقد تم إيداع تسلسل الجينوم المبدئي (Draft Genome) في قاعدة بيانات GenBank تحت رقم الدخول JBMUMR000000000.1 . كما تم تحديد تسلسل عدد من جينات الامراضية لهذا النوع الفطري والتي قد تكون السبب وراء القدرة الامراضية العالية التي اظهرتها هذه العزلة في اختبار الامراضية والجينات كالاتي : ABC transporter و cutinase و endo-1,4-beta-xylanase وقد تم توثيقها في قاعدة بيانات البنك الجيني تحت ارقام الوصول: PV505458 و PV505457 و PV505459 على التوالي . و شخص النوع الفطري F. culmorum باستعمال بعض الواسمات الجينية المتمثلة بجين Internal transcribed spacer وجين beta-tubulin وجين calmodulin وجين RNA polymerase II second بجانب جين translation elongation factor 1-alpha و تم توثيق تسلسلات القواعد النايتروجينية لهذه الجينات في بنك الجينات تحت ارقام وصول خاصة وقد تم تسميتها Fusarium culmorum strain Karbala-1 وكانت PV640836 و PV654533 و PV654534 و PV654535 و PV654536 على التوالي . و تم تحديد مسودة الجينوم الأولية (Draft genome) لمايتوكوندريا الفطر F. culmorum ولاول مرة بالعراق اذ تم الحصول عليه من خلال استعمال بيانات تسلسل Whole Genome Sequencing وبناء على هذه النتائج فقد تم ايداع الجينوم الخاص بمايتوكوندريا الفطر في البنك الجيني تحت رقم الوصول PV453989. و تم في هذه الدراسة، توثيق أول تسلسل جينومي كامل للفطر F. culmorum من العزلة المسماة ” Karbala-1″، وقد تم إيداع تسلسل الجينوم المبدئي (Draft Genome) في قاعدة بيانات GenBank تحت رقم الدخول JBNBBB000000000.1 وتمثل هذه البيانات أول مصدر جينومي شامل لهذا النوع من المسببات المرضية التي تصيب الحنطة والمسببة لاحد الامراض المهمة والخطيرة وهو تعفن التاج ولفحة السنابل في المنطقة . و تشخيص وتوصيف جزيئي للعديد من الجينات والمايتوكوندريا فضلا عن ذلك الجينوم الكامل فقد تمكنا ومن خلال التحليل المعلوماتية الحيوية من تحديد تسلسلات عدد من جينات الامراضية التي قد تكون السبب وراء القدرة الامراضية العالية التي اظهرتها هذه العزلة في اختبار الامراضية والجينات كانت ABC transporter و cutinase و xylanase وقد تم توثيق هذه الجينات ايضا في قاعدة بيانات البنك الجيني تحت ارقام الوصول : PV654537.1 و PV654538.1 و PV654539.1 على التوالي .

اظهرت نتائج استجابة عدد من اصناف الحنطة للاصابة بتعفن الجذور ولفحة السنابل ان الصنف تموز3 و إباء 99 أكثر الاصناف استجابة وبنسبة اصابة بلغت 100% للفطر F. pseudograminearum و 90.0 % للفطر F. culmorum قياسا بمعاملة المقارنة السليمة والتي بلغت فيها 0.0 %. كما بين اختبارالمقدرة التضادية للمبيدين Goldazim 50 SC (Carbindazim) Score 25 EC, (Difinoconazole) على الوسط الزرعي PDA ان المبيدين حققا نسبة تثبيط عالية للفطرين في التراكيز المستخدمة كافة . وتفوق التركيزين ( 0.50 و 0.75 ) في المبيدين بتحقيق نسبة تثبيط للفطرين الممرضين في الوسط الزرعي PDA بلغت 100 % ، كما بينت نتائج تقدير متبقيات المبيدين Goldazim و Score على حبوب نبات الحنطة ان العمر النصفي للمبيدين بلغ 5-7 ايام و 12.2 يوم و على التوالي . وتفوقت معاملات التكامل بين جميع العوامل الاحيائية والكيميائية (F.c + Car+ Dif + Blu+ Bio و F.p+ Car+ Dif + Blu+ Bio ) المستخدمة في الدراسة معنويا ( P> 0.05 )على المعاملات الاخرى في خفض النسبة المئوية للاصابة وشدتها بالفطرين الممرضين في الاصص البلاستيكية تحت ظروف الحقل اذ بلغت 0.0 % وتفوقت نفس المعاملة في زيادة متوسط عدد التفرعات و متوسط طول النبات و متوسط عدد السنابل و متوسط وزن 1000 حبة , قياسا بمعاملة الفطر الممرض بمفرده .

Integrated Management of Root Rot and Spike Blight in Wheat, and Estimation of Residues of Certain Pesticides Used in Their Control

Abstract
A series of laboratory and field experiments were conducted at the College of Agriculture – University of Karbala, Karbala Governorate, during the agricultural season 2024-2025, with the aim of isolating and morphologically and molecularly identifying the causative agent of root and crown rot and head blight in wheat (Triticum aestivum L.), testing its pathogenicity, the response of a number of wheat varieties to infection with the disease, testing the antagonistic ability of a number of biological and chemical pesticides (Goldazim 50 SC, Score 25 EC), and estimating their residual effect on grains after harvest, in addition to evaluating the efficiency of the organic pesticide Blue Guard in controlling the most pathogenic pathogens that cause root rot and head blight in the laboratory and under field conditions.
The results showed that 39 fungal isolates were obtained 20 of fungal isolates belonging to the genus Fusarium spp., 6 isolates of Rhizoctonia sp., 4 isolates of Macrophmina sp., 4 isolates of Stemephilium sp., and 5 isolates of Alternaria sp. were identified morphologically. Fuarium spp. outperformed the molecularly identified fungi in the percentage of appearance and frequency, as the percentage of appearance reached 85.71%, and the frequency of the fungus reached 51.28%. The results of the laboratory pathogenicity showed that the isolates Fe1, Fo2, Fp1, Fc3, Fp4, and Fp2 were significantly (P>0.05) superior in reducing the percentage of wheat seed germination on the W.A culture medium, as the average germination percentage in them reached 0.0%. The isolates Fe1, Fe2, Fp2, Fp3, and Fo4 were superior in their pathogenicity in plastic pots under field conditions, as the germination percentage in them reached 0.00% and the infection percentage was 100%.
The results of molecular diagnosis of the most pathogenic isolates by analyzing the sequences of nitrogenous bases of the double-stranded DNA products by polymerase chain reaction (PCR-amylized products) for the selected genetic markers and using the BLAST program showed that these isolates belong to the fungi Alternaria infectoria (Al4), Fusarium equiseti (Fe1 and Fe2), Fusarium oxysporum (Fo4), Fusarium culmorum (Fc3), Fusarium pseudograminearum (Fp2 and Fp3). The results also demonstrated the presence of a percentage of variation between the molecularly diagnosed isolates in this study and the previously diagnosed isolates confirmed in the National Center for Technology Information (NCBI). Therefore, these isolates were registered in the aforementioned center under the accession number PV769992.1, PV769993.1, PV769996.1, and PV769994.1, PV769995.1, PV770002.1, PV774561.1 respectively.
The complete genomic characterization and identification of the most pathogenic fungi of crown rot and head blight of wheat were carried out using Next Generation Sequences (NGS) technology. These fungi are F. pseudograminearum and F. culmorum, using some genetic markers represented by the internal transcribed spacer gene, beta-tubulin gene, calmodulin gene, RNA polymerase II second gene, and translation elongation factor 1-alpha gene. The sequences of these genes were documented in GenBank under special accession numbers and were named Fusarium pseudograminearum isolate Karbala-1 and were as follows: PV478111, PV505453, PV505454, PV505455, and PV505456, respectively. In this study, we were able, for the first time in Iraq, to document the first complete genome sequence of the fungus F. pseudograminearum from the isolate named “Karbala-1”. The draft genome sequence has been deposited in the GenBank database under the accession number JBMUMR000000000.1. Several pathogenicity genes of this fungus were also sequenced, which may be the reason behind the high pathogenicity shown by this isolate in the pathogenicity test. The genes, such as: ABC transporter, cutinase, and endo-1,4-beta-xylanase, have been documented in the GenBank database under the accession numbers: PV505458, PV505457, and PV505459, respectively. The fungal species F. culmorum was identified using some genetic markers represented by the internal transcribed spacer gene, beta-tubulin gene, calmodulin gene, RNA polymerase II second gene, and translation elongation factor 1-alpha gene. The nitrogenous base sequences of these genes were documented in GenBank under special accession numbers and it was named Fusarium culmorum strain Karbala-1 and were PV640836, PV654533, PV654534, PV654535, and PV654536, respectively. The draft genome of the mitochondrial fungus F. culmorum was determined for the first time in Iraq, as it was obtained using whole genome sequencing data. Based on these results, the mitochondrial genome of the fungus was deposited in GenBank under the accession number PV453989. In this study, the first complete genome sequence of F. culmorum from the isolate named “Karbala-1” was documented. The draft genome sequence was deposited in GenBank under the accession number JBNBBB000000000.1. These data represent the first comprehensive genomic resource for this type of pathogen that infects wheat and causes one of the important and serious diseases, namely crown rot and head blight, in the region. Molecular characterization and identification of several genes and mitochondria, as well as the complete genome, enabled us, through bioinformatics analysis, to identify sequences of a number of pathogenicity genes that may be the reason behind the high pathogenicity shown by this isolate in the pathogenicity test. The genes were ABC transporter, cutinase, and xylanase. These genes were also documented in the GenBank database under the accession numbers: PV654537.1, PV654538.1, and PV654539.1, respectively.
The results of the response of a number of wheat varieties to root rot and head blight infection showed that Tammuz 3 and Ibaa 99 were the most responsive varieties with an infection rate of 100% for F. pseudograminearum and 90.0% for F. culmorum compared to the control treatment which reached 0.0%. The antagonistic ability test of the two pesticides Goldazim 50 SC (Carbindazim) Score 25 EC, (Difinoconazole) on PDA culture medium showed that the two pesticides achieved a high inhibition rate for the two fungi at all used concentrations. The two concentrations (0.50 and 0.75) of the pesticides were superior in achieving 100% inhibition rate for the two pathogenic fungi in the PDA culture medium. The results of estimating the residues of the pesticides Goldazim and Score on wheat grains showed that the half-life of the two pesticides was 5-7 days and 12.2 days, respectively. The integration coefficients between all biological and chemical factors (F.c + Car+ Dif + Blu+ Bio and F.p+ Car+ Dif + Blu+ Bio) used in the study were significantly (P>0.05) superior to the other treatments in reducing the percentage and severity of infection by the two pathogenic fungi in plastic pots under field conditions, as it reached 0.0%. The same treatment was superior in increasing the average number of branches, average plant length, average number of spikes, and average weight of 1000 grains, compared to treating the pathogenic fungus alone