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西瓜枯萎病菌和品种的遗传多样性研究

郭小敏  
【摘要】:西瓜是世界上的重要水果之一,尤其在夏季水果中占有十分突出的地位,其栽培面积与总产量均在世界十大水果之列。而西瓜枯萎病的发生严重威胁着西瓜的产量和品质,是西瓜生产上的主要病害。理论研究和生产实践证明,培育西瓜抗病品种是解决西瓜枯萎病病害最经济有效途径。而抗病品种的培育涉及到病菌分化、抗源的鉴定和收集、品种的抗性遗传和抗病机制等的研究。因此,开展西瓜枯萎病菌和品种的遗传多样性研究,能够为西瓜抗病育种和品种的科学利用提供可靠的理论基础和方法。本研究旨在研究西瓜枯萎病菌和西瓜品种的遗传分化,并寻找病菌遗传分化和致病性分化、西瓜品种遗传多样性和抗病性之间的关系。 本研究是在枯萎病菌专化型、致病型鉴定和西瓜品种抗病性鉴定的基础上,一方面以河北省西瓜主产区的47个枯萎病菌和来自北京的1号生理小种、新疆的0号、2号生理小种为试材,采用RAPD分子标记技术,对西瓜枯萎病菌的遗传分化进行了分析和讨论;另一方面以48个来源和抗性不同的西瓜品种为试材,采用AFLP分子标记技术,对西瓜品种的遗传多样性进行了研究。 1.采用完全随机试验,以病菌FON6为试材,建立了适合西瓜枯萎病菌的RAPD反应体系:随机引物浓度为10μmol/L,模板DNA浓度为40ng,Taq DNA聚合酶1.25U,10×buffer 2.5μL,2mmol/L dNTPs 1μL;同时对RAPD扩增反应中适宜的退火温度进行了探索,最终确定为37℃。 2.对50个西瓜枯萎病菌进行遗传多样性分析。结果表明,50个供试菌系两两之间的相似系数变化在0.45~0.93之间,平均遗传相似系数为0.71,可见西瓜枯萎病菌群体内存在较丰富的遗传变异。基于RAPD聚类分析表明,50个菌系可划分为6个RAPD群(RAPD groups,简称ROs),即RGⅠ、RGⅡ、RGⅢ、RGⅣ、RGⅤ和RGⅥ。其中RGⅥ又可划分为7个亚群(RAPD subgroups,简称RSGs),分别为RSG1、RSG2、RSG3、RSG4、RSG5、RSG6和RSG7。不同的RGs或RSGs含有的菌系数目不同,RGⅠ和RGⅡ仅含有一个菌系,RGⅢ和RGⅣ分别包括两个菌系,RGⅣ包括5个菌系,其余的菌系属于RGⅥ;RSG1至RSG5各包括一个菌系,RSG4、RSG5各包括两个菌系;RSG5包括19个菌系,且这19个菌系之间的亲缘关系变异较大;RSG6共包括13个菌系,各菌系间的遗传变异程度亦有所不同。本研究结果表明:(1)RAPD类群(或亚群)与病菌致病型间没有明显的相关性;(2)RAPD类群(或亚群)的划分与菌系地理来源亦无明显的相关性。 3.11对引物对河北省48个西瓜品种进行的AFLP分析表明,48个品种之间的相似系数变化在0.32~0.95之间,平均相似系数为0.82,相似系数变化幅度大是品种特大京欣作用的结果,该品种的遗传背景与其他47个品种明显不同,若剔除特大京欣,则其余47个品种间的相似系数变化范围为0.59~0.95,表明 西瓜品种之间遗传基础狭窄。聚类分析结果表明,48个品种被划分为6个类群 (AGs),即类群AGI、AG 11、AGm、AGW、AGV和AGVI。其中AGI、 AGn和AGnl各包括1个品种,AGIV包括3个品种,AGV包括20个品种, AGVI包括22个品种。类群AGV又可划分为3个亚群(A SGs),即ASGI、 ASGll和ASGm。基于AFLP多态性带划分的品种类群与品种的抗病性鉴定 结果不能很好的统一起来。 本研究的结果建立了西瓜枯萎病菌RAPD体系;明确了西瓜枯萎病菌和西 瓜品种的遗传多样性;探讨了西瓜枯萎病菌RAPD类群与不同生理小种之间 的关系,以及西瓜品种AFLP类群与品种抗病性之间的关系。


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