中國東北地區(qū)玉米紋枯病菌融合群鑒定及遺傳多樣性研究.pdf

1、隨著緊湊型玉米品種的大面積種植，玉米栽培密度提高，氮肥用量增加，形成有利于玉米紋枯病發(fā)生的小氣候條件。玉米紋枯病已成為我國玉米主產(chǎn)區(qū)的一種重要病害，其危害日趨嚴重。東北地區(qū)是我國春玉米主產(chǎn)區(qū)，玉米紋枯病對該地區(qū)玉米的危害呈逐年加重的趨勢，本研究對該地區(qū)玉米紋枯病菌的融合群類群進行了系統(tǒng)鑒定并對其優(yōu)勢致病群AG1-IA進行了遺傳多樣性分析，主要研究結(jié)果如下：
　　 1.自中國東北三省采集玉米紋枯病標本300余份，分離獲得286個絲

2、核菌菌株。融合群測定結(jié)果表明，這些菌株分別屬于多核絲核菌的AG1-IA、AG1-IB、AG1-IC、AG4-HG-I、AG4-HG-III、AG-5、WAG-Z群及雙核絲核菌的AG-Ba群。其中AG1-IA是優(yōu)勢致病群，占分離菌株總數(shù)的38.46％，其次是WAG-Z和AG-5群，分別占26.92％及24.83％。AG4-HG-III群菌株是國內(nèi)首次從罹病玉米植株上分離得到。
　　 2.利用5.8S rDNA-ITS區(qū)序列分析方法

3、，對該地區(qū)玉米紋枯病菌不同融合群代表菌株的系統(tǒng)演化關(guān)系進行了研究。結(jié)果表明，相同融合群（或亞群）的菌株，序列一致率達98-100％，而不同融合群（或亞群）菌株之間序列的一致率僅為72％-89％。說明此基因序列可以對絲核菌不同融合群或亞群的菌株進行有效區(qū)分和鑒定。依據(jù)本研究測得的31個代表菌株及10個源自GenBank且隸屬不同融合群的菌株所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹可以看出,41個菌株可被劃分為3個大的分支，其中屬于立枯絲核菌（Rhizocson

4、ia solani）的6個不同融合亞群（AG4-HG-III、AG4-HG-I、AG-5、AG1-IC、AG1-IB和AG1-IA）的29個菌株構(gòu)成第一個分支；第二個分支由屬于雙核絲核菌AG-Ba群的5個菌株構(gòu)成；屬于多核絲核菌WAG-Z群的YR-13、YR-18和YR-69等7個菌株構(gòu)成第三個分支。進一步分析三個分支間的親緣關(guān)系發(fā)現(xiàn)，屬于雙核絲核菌AG-Ba群的菌株與屬于立枯絲核菌不同融合群菌株間的親緣關(guān)系更近，而屬于WAG-Z群的不

5、同菌株與隸屬立枯絲核菌及雙核絲核菌不同融合群菌株間親緣關(guān)系相對較遠。
　　 3.利用正交試驗設(shè)計方法來優(yōu)化立枯絲核菌AG1-IA群菌株的ISSR反應(yīng)體系。利用引物UBC809對體系中Mg2+、dNTPs、Taq DNA聚合酶和引物的濃度等4個因素采用L9(34)正交表對ISSR反應(yīng)體系進行了優(yōu)化。確定了ISSR擴增的優(yōu)化體系為：25μL的PCR體系中含有Mg2+2.2 mmol·L-1、dNTPs 0.15 mmol·L-1、T

6、aq DNA聚合酶0.5 U、引物0.32μmol·L-1、DNA模板0.5μL。
　　 4.利用ISSR-PCR技術(shù)對采自吉林、遼寧、山東和江蘇等不同地域的中國玉米主產(chǎn)省份的28個AG1-IA群菌株的遺傳多樣性進行了分析。從35個供試引物中篩選出11個多態(tài)性明顯、條帶清晰、反應(yīng)穩(wěn)定的引物，進行ISSR-PCR擴增，共擴增出97條譜帶，其中特征性條帶（多態(tài)性位點）為74條，占總條帶數(shù)的76.3％。依據(jù)擴增結(jié)果，利用UPGMA法，

7、構(gòu)建了其樹狀聚類圖譜。聚類分析結(jié)果表明，供試的28個菌株的遺傳相似系數(shù)在0.70～0.90，在0.73水平上,28個菌株可分為4個ISSR組（IG）。IG1是來自江蘇的1個菌株。IG2包括來自吉林、遼寧的5個菌株。IG3包括遼寧的1個菌株和江蘇的1個菌株。IG4包括剩余的20個菌株，在0.77水平上，此組又可以進一步分為4個亞組，其中第一個亞組包括10個菌株，其中有來自吉林、遼寧省的7個和來自山東的3個菌株；第二個亞組包括來自山東的3個

8、菌株；第三個亞組包括遼寧的1個菌株和山東的1個菌株；第四個亞組是來自江蘇省的5個菌株。上述結(jié)果表明，來自不同地域的AG1-IA群菌株既存在一定程度的遺傳分化現(xiàn)象也存在較大程度的相似性，來自吉林和遼寧的菌株其遺傳相似度更高，來自東北地區(qū)的菌株與山東的菌株也存在較高的相似度，而與來自江蘇的菌株間的相似度明顯降低。說明AG1-IA融合群菌株的遺傳分化與大范圍的地理位置差異存在較密切的相關(guān)性。
　　 5.利用ISSR-PCR方法對28個

9、致病力存在差異的AG1-IA群菌株的遺傳分化現(xiàn)狀進行了測定。從35個供試引物中篩選出11個多態(tài)性明顯、條帶清晰、反應(yīng)穩(wěn)定的引物，進行ISSR-PCR擴增，共擴增出79條譜帶，其中特征性條帶（多態(tài)性位點）為55條，占總條帶數(shù)的69.62％。依據(jù)擴增結(jié)果，利用UPGMA法，構(gòu)建了其樹狀聚類圖譜。聚類結(jié)果表明，供試的28個菌株的遺傳相似系數(shù)在0.72～0.95，在0.75水平上,28個菌株可分為3個ISSR組：IG1組包括7個強致病力的菌株；