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(chǎn)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(jié)構(gòu)可以明確小麥葉銹菌的變異動(dòng)態(tài)，對(duì)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(biāo)記技術(shù)對(duì)中國河北省2001-2010年247個(gè)小麥葉銹菌單孢子堆分離純化菌株進(jìn)行毒性多態(tài)性和分子多態(tài)性分析，結(jié)果如下:
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2、.根據(jù)供試菌株在16個(gè)鑒別寄主和20個(gè)輔助鑒別寄主上的反應(yīng)型，將204（其余43個(gè)菌株沒有毒性鑒定原始數(shù)據(jù)）個(gè)菌株劃分為164個(gè)致病類型，其中THTT，THST， PHRT，THTS和PHTT為204個(gè)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(shù)為0.53-0.98,在相似系數(shù)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(jié)構(gòu)比較一致，但2007年后小麥葉銹菌群體毒性結(jié)構(gòu)相對(duì)發(fā)生了較大變化。
　　2.利用已開發(fā)的21對(duì)EST-SSR引物對(duì)247個(gè)小麥葉銹菌單孢子堆菌株進(jìn)行分子多態(tài)性分析，17對(duì)EST-SSR引物可擴(kuò)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(duì)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(shù)為0.67-0.99，在相似系數(shù)0.74處，供試菌株聚為4組(S1-S4)，S1組在相似系數(shù)0.758處聚為2個(gè)亞組(S1-1，S1-2)，S1-2組在相似系數(shù)0.822處聚為6個(gè)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(jié)構(gòu)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(shù)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(guān)性分析表明毒性相似系數(shù)矩陣與分子相似系數(shù)矩陣之間的相關(guān)系數(shù)為0.006，表明

6、毒性與分子多態(tài)性間不相關(guān)，主坐標(biāo)分析也表明二者間不相關(guān)。
　　4.對(duì)出現(xiàn)頻率較高的5個(gè)致病類型（THTT，THST，THTS，PHRT和PHTT）的49個(gè)葉銹菌株進(jìn)行毒性多態(tài)性和EST-SSR多態(tài)性分析，相似系數(shù)分別為0.82-0.98，0.67-0.99，表明5個(gè)致病類型的毒性多態(tài)性和EST-SSR多態(tài)性豐富。聚類結(jié)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(guān)(r=0.574)，而與EST-SSR多態(tài)性不相關(guān)(r=0.025)。
　　5.通過對(duì)河北省2001-2010年小麥葉銹菌群體進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)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(gè)群體間的遺傳距離(D)范圍為0.0070-0.19

8、14。系統(tǒng)進(jìn)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(gè)類群，2009和2010年群體為一個(gè)類群，同一類群內(nèi)群體間的親緣關(guān)系較近，不同類群內(nèi)群體間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。2001-2006年群體與2007-2008年群體親緣關(guān)系較近，而與2009-2010年群體親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)變化不大，表明葉銹菌群體結(jié)構(gòu)變異頻率有升高趨勢。
　　6.對(duì)10個(gè)試驗(yàn)群體進(jìn)行遺傳分化分析，結(jié)果表明河北省小麥葉銹菌群體間和群體內(nèi)均有遺傳分化發(fā)生，群體內(nèi)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(nèi)部。2001-2010年小麥葉銹菌群體間的基因流強(qiáng)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