河南省玉米斑病菌群体遗传结构、交配型与抗药性分析

发布时间：2020-11-12 23:05

　　 玉米是重要的粮食作物,在我国种植面积仅次于水稻和小麦。河南省是玉米种植大省,及时跟进河南省玉米病害演化信息,制定应对措施是保证玉米高产稳产的关键步骤之一。玉米大斑病是玉米上一种重要的病害,对玉米产量和质量都有极大的危害。为有效防治河南省玉米大斑病,本研究对河南省玉米大斑病菌的群体遗传结构、交配型以及对吡唑醚菌酯和异菌脲的敏感性进行系统研究,主要研究结果如下:(1)成功从玉米大斑病菌基因组中开发23对SSR引物,用其中6对SSR引物对48株河南省玉米大斑病菌的遗传多样性和遗传结构进行分析。UPGMA聚类可将48个菌株在相似系数为0.66的水平下分为2个类群,类群Ⅰ包含38个菌株,类群Ⅱ包含10个菌株。菌株的聚类分组和地理来源之间没有明显相关性。河南省玉米大斑病菌总体具有丰富的遗传多样性,Nei’s基因多样性指数和Shannon多样性指数分别是0.6694和1.3121。河南省玉米大斑病菌群体内部分遗传化水平很高,群体内遗传多样性Hs是0.5294,显著高于群体间遗传多样性Dst的0.2022。遗传结构分析显示,48个菌株最可能来自2个祖先亚群,其中21个菌株中亚群Ⅰ所占比例达到了90%以上,18个菌株中亚群Ⅱ所占比例达到了90%以上。大多数(83.3%)的菌株遗传组分相对单一,2个亚群菌株间遗传物质交流很少。(2)使用普通PCR和多重PCR两种方法测定48个菌株的交配型类型,结果显示A为优势交配型,有34个A交配型菌株;a为弱势交配型,有14个a交配型菌株。8个地理群体中有7个群体包含两种交配型菌株,只有三门峡群体的6个菌株全部是A交配型。(3)利用菌丝生长速率法测定河南省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯和异菌脲的敏感性。结果显示,玉米大斑病菌菌株对吡唑醚菌酯EC_(50)值的范围是0.0001~0.4146 mg/L,平均EC_(50)值是0.0362 mg/L。玉米大斑病菌对异菌脲EC_(50)值的范围是0.0035~0.9823 mg/L,平均EC_(50)值是0.1900 mg/L。河南省的玉米大斑病菌对常用药剂吡唑醚菌酯和广谱杀菌剂异菌脲的敏感性都较高。本研究首次对河南省玉米大斑病菌进行全面分析,明确了河南省玉米大斑病菌的遗传多样性水平、交配型组成,以及对吡唑醚菌酯和异菌脲两种药剂的抗性水平。这些研究结果对科学指导防治河南省玉米大斑病具有重要意义。
【学位单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S435.131.4
【部分图文】：

图 2-1 48 株玉米大斑病菌的 UPGMA 聚类分析Fig. 2-1 UPGMA dendrogram of 48 Exserhilum turcicum isolates2.2.6 各群体间的遗传关系分析8 个地理群体遗传一致度和遗传距离见表 2-5。表 2-5 玉米大斑病菌群体间的遗传一致度和遗传距离Table2-5 Genetic distance and genetic identity among populations群体 平顶山 洛阳 南阳 安阳 焦作 新乡 三门峡 周口平顶山 **** 0.7356 0.8365 0.6285 0.6991 0.4959 0.5079 0.5026洛阳 0.3071 **** 0.7808 0.4316 0.6591 0.4202 0.6329 0.5714南阳 0.1785 0.2474 **** 0.7007 0.7890 0.5503 0.5812 0.5025安阳 0.4645 0.8402 0.3557 **** 0.7597 0.5060 0.4471 0.3980焦作 0.3579 0.4169 0.2370 0.2749 **** 0.6306 0.6140 0.5386新乡 0.7014 0.8670 0.5974 0.6813 0.4611 **** 0.6979 0.6763三门峡 0.6775 0.4574 0.5426 0.8049 0.4877 0.3597 **** 0.8532

构分析e 软件处理分析结果可以得到 K=2 时的 DeltaK南省玉米大斑病菌群体来自 2 个理论祖先亚群传结构图（图 2-3），从图中可以看出，河南、亚群Ⅱ所占比例分别为 54.48%和 45.52%。比例不同可将河南省玉米大斑病菌划分为 C1）和 C2（单个菌株中亚群Ⅱ占比 50%以上）2，C2 类群包括 22 个菌株。类群 C1 中 J2、49、41、74、J7、J24、72、78、J53、79、2群Ⅰ所占比例达到了 90%以上；类群 C2 中 、7、J55、J42、42、6、J41、J16、71、50、2比例达到了 90%以上。这些结果说明大多数菌2 个亚群菌株间遗传物质交流很少。

注：红色色块为亚群 I；绿色色块为亚群 IINote: Red represented subpopulation I; Green represented subpopulation II图 2-3 基于混合模型的河南省玉米大斑病菌群体遗传结构（K=2）Fig. 2-3 The genetic structure of E.turcicum population from Henan based on a mixed mode(K=2)2.2.8 主成分分析使用 Ntsys pc2.0 软件对 48 株玉米大斑病菌 SSR 标记的数据矩阵进行主成分分析，第 1 和第 2 主坐标的贡献率分别为 30.2%和 12.5%，进一步绘制第 1 和第 2 主坐标二维图（图 2-4），从图中可以看出，遗传相似系数为 1 的菌株重叠为一个点。UPGMA 聚类中类群Ⅰ的 38 个菌株聚在一起，类群Ⅱ的 10 个菌株聚在一起。以上结果可以看出主成分分析结果和 UPGMA 聚类分析结果完全一致。
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本文编号：2881354