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中国马铃薯晚疫病菌交配型与无毒基因多样性分析

方治国  
【摘要】:由致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是一种毁灭性病害,致病疫霉群体结构的组成与变化直接影响着晚疫病的发生与流行。本研究通过对致病疫霉交配型和无毒基因分析,旨在了解我国多个省份致病疫霉群体遗传结构及其形成的可能机制,为抗性品种、化学药剂的应用和布局提供理论依据。得到如下主要实验结果: 1、采用对峙培养,对采自全国7个省、1个直辖市共11个群体954个疫霉菌菌株进行交配型测定显示,A1和自育型菌株分别占到237、717株,没有发现A2型。其中贵州、宁夏、龙海、青口、霞浦(2012)5个群体全部为自育型,湖南和霞浦(2011)2个群体全部为A1型,重庆、甘肃、湖北3个群体以自育型为主,而广西主要是以A1型为主,不同疫霉菌群体交配型分布存在显著差异。以上说明A2交配型菌株在我国不存在或频率很低,相反,自育型菌株在我国出现频率越来越高。 2、采用MTT染色法,对自育型疫霉菌产生卵孢子活性研究显示,甘肃、宁夏、贵州、云南四个群体的卵孢子平均活性率随着培养时间逐渐降低,在培养第21天时,四个群体的卵孢子平均活性率不到10%。甘肃与其它3个群体之间存在显著性差异,宁夏、贵州、云南3个群体间没有显著性差异。采用隔膜培养,对自育型菌株分别诱导A1和A2型菌株产生卵孢子研究显示,不同组合菌株诱导产生的卵孢子能力不一样。以上结果说明有性生殖在疫霉菌群体遗传中的作用可能不大,相邻地区的疫霉菌卵孢子活性差异小,自育型诱导A1或A2型产生卵孢子能力可能与菌株活力有关。 3、对12个群体共1033个疫霉菌菌株Avr1、Avr2、Avr3a、Avr4、Ipi-o进行频率分布研究表明,大部分无毒基因频率值为100%,且不同群体5种无毒基因频率分布差异不显著。对福建、云南、广西、贵州、宁夏、甘肃6个疫霉菌群体Avr2和Avr3a序列分析显示,两者的π和θw值都比较高,两者的变异机制主要是以点突变为主,也有少数插入和缺失。Avr2群体间的遗传分化程度较高,而Avr3a群体间几乎没有遗传分化。以上结果说明疫霉菌无毒基因片段几乎没有缺失,但是出现了不同形式的变异,Avr2和Avr3a遗传多样性都比较高,但Avr3a相对Avr2较保守,这可能与Avr3a变异后不会产生大的适应性代价有关。


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