稻瘟菌无性重组、遗传图谱构建和无毒基因定位
【摘要】：
对稻瘟病菌的营养体亲和能力、无性重组及无性重组体的若干生物学性状进行了研究，以期探讨无性重组在稻瘟病菌遗传变异过程中的作用；对稻瘟菌株CH63和TH16杂交后代毒性变异及其无毒基因组成进行了分析，利用SSR、RAPD和SCAR等分子标记手段构建了稻瘟菌株CH63和TH16的遗传图谱，并对鉴定的无毒基因进行了初步定位，为进一步克隆和研究稻瘟病菌的无毒基因奠定基础。
就来自江苏省的稻瘟病菌营养体亲和能力与无性重组进行了研究。将江苏省20个不同小种稻瘟病菌菌株在白米玫瑰红培养基上于25℃，黑暗中对峙培养18d，在173个配对组合中有124个配对组合的菌株之间，通过菌丝融合在菌落交界处形成肉眼可见的菌丝融合带，在49个配对组合的菌株不能形成明显的菌丝融合带，表明江苏省不同来源的稻瘟病菌菌株间存在较普遍的营养体亲和性。将分别携有抗稻瘟灵、对多菌灵敏感(MBC~sIPT~r)，以及对稻瘟灵敏感、抗多菌灵(MBC~rIPT~s)标记的菌株对峙培养，切取菌丝融合带进行单菌丝片段分离，从其无性系中获得了经菌丝融合产生的携带双亲抗性标记的(MBC~rIPT~r)的无性重组体。在检测的17个不同小种菌株配对的组合中，有13个组合可获得无性重组体。不同配对组合菌株间无性重组频率为0.6％～11.3％。表明营养体亲和在江苏省稻瘟病菌中发生较为普遍。
对稻瘟病菌无性重组体若干生物学性状进行了研究。将营养体亲和的、携带抗药性标记的稻瘟病菌不同小种的菌株对峙培养18 d后，对交界处产生的菌丝融合带进行单菌丝片段群体分离，从5个配对组合中获得的75个无性重组体中筛选出20个稳定的无性重组体。对它们的生长速率、产分生孢子能力、分生孢子萌发率和致病力等生物学性状进行测定，供试重组体在5种常规培养基上均生长良好，部分重组体的生长速率显著超过亲本；在玉米稻汁培养基上均具有较强的产孢能力，产孢量每
博士学位论文稻瘟炳菌无性重组、遗传图语构建及无毒纂因定位
皿(直径60mm)为1.08/105一8.18 X10‘爪，部分菌株产袍量显著超过亲本;分生
袍子萌发率为65%一97%，与亲本无显著差异;大多数重组体均可对水稻致病，且无
性重组还导致毒性发生复杂的变异来自同一配对组合的无性重组体后代在13个已
知抗性基因日本水稻鉴别品种上显现出与双亲不同的毒性表型，部分重组体丧失了
亲本所具有的毒性，而有部分重组体表现出亲本所没有的毒性，提示双亲的遗传物
质在重组体内存在复杂的互作关系研究结昊表明.稻瘟病菌不同小种菌株间通过菌
丝融合产生的无性重组体具有较强的适生·}生提示无性重组可能是稻瘟病菌遗传多
样性产生的重要途径之一。
对稻瘟菌株CH63和TH16的杂交后代在3。个水稻品种上的致病性分离、遗传分
析以及无毒基因组成的分析结果表明。78个子囊袍子菌株中呈现显著的致病性分离，
共出现71种致病类型，在不同品种_上分别出现1:1、1:3、3:1、1:7、1:15和
巧:1等无毒性/毒性分离，表明供试菌株对不同品种的无毒性/毒性是受不同基因拉
制的。遗传学分析结果表明，亲本菌株对不同品种的无毒性/毒性控制存在多种类型。
菌株CH63对品种K 59(Pi一t)、中98一18、特特普、T 641、C 102 TTP(Pi一4)、C
101 TTp6、E No.11、农虎6号、C 101尸KT(ps一4a)、C 105 TTp一1(Pi一4)、中
156和中98一19分别持有一个无毒基因;对品种1461选、6392选、麻谷泰引1号、
Lemont、宫崎7号、vandana、长香稻、青珍8号和珍优3号分别持有2个无毒基因;
对于品种草笛(Pi一k)、20中一1、C104LAC(尸i一l)、CIO3TTP(Pi一l+xb)、K3(Pi一kh)、
梅雨明(Pi一km)和东农363分另11持有2个以土一的无毒基因;亲本菌株对于品种四丰43、
珍龙13、c101LAc和20中一2分别持有2个无毒基因，关东51持、欧244持有2个
以上无毒基因，但因亲本菌株对品种的致病型一致，难以判断对品种无毒性的贡献菌
株。
牙.J用CH63和TH16杂交后代Fl代群体在36个水稻品种上进行了致病性测定，依
据其Fl代在不同品种上的致病表型和SSR、，CAR和RAPD等分子标记位点的共分离构
建了稻瘟病菌的遗传图谱。图谱共有151个标记位点，7个连锁群，全长1038.4cMo
由杂交后代致病性分离鉴定出CH63菌株持有多个无毒基因，在该遗传图谱中初步定
住了A。，＊才对、A。。－c1“＊？1，＊。。一月］j－’6、／vrr十几an站件、／vr一 地snO对 和
AVf－O们厂m 6个无毒基因，分别定位在第1、第。和第7染色体上。
【关键词】：稻瘟病菌 营养体亲和能力 无性重组 生物学性状 杂交后代 简单重复序列 遗传连锁图谱 无毒基因
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：S435.11
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2004.086144
【目录】：
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：S435.11
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2004.086144
【目录】：
- 摘要7-10
- ABSTRACT10-13
- 引言13-15
- 上篇 文献综述15-43
- 第一章 稻瘟病菌致病性变异机制17-27
- 1 稻瘟病菌的遗传变异17-23
- 1.1 突变17-19
- 1.2 菌丝融合现象19-20
- 1.3 异核现象和准性重组20-21
- 1.4 稻瘟病菌有性重组21-23
- 2 稻瘟病菌与寄主互作过程中的遗传变异研究23-27
- 2.1 生理小种与稻瘟病菌遗传变异23-25
- 2.2 谱系与稻瘟病菌遗传变异的关系25-27
- 第二章 稻瘟病菌无毒基因研究27-43
- 1 无毒基因概念的发展27-28
- 2 研究稻瘟病菌无毒基因的意义28-29
- 3 已鉴定和克隆的稻瘟菌无毒基因29
- 4 稻瘟病菌无毒基因的功能29-33
- 参考文献33-43
- 下篇 研究内容43-91
- 第一章 源自江苏省的稻瘟病菌营养体亲和能力与无性重组的研究45-53
- 1 材料与方法46-47
- 1.1 供试菌株46
- 1.2 供试培养基46
- 1.3 不同菌株间营养体亲和性的测定46-47
- 1.4 稻瘟病菌抗稻瘟灵(IPT)、多菌灵(MBC)诱变及抗药性突变株筛选47
- 1.5 菌株间菌丝融合产生无性重组的检测47
- 2 结果与分析47-48
- 2.1 源自江苏省的稻瘟病菌营养体可亲和性47-48
- 2.2 源自江苏省的稻瘟病菌菌株间的无性重组48
- 3 讨论48-53
- 第二章 稻瘟病菌无性重组体若干生物学性状的研究53-63
- 1 材料与方法54-55
- 1.1 供试菌株54
- 1.2 供试培养基54
- 1.3 无性重组体的筛选54
- 1.4 生长速率测定54
- 1.5 分生孢子产量测定54-55
- 1.6 分生孢子萌发率测定55
- 1.7 对水稻寄主的毒性测定55
- 2 结果与分析55-56
- 2.1 无性重组体的筛选55
- 2.2 无性重组体的生长速率55-56
- 2.3 无性重组体产孢能力及分生孢子萌发率56
- 2.4 无性重组体对水稻寄主的毒性56
- 3 讨论56-63
- 第三章 稻瘟菌株CH63和TH16杂交后代毒性变异及其无毒基因组成63-76
- 1 材料和方法64-65
- 1.1 供试菌株64
- 1.2 供试品种64
- 1.3 病菌的交配及子囊孢子的分离64-65
- 1.4 致病性的测定65
- 2 结果与分析65-66
- 2.1 两个稻瘟菌亲本菌株及其杂交后代在供试水稻品种上的致病性65
- 2.2 杂交后代的致病性分离65-66
- 2.3 稻瘟菌亲本菌株对供试水稻品种的无毒性/毒性的遗传分析66
- 3 讨论66-76
- 第四章 稻瘟病菌CH63和TH16杂交组合的遗传图谱构建及无毒基因的定位76-91
- 1 材料与方法77-80
- 1.1 供试菌株77
- 1.2 供试品种77
- 1.3 病菌的支配及子囊孢子的分离77
- 1.4 致病性的测定77-78
- 1.5 基因组DNA提取78
- 1.6 SSR引物设计及PCR反应参数78-79
- 1.7 SCAR反应参数79
- 1.8 RAPD反应参数79-80
- 1.9 SSR、SCAR和RAPD标记数据分析80
- 2 结果与分析80-83
- 2.1 稻瘟菌亲本菌株的无毒基因的遗传分析80
- 2.3 遗传连锁图谱构建80-82
- 2.3 SSR、SCAR和RAPD分子标记在CH63和TH16之间的多态性分析82
- 2.4 菌株CH63携带的无毒基因的定位82-83
- 3 讨论83-91
- 附录91-108
- 附录一 稻瘟病菌无性重组体的遗传93-102
- 1 材料和方法93-94
- 1.1 供试菌株:93-94
- 1.2 供试培养基94
- 1.3 单孢和单芽管的菌株分离94
- 1.4 抗药性测定94
- 2 结果与分析94-97
- 2.1 重组体在单孢无性系后代中的遗传94-96
- 2.2 重组体在单芽管菌株后代中的遗传96-97
- 2.3 重组体携带的标记性状在同一单分生孢子的单芽管菌株中的遗传97
- 3 讨论97-102
- 附录二 SSR引物和SCAR引物序列表102-108
- 表1 多态性SSR引物序列和对应SSR序列表102-107
- 表2 SCAR引物序列表107-108
- 攻读博士学位论文期间发表的研究论文108-109
- 致谢109
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| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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