河北省2001-2010年小麥葉銹菌群體毒性與EST-SSR遺傳多樣性分析.pdf

1、由小麥葉銹菌（Puccinia triticina）引起的小麥葉銹病是世界麥區(qū)重要的流行性病害之一，銹菌群體中新毒性小種的產生、毒性小種組成變化等是造成寄主品種抗銹性喪失的主因之一。研究群體遺傳結構可以明確小麥葉銹菌的變異動態(tài)，對抗病品種的合理布局與利用具有重要意義。本研究利用毒性鑒定和EST-SSR分子標記技術對中國河北省2001-2010年247個小麥葉銹菌單孢子堆分離純化菌株進行毒性多態(tài)性和分子多態(tài)性分析，結果如下:
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2、.根據供試菌株在16個鑒別寄主和20個輔助鑒別寄主上的反應型，將204（其余43個菌株沒有毒性鑒定原始數據）個菌株劃分為164個致病類型，其中THTT，THST， PHRT，THTS和PHTT為204個菌株的優(yōu)勢致病類型，UPGMA法毒性多態(tài)性聚類發(fā)現(xiàn)，菌株間毒性相似系數為0.53-0.98,在相似系數0.685處聚為13組(V1-V13)，V2-V13組包含的菌株很少(8.33％)，為各年份毒性差異較大的菌株，91.67％菌株都聚在V

3、1組，2001-2006年的菌株大部分聚在V1組的V1-1，V1-2-1, V1-3，V1-7亞組，而2007-2010年的菌株大部分聚在V1組的V1-2-2和V1-2-3亞組，表明2001-2010年小麥葉銹菌群體毒性結構比較一致，但2007年后小麥葉銹菌群體毒性結構相對發(fā)生了較大變化。
　　2.利用已開發(fā)的21對EST-SSR引物對247個小麥葉銹菌單孢子堆菌株進行分子多態(tài)性分析，17對EST-SSR引物可擴增出清晰穩(wěn)定的條帶

4、，其中引物PtSSR0536、PtSSR3145、PtSSR0801不能檢測出多態(tài)性條帶，其余14對引物共檢測出54條條帶。UPGMA法分子多態(tài)性聚類表明，遺傳相似系數為0.67-0.99，在相似系數0.74處，供試菌株聚為4組(S1-S4)，S1組在相似系數0.758處聚為2個亞組(S1-1，S1-2)，S1-2組在相似系數0.822處聚為6個亞組(S1-2-1-S1-2-6)。2001-2006年小麥葉銹菌菌株聚在S1組的S1-1和

5、S1-2-1亞組，2007-2010年小麥葉銹菌菌株聚在S1組的S1-2-2-S1-2-6亞組和S2-S4組，表明2007年后河北省小麥葉銹菌群體的分子遺傳結構發(fā)生了較大變化。
　　3.毒性鑒定和EST-SSR分析揭示的河北省小麥葉銹菌群體的Nei's基因多樣性指數分別為0.30和0.27，表明毒性多樣性稍高于EST-SSR分子遺傳多樣性。MXCOMP相關性分析表明毒性相似系數矩陣與分子相似系數矩陣之間的相關系數為0.006，表明

6、毒性與分子多態(tài)性間不相關，主坐標分析也表明二者間不相關。
　　4.對出現(xiàn)頻率較高的5個致病類型（THTT，THST，THTS，PHRT和PHTT）的49個葉銹菌株進行毒性多態(tài)性和EST-SSR多態(tài)性分析，相似系數分別為0.82-0.98，0.67-0.99，表明5個致病類型的毒性多態(tài)性和EST-SSR多態(tài)性豐富。聚類結果表明相同致病類型菌株間存在毒性差異，且DNA指紋不同聚在不同組，而不同致病類型可能DNA指紋相似聚為一組。致病類

7、型與毒性多態(tài)性相關(r=0.574)，而與EST-SSR多態(tài)性不相關(r=0.025)。
　　5.通過對河北省2001-2010年小麥葉銹菌群體進行遺傳結構分析，在分子水平明確了小麥葉銹菌具有較高的遺傳多樣性，但各群體間的遺傳多樣性水平存在差異，其遺傳多樣性由低到高依次為2010，2003，2008，2002，2006，2005，2001，2004，2007和2009年群體。10個群體間的遺傳距離(D)范圍為0.0070-0.19

8、14。系統(tǒng)進化分析顯示，2001-2010年群體分為三大類群，2001-2006年群體為一大類群，2007和2008年群體為一個類群，2009和2010年群體為一個類群，同一類群內群體間的親緣關系較近，不同類群內群體間的親緣關系較遠。2001-2006年群體與2007-2008年群體親緣關系較近，而與2009-2010年群體親緣關系較遠，表明群體間相差年份越長，遺傳差異越大。河北省葉銹菌群體結構在2007年發(fā)生一次較大變化，在兩年后即2

9、009年再次發(fā)生較大變化，而在2001-2006六年間群體結構變化不大，表明葉銹菌群體結構變異頻率有升高趨勢。
　　6.對10個試驗群體進行遺傳分化分析，結果表明河北省小麥葉銹菌群體間和群體內均有遺傳分化發(fā)生，群體內遺傳變異占總變異的72.54％，表明遺傳變異主要來源于群體內部。2001-2010年小麥葉銹菌群體間的基因流強度為1.38＞1，表明2001-2010年小麥葉銹菌群體間存在一定的基因流，其中2001-2006年兩兩群體