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稻曲病菌生物学特性与致病力及遗传多样性的研究

李燕  
【摘要】:水稻稻曲病是由拟黑粉菌[Ustilaginoidea virens(Cook.) Tak]侵染而引起的一种水稻穗期病害,过去由于仅在中晚稻田少量发生,一直缺乏重视。稻曲病的发生影响水稻产量与品质,随着稻田氮肥用量增加和大穗、密穗型晚熟品种的大面积种植,该病逐年加重,已成为威胁水稻高产稳产的重要病害。本研究测定了采自江苏省100个稻曲病菌菌株的产孢能力、生长速率、色泽、胞外物质对麦种根长抑制率及其致病性,并用SPSS软件分析了其产孢能力、生长速率、色泽、对麦种萌发抑制率与致病性的相关性。结果表明:在两优培九中未致病的菌株有33个;致病性弱(平均病粒率为0.1%-1%,或平均每穗病粒数1-2.64粒)的菌株有8个;致病性中等(平均病粒率为1%-10%,或平均每穗病粒数2.64-26.4粒)的菌株有35个;致病性强(平均病粒率大于10%,或平均每穗病粒数26.4粒)的菌株有24个。不产孢的菌株有12个;产孢量少(150×104个/ml)的菌株有46个;产孢量中等(50-250×104个/ml)的菌株有30个;产孢量多(大于250×104个/ml)的菌株有12个。生长速率慢(小于1.5mm/d)的菌株有6个;生长速率中等(1.5-3.0mm/d)的菌株有88个;生长速率快(大于3.0mm/d)的菌株有6个。培养基色泽为白色的菌株有27个;黄色的有11个;黄绿色的有33株;墨绿色的有29株。稻曲病菌菌株胞外物质对麦粒根长的抑制率,抑制率强(50%)的菌株有22个;抑制率中等(20%-50%)的菌株有62个;抑制率弱(20%)的菌株有16个。菌株的产孢能力、培养基色泽与致病性呈正相关;对麦种根长抑制率与致病性的相关系数无统计学意义。菌株的生长速率与致病性呈负相关。其中,菌株的产孢能力和致病性呈中度相关;培养基色泽、生长速率与致病性呈低度相关。 对全国9个省市的150个稻曲病菌进行产孢能力及致病性实验,结果表明:稻曲病菌产孢较稳定,三次产孢实验中产孢量标准偏差小于10.0的菌株有132个,占总数的88%。两优培九为稻曲病感病品种,平均病情指数为67.73,有98个菌株病情指数大于50;淮稻5号为稻曲病中等抗病品种,平均病情指数为21.80;武育粳3号为抗病品种,平均病情指数为16.07,有113个菌株病情指数小于25。根据150个稻曲病菌菌株在武育粳3号、淮稻5号和两优培九3个不同抗性品种上的致病性的明显差异,可划分为7个致病类型,其中,1号(三种水稻品种分别呈感、感、感)与3号(三种水稻品种分别呈抗、抗、感)致病类型为优势致病类型,1号致病类型有36个菌株占总数24%;3号致病类型有53个菌株占总数35.33%。 通过rep-PCR技术,分析了来源江苏省徐州、苏州、南京、盐城和南通稻区稻曲病菌的群体遗传多样性。用3对特异性引物BOX、REP和ERIC对48个菌株基因组DNA进行了PCR扩增,以彼此间的带位相似率达90%为界,BOX扩增的谱型被分为4簇,REP的谱型被分为4簇,ERIC的谱型被分为5簇。BOX引物由于参试菌株遗传多样性值最大(0.55),簇群分类与地理位置显著相关,所以较其他两种引物更适合进行稻曲病菌的群体遗传多样性分析。群体遗传多样性值BOX为0.55、REP为0.44、ERIC为0.42,说明江苏省这五个地区稻曲病菌群体的遗传分化不明显,遗传多样性稳定。48个稻曲病菌株接种于感病品种“两优培九”上,被划分为3个致病性类型,其中弱致病性类型占50%,为优势致病性类型。江苏省五大稻区48个稻曲病菌的BOX、REP、ERIC簇群分类与地理位置、致病性类型均无显著的相关性。


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