水稻白葉枯病菌毒力分化及遺傳多樣性研究.pdf

1、以中國(guó)、菲律賓和日本等國(guó)的17個(gè)白葉枯病代表菌以及它們的單胞系共計(jì)72個(gè)菌株，于水稻孕穗期，對(duì)16個(gè)以IR24為載體的近等基因系劍葉接種。結(jié)果表明，中國(guó)和菲律賓病菌中，對(duì)16品種的平均致病菌率非常接近，為42％左右，日本病菌的平均致病菌率為31.2％，可見(jiàn)中國(guó)和菲律賓菌株總體致病菌率，比日本菌株高10％左右。IRBB5(Xa5)、Asominori(Xa17)、IRBB21(Xa21)對(duì)3國(guó)菌株都具有高度抗病性，IRBB7(Xa7)能高

2、抗中國(guó)和日本病菌(抗菌％＞97％)，但菲律賓病菌有30％能克服其抗性；IRBB13(Xa13)、IRBB4(Xa4)能抵抗中國(guó)菌株，但日本有45％的菌株、菲律賓有35％的菌株能克服這兩個(gè)品種的抗性，IRBB3(Xa3)抵抗大部分菲律賓和日本菌株但對(duì)中國(guó)菌株感??；這些結(jié)果對(duì)3國(guó)的抗病資源的交流有一定的參考意義。 對(duì)72個(gè)菌株在18個(gè)品種(金剛30、Tetep、和16個(gè)以IR24為載體的近等基因系)上的病斑/葉長(zhǎng)比值進(jìn)行SAS新復(fù)極

3、差測(cè)定，18個(gè)品種被分成了高抗、抗病、中抗、中感、感病、高感等6個(gè)組，從中挑選了兩套鑒別品種： 第一套為6個(gè)品種，分別是：豐錦(Xa18)，IRBB14(Xa14)，IRBB3(Xa3)，IRBB4(Xa4)，Java14(Xa1，3，12)，IRBB5(Xa5)；該鑒別品種適于作病菌大田自然群體毒力組群的劃分，在這套鑒別寄主上，72個(gè)菌株被劃分為0、1、2、3、4、6、7、8、9、10等10個(gè)致病群，18種反應(yīng)型；0至6群的毒

4、力呈由弱到強(qiáng)的數(shù)量變化；7到10群之間、之內(nèi)以及與前面的幾群，都有互作交叉式的質(zhì)量變化，這類(lèi)菌株占參試菌株的34.4％。 第二套為10個(gè)品種，分別是：豐錦(Xa18)，XM5(Xa19)，IRBB14(Xa14)，IRBB3(Xa3)，XM6(Xa20)，IRBB4(Xa4)，M41(Xa15)，Java14(Xa1，3，12)，IRBB5(Xa5)，Asominori(Xa17)，該鑒別品種能更細(xì)致區(qū)分病菌之間的毒力差異，適宜

5、于作生理小種的鑒定和監(jiān)測(cè)。在這套鑒別寄主上，72個(gè)菌株被分成0、1、2、3、4、5、6、7、10、12、13、14、15、16、17、18等16個(gè)群29種反應(yīng)型；0～10群表現(xiàn)為由弱到強(qiáng)的數(shù)量變化；11～18群間、群內(nèi)不同菌株之間以及與前面的群間，都有互作交叉式的質(zhì)量變化反應(yīng)，這種菌株占45.9％。 在16個(gè)近等基因系上，測(cè)定了從湖南、廣東、云南和湖北白葉枯病樣本中分離的64個(gè)菌株的致病性，以品種對(duì)64菌株的平均抗菌％和平均病斑

6、/葉長(zhǎng)比率為參數(shù)，可把16個(gè)近等基因劃分為高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感等6個(gè)組，IRBB7(Xa7)和M41(Xa15)，抗菌譜＞85％，平均病斑％＜16％，為高抗組；IRBB5(Xa5)、Asominori(Xa17)、IRBB21(Xa21)，65％＜抗菌譜＜85％，平均病斑％＜25％，為抗病組；IRBB2(Xa2)、IRBB4(Xa4)、IRBB13(Xa13)，45％＜抗菌譜＜65％，35％＞平均病斑％＞25％，為中抗組；

7、XM5(Xa19)、IRBB1(Xa1)、IRBB14(Xa14)、XM6(Xa20)，40％＜抗菌譜＜45％，35％≥平均病班％≥25％，為中感組；IRBB10、IRBB3、IR24，34％＜抗菌％＜40％，49％≥病斑％≥30％，為感病組；豐錦(Xa18)，抗菌譜＜20％，平均病斑％＞65％，為高感組。 為了解中南稻區(qū)菌株對(duì)累加基因品系的致病性能，進(jìn)行了64菌株與從國(guó)際水稻所引進(jìn)的6個(gè)累加基因品種和Java14的互作關(guān)系研究

8、，結(jié)果表明，基因Xa4與13組合后，其抗菌譜(43.8％)與單個(gè)的Xa4(45.3％)和Xa13(46.9％)改變不大；Xa15與21組合后的抗菌譜(59.4％)與單個(gè)的Xa15(85.9％)和Xa21(65.6％)相比，抗菌率明顯下降了；Xa1、2、12組合后的抗菌譜(75％)與單個(gè)Xa1(42.2％)、Xa2(45.3％)相比，抗菌率有了顯著提高；而Xa4，7、Xa4，5，21、Xa5，19，21、Xa4，5，13，21等基因組合，

9、抗菌率明顯提高，對(duì)64個(gè)參試株的抗菌率達(dá)到100％。由此可見(jiàn)，基因累加可能增加也可能不增加品種抗性。本試驗(yàn)表明：Xa4、5、7、21等基因累加形成的品系H-36(Xa4，7)、H-38(Xa4，5，21)、H-39(Xa4，5，13，2)、H-41(Xa5，19，21)對(duì)中南參試株有極好的抗病性，建議作為抗原使用。 采用豐錦(Xa18)、IRBB14(Xa14)、IRBB3(Xa3)、IRBB4(Xa4)、Java14(Xa1，

10、3，12)、IRBB5(Xa5)等6品種作鑒別寄主，64菌株被分為10群14種反應(yīng)型，0、1、2、3、4、5、6群之間的毒力表現(xiàn)為由弱到強(qiáng)的數(shù)量變化；7、8、9、10群之間或群內(nèi)以互作交叉式的質(zhì)量變化為主，毒力呈數(shù)量變化的菌株占50.1％，而呈質(zhì)量變化的菌株占49.9％。 比較各群菌株比率：0群菌占18.8％；4群占17.2％，7群占15.6％，5群占12.5％，其余各群所占比率低于8％?？梢?jiàn)第4和第7群菌是當(dāng)前的主導(dǎo)流行群，故

11、建議采用4群和7群的代表菌株，作為品種抗病性能的鑒定菌株。 本試驗(yàn)表明：64菌株中，能克服IRBB4(Xa4)的抗性的菌株已經(jīng)超過(guò)50％(54.7％)，與過(guò)去有了較大差別；但能抵抗Xa4、5、15、7、21等基因累加系的菌株，低于25％。故建議在未來(lái)的抗病育種中，加大對(duì)這些抗病基因或累加基因系的引進(jìn)和應(yīng)用力度。 在豐錦(Xa18)、XM5(Xa19)、IRBB14(Xa14)、IRBB3(Xa3)、XM6(Xa20)、I

12、RBB4(Xa4)、M41(Xa15)、Java14(Xa14)、IRBB5(Xa5)、Asominori(Xa17)等十個(gè)近等基因系品種上，對(duì)5個(gè)中國(guó)的、9個(gè)菲律賓的、3個(gè)日本的白葉枯病代表菌株與它們各自的單胞系的毒力進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：參試的17組菌中，只有2組菌表現(xiàn)為母株與其單胞系毒力相同，占11.8％，其余的都表現(xiàn)為不同，占88.2％，這充分證明，按常規(guī)方法分離的菌株，一定是包含不同毒力細(xì)胞的復(fù)合體。對(duì)7組“從單胞系中再分單胞

13、系”的毒力比較表明：“單胞系與再分單胞系毒力相同”的比率達(dá)到42.9％，“不同率”下降到了57.1％。說(shuō)明，采用單胞分離法，能有效地區(qū)分不同毒力單胞系。但要得到完全純一的單胞系，還應(yīng)該多做幾次，以保證菌株致病力的穩(wěn)定性。由于普通分離菌株，是含有不同毒力單胞系的復(fù)合體，采用分子生物學(xué)技術(shù)，擴(kuò)增出來(lái)的分子片段，極可能是混亂、無(wú)序、不能重復(fù)的結(jié)果。所以，進(jìn)行小種分子標(biāo)記技術(shù)研究時(shí)，采用高純度的單胞系是十分必要的。 本研究采用IS-PC

14、R和Rep-PCR兩種方法，6種引物對(duì)114個(gè)水稻白葉枯病原菌基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增反應(yīng)，結(jié)果表明，IS-PCR方法的分辨率高于Rep-PCR；6種引物中，以J3的分辨率最高，IS1112次之，再次為IS1113。 綜合分析IS-PCR和Rep-PCR兩種方法的擴(kuò)增帶，以菲律賓菌株的帶型最多，其次為中國(guó)菌株，再次為日本菌株。 依據(jù)UPGMA對(duì)擴(kuò)增條帶的聚類(lèi)分析表明，不同毒力母株可以分到同一譜簇組，而同一母株的不同單胞