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玉米灰斑病菌(Cercospora zeae-maydis)生物学多态性与生理分化机理研究

王桂清  
【摘要】:玉米是我国主要的粮食作物,种植面积和总产量仅次于小麦、水稻而居第三位。病害是影响玉米生产的主要自然灾害,常年损失可达6%~10%。玉米灰斑病在我国过去是次要病害,但进入90 年代以来,该病已成为东北玉米产区主要病害之一。对该病害进行系统研究,找到防治该病害的最佳途径,已成为保证玉米可持续增产的关键环节。国内外对该病害的病原学、流行学、抗性基因定位、品种资源抗性评价及综合防治方法等方面已进行了较系统研究,然而对其病原菌生物学及遗传多态性、生理分化等方面研究较少。因此本文重点对这些方面作了较系统的研究,为今后有针对性的抗病育种和品种合理布局奠定坚实的基础。 本论文从寄主-病原互作角度研究了玉米灰斑病菌的遗传变异与致病性分化,采用培养性状、鉴别寄主鉴定技术、同工酶电泳技术、基因组随机多态性扩增技术(RAPD),明确了该病菌存在明显的生物学多态性和致病性分化现象,并从遗传物质DNA 水平证实病菌致病性分化并非是表型变异,而是一种基因的分化,具有一定的遗传基础,尤其对病菌的强致病类型更是如此。 本研究在组织学、蛋白质和DNA 水平上,系统研究了玉米灰斑病菌的生物学多态性,这种多态性主要表现在以下几个方面:①病菌形态学和培养性状多态性:菌株间存在分生孢子形态、菌丝生长速度、菌落产色素能力等方面的差异,该病菌在自然界存在另一种变异类型——白化菌株,说明灰斑病菌的确存在遗传变异的潜能。研究发现:白化菌株与野生的黑色菌株在生物学特性、蛋白质及同工酶谱带和活性以及DNA 多态性等方面有明显的差异。虽然白化菌株生长速度快,但致病性较弱,说明白化菌株的致病性与生长速度无关,可能与产生孢子的水平有关。②组织学水平上的多态性:主要体现在菌株间侵袭力水平、病害显症过程、病斑反应型的复杂性等方面。③酶学和蛋白质水平上的多态性:主要表现在可溶性蛋白、酯酶(EST)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苹果酸脱氢酶(MDH)、多酚氧化酶(PPO)等谱带和活性方面的差异;同时也表现在菌丝融合和血清学上的差异。④DNA 水平上的多态性:本研究采用RAPD 技术将来自玉米


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