四川省小麦条锈病菌群体遗传分析和寄生适合度研究

发布时间：2020-02-03 03:16

【摘要】：由条形柄锈菌小麦专化型(Puccini f.striiformissp.tritici)引起的小麦条锈病是世界范围内小麦上最重要的真菌病害之一,严重威胁小麦的安全生产。鉴于抗病品种对小麦条锈病菌毒性小种的定向选择,比较不同品种上条锈病菌群体的毒性结构及遗传多样性差异成为重要的科学问题。本研究于2014年和2015年在小麦条锈病菌春季菌源区四川盆地绵阳市涪城区和盐亭县连续两年种植不同抗性小麦品种,分离小麦条锈病菌,应用中国鉴别寄主进行毒性鉴定,并对优势小种开展寄生适合度测定研究。除毒性分析外,本研究还选取15对微卫星标记引物,对不同品种上共计394个分离物进行了遗传结构分析。所取得的主要研究结果如下:1.四川盆地小麦条锈病菌春季菌源区条锈菌群体毒性结构复杂、多样性丰富,供试的196个菌株共鉴定出25个生理小种。2014年和2015年的鉴定结果均显示贵农22类群(G22)处于第一位,出现频率分别为38.3%和38.2%。分离菌株毒性频率分析显示所有菌株对鉴别寄主中四(Yr+)和Triticum spelta album(Yr5)没有毒性。采用综合病情指数法测定致病类型G22及流行小种CYR32和CYR33对四川省近年小麦生产品种和后备品种的相对寄生适合度。在群体水平上,致病类型G22、CYR32和CYR33对四川省109个小麦品种(系)平均相对寄生适合度值分别为0.1930、0.0560和0.0379,G22的平均寄生适合度显著高于CYR32和CYR33(P0.01),已成为当前优势类群。2.不同小麦品种上条锈病菌群体小种组成、分布频率和多样性都有差异。不同品种上条锈菌小种相对多样性指数(relative Shannon's index)从高到低依次是西科麦4号、铭贤169、郑麦9023、小偃22和绵麦367。毒性分析揭示出不同小麦品种上条锈病菌群体具有较高的毒性多样性且各群体间的毒性多样性水平有明显的差异,但群体间的遗传分化较小(Φptt=0.018,P=0.031),遗传变异主要来自群体内部。从分子水平上研究显示四川盆地小麦条锈病菌春季菌源区条锈病菌群体具有较高的遗传多样性,不同小麦品种上条锈病菌群体的遗传多样性有差异,其中抗病品种绵麦367上条锈病菌群体遗传多样性高于其他品种。3.研究不同pH值的模拟酸雨对小麦条锈病菌适合度影响,结果表明,重度酸雨(pH 3.5)显著降低小麦条锈病菌夏孢子的萌发率(P0.01),侵染几率下降,导致小麦条锈病潜育期延长,产孢量减少,病情指数降低。4.首次应用ISSR分子标记技术开发了小麦条锈病菌特异SCAR标记,接种3天后的小麦叶片可以检测到侵染的条锈病菌。上述研究结果对了解四川省当前小麦条锈病菌的毒性结构、优势小种及其寄生适合度、不同小麦品种上条锈菌群体毒性多样性、遗传多样性以及酸雨对小麦条锈病菌适合度影响等,进而在四川省乃至全国开展小麦品种合理布局、病害早期监测以及预测预报和控制均具有重要意义。
【图文】：

＿逦＇＇逦＇■邋ＩＺ－３—＾——逡逑图１－１基于气候的中国小麦条巧病菌越夏区气候区划（马占鸿等，２００４）逡逑巧ｇ．邋１－１邋Ｃｌｉｍａｔｅ－ｂａｓｅｄ邋ｒｅｇｉｏｎａｌ邋ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｆｏｒ邋ｏｖｅｒｓｕｍｍｅｒｉｎｇ邋ｏｆ邋户ｗｃｃｍ＇．口邋Ｓ化／ｆ／ｏｒｍ＇．ｓ邋ｆ．邋ｓｐ．化ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑２逡逑

中国农业大学博±学位论义逦第二章四川巧不同小吏品种．ｈ《诱菌＃２N５数据处理逡逑生理小种多样性分析采用Ｇｒｏ化等（１９８７）和ＭｃＶｅｙ等（２００４）方法计算相对香农（民ｅｌａｔｉｖｅ邋Ｓｈａｎｎｏｎ邋ｉｎｄｅｘ）计算公式：逡逑Ｈｓｒ—化逦ＩｎｉＶ，＇邋（Ｇｒｏｔｈ邋ｅｔ邋ａｌ，１％７；邋ＭｃＶｅｙ邋ｅｔ邋吐邋２００４其中Ｐｊ是第ｊ个生理小种的频率，Ｍ是样品中的第ｉ个群体菌株总数。逡逑毒性分析采用Ｃｈｅｎ等的方法（Ｃｈｅｎ邋ｅｔａｌ，，１９９５），即二元归类法，将菌系在中国鉴的侵染反应型０－２记作＂０＂，侵染反应巧３－４记作＂１’’，由此构成小麦条镑病茵群体的毒进制矩阵。逡逑利用化ｐｇｅｎｅ邋Ｖｅｒｓｉｏｎ邋１．３２软件（Ｙｅｈ邋ｅｔ邋ａｌ，１９９７）比较分离自不同品种上条诱病菌群多样性，基巧多样性通过Ｗ下遗传参数来反映：（多态性位点数）、Ｗ邋（基因《样性（Ｓｈａｎｎｏｎ信息指数）、Ａ／ａ邋（观察等位基因数）和Ｗｅ邋（有效等位基因数）等指数。逡逑
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S435.121.42

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本文编号：2575872