森林疫霉的分类鉴定和遗传多样性研究

发布时间：2020-10-14 18:40

　　 疫霉菌(Phytophthora de Bary)是一类全世界广泛分布的植物病原菌,能够危害林木、果树、农作物等多种植物,造成严重的生态破坏和经济损失。我国对于疫霉菌的研究多集中在农作物病原菌,对于林木疫病的报道相对较少,对森林疫霉的种类和分布以及所致病害的发生规律更是缺乏系统的研究。自2005年开始,本研究组在全国范围内的森林生态系统中展开疫霉菌及其所致病害的调查,并且已经明确了我国西南部分地区的杜鹃-栎树林中疫霉菌的种类及分布状况。本研究在此成果的基础上,对我国雾灵山森林生态系统中的疫霉菌展开调查和分类研究,并对实验室保藏的疫霉菌进行复核鉴定以及遗传多样性研究。主要研究结果如下:1、2015-2017年,本研究利用疫霉菌的诱捕分离技术,对河北省雾灵山森林生态系统中的疫霉菌展开调查和监测,从林间溪流和林冠穿透水中分离得到122株疫霉纯菌株,通过对ITS序列分析和形态学观察,将其鉴定为4个种,分别是属于疫霉clade 2的多主寄生疫霉(Phytophthora plurivora T.JungT.I.Burgess)和属于clade 6的厚垣孢子疫霉(Phytophthora chlamydospora BrasierHansen sp.nov.)、节水霉状疫霉(Phytophthora gonapodyides(Petersen)Buisman)和湖沼疫霉(Phytophthora lacustris Brasier,Cacciola,Nechwatal,JungBakonyi)。其中,P.gonapodyides 79株,P.plurivora 39株,P.lacustris3株,P.chlamydospora 1株。分离自林冠穿透水的P.plurivora对森林生态系统更具威胁性。2、本研究对实验室所保藏疫霉的参考菌株以及部分未鉴定的菌株进行了复核和鉴定,所有菌株的复核结果均与原鉴定结果一致。通过形态学复核鉴定,本实验室保藏的疫霉参考菌株鉴定结果准确率达到100%。说明本实验室的菌种分离、纯化、鉴定以及保藏和活化方法是非常可靠的。3、在对菌株复核鉴定的过程中,发现诱捕分离自四川西昌泸山森林溪流中的几个菌株,在r DNA-ITS序列上同波兰疫霉(Phytophthora polonica Belbahri L,Moralejo ELefort F.)较为相近,但其形态与文献中该种描述有差别,于是通过多基因序列分析、形态学、生理学和致病性检测研究,将其鉴定为新种,并正式命名为Phytophthora pseudopolonica Wen-wen Li,Wen-xia HuaiWen-xia Zhao sp.nov.,属于clade 9。该种在水中产生大量的菌丝膨大体,在V8S培养基或者水中均产生大量厚垣孢子,孢子囊无乳突,不脱落,巢式内层出。同宗配合,雄器多侧生。在PDA培养基上菌落边缘不规则,CA培养基上的菌落形态与V8S培养基上类似,但是菌丝相对稠密,生长较慢,V8S培养基上会产生少量气生菌丝。在离体叶片致病性测定实验中,该种疫霉在丝栗栲(Castanopsis fargesii Franch)、苦槠栲(Castanopsis sclerophylla(Lindl.)Schott)和青冈栎(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)的健康叶片上均产生病斑。4、对我国新记录种居间疫霉(Phytophthora intercalaris X.Yang,Y.Balci,N.J.Brazee,A.L.LoydC.X.Hong)进行了基于ITS和β-tubulin基因位点的系统发育分析,研究结果表明所有菌株的ITS和β-tubulin基因序列与参考菌株的序列一致性都在99%以上,说明种内不同地理来源的菌株之间具有较高的序列一致性,但是也存在碱基的差异,从而形成不同的基因型。5、利用序列相关扩增多态性(Sequence related amplified polymorphism,SRAP)分子标记技术对不同地理来源的P.plurivora进行遗传多样性分析,100对SRAP引物筛选出11对多态性较好的引物组合,共扩增产生177条谱带,其中多态性谱带163条,特异性谱带40条,每对引物多态性位点11-21个不等,特异性位点0-8个不等,不同引物多态性比率为81.8%-100%。遗传参数(H=0.3303,I=0.4867,PPL=93.94%)表明研究区域内的P.plurivora具有丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明,不同地区的P.plurivora整体亲缘关系相近,但菌株间存在差异,SRAP分组结果与地理来源无直接相关性。
【学位单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S763.15
【部分图文】：

第二章 雾灵山森林生态系统中疫霉菌的种类 18文中所用为MP树的拓扑结构。Clade 2的系统发育树如图2-1，以clade4里的P. megakarya作为外群，clade 6 的系统发育树如图 2-2，以 clade3 里的 P. ilicis 作为外群。2.2.3 形态学ITS 序列分析将所有从雾灵山分离到的菌株鉴定为 4 个种， 分别是 P. gonapodyides,P. plurivora, P. lacustris, P. chlamydopora，通过菌落形态和孢子囊等形态学特征进一步对其进行了核实。4 个种的代表菌株在 V8S 培养基上生长 15d，菌落形态如图 2-3 所示。P. gonapodyides的孢子囊卵形、椭圆形或倒梨形，无乳突，不脱落，内层出；不产生厚垣孢子和菌丝膨大体；自身不育（图 2-4）。P. chlamydopora 在单生的不分枝的孢囊梗顶端产生孢子囊

图 2-2 基于 ITS 序列构建的 clade 6 的系统发育树Fig.2-2 Phylogenetic tree based on the ITS sequences of the 41 taxa from clade图 2-3 4 种疫霉在 V8S 培养基上生长 15d 的菌落形态Fig.2-3 Colony morphology of 4 Phytophthora species on V8S agar after 15 days of culture. aP. chlamydospora; b P. gonapodyides; c P. lacustris; d P. plurivora

图 2-3 4 种疫霉在 V8S 培养基上生长 15d 的菌落形态ig.2-3 Colony morphology of 4 Phytophthora species on V8S agar after 15 days of cultureP. chlamydospora; b P. gonapodyides; c P. lacustris; d P. plurivora图 2-4 P. gonapodyides 的孢子囊形态Fig.2-4 The shape of sporangia of P. gonapodyides. Scale bar=10μm
【参考文献】

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本文编号：2841034