明确东北地区玉米大斑病菌交配型组成情况及遗传结构,为进一步深入研究玉米大斑病的发生、流行及防控技术提供理论依据。利用交配型鉴定特异引物对2017年采自辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古4个省(自治区)34个市县的57株玉米大斑病菌进行交配型测定,并采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术对供试菌株进行遗传多样性分析。测定结果表明:东北地区玉米大斑病菌主要包括2种交配型,即仅含StMAT1-2基因的a交配型和仅含StMAT1-1基因的A交配型,且a交配型的比例(78.95%)明显高于A交配型(21.05%),表现出明显的不平衡现象。遗传多样性分析结果表明:从100对SRAP通用引物中筛选出多态性较好且稳定的8对引物组合,共扩增出64条条带,不同引物组合对供试菌株扩增条带数量不同,引物组合Me5/Em9和Me8/Em1扩增的条带数量最多,Me3/Em3扩增的条带数量最少,其中多态性条带44条,平均每个引物组合扩增出5.5个多态性条带,多态性位点比率为68.75%。UPGMA聚类分析显示,供试菌株遗传相似系数介于0.76～1.00,在阈值为0.82时,所有菌株被分为4个类群,表现出丰富的遗传多样性。SRAP划分结果表明:类群Ⅰ中菌株均为A交配型,a交配型菌株均聚集于类群Ⅱ中,说明玉米大斑病菌遗传类群和交配型之间存在密切关系,但二者均与菌株地理来源无明显相关性。

为明确东北地区玉米大斑病菌的生理分化及小种动态情况,分析玉米大斑病加重的原因。采用常规Ht单基因(Ht1、Ht2、Ht3、HtN)鉴别寄主鉴定技术,对2010年采自辽宁、吉林、黑龙江省22个县(市)88份玉米大斑病菌的菌株进行了生理小种鉴定,共鉴定出0、1、2、N、12、1N、23、2N、3N、12N、123N、123、23N和12N号14个生理小种;东北地区大斑病菌生理分化明显,出现了能够克服多个抗性基因的小种,其中,0号和1号生理小种分别占供试菌株的37.5%和20.5%,为优势小种;所鉴定的88个菌株对Ht1、Ht2、Ht3和HtN抗性基因的毒性频率分别为45.5%,30.7%,15.9...

利用70对扩增产物具有稳定多态性的SSR标记研究了66份玉米自交系的遗传多态性。70对引物在供试材料中共检测出273个等位基因变异,每对引物检测等位基因2~7个,平均3.9个,每个位点的多态性信息量(PIC)变化于0.121~0.814之间,平均0.584。66份自交系之间的遗传相似系数变化范围0.70~0.93。UPGMA聚类分析结果表明,66份供试自交系划分为5个类群,分类结果与系谱来源基本一致,东北地区生产上主要推广杂交种的亲本大多来自不同的类群。

【目的】针对黄淮海地区发生的玉米弯孢叶斑病,通过分子生物学技术,明确其致病菌新月弯孢(Curvularia lunata)在不同地区和年份间的遗传差异及亲缘关系,为研究该病害的发生和流行提供数据资料。【方法】对2013、2016和2017年采集自黄淮海地区5省(河南、河北、山东、安徽、江苏)的病样进行分离,并采用形态学和分子生物学(ITS和EF-1α序列分析)对分离到的菌株进行鉴定,共获得175个新月弯孢菌株。从哥伦比亚大学开发的通用引物中筛选出13条多态性高、重复性好的引物,利用筛选出的引物对175个新月弯孢菌株进行ISSR-PCR扩增,利用Popgen32软件计算多态性比率、Shannon’s信息指数、群体间的遗传距离和遗传相似性,使用NTsys2.10e软件进行UPGMA聚类分析和基于遗传相似系数的主坐标分析,构建聚类分析图和散点图。【结果】利用筛选出的引物对175个菌株进行PCR扩增,共获得105条多态性条带,多态性比率为100%。在群体平均水平上,基因多样性水平(H)为0.3867,Shannon’s的信息指数(I)为0.5682,表明玉米弯孢叶斑病菌具有丰富的遗传多样性;不同地理种群间的遗传多样性存在一定差异,河南和安徽种群遗传多样性最高,江苏种群较低;年度间相同地理来源的菌群亲缘关系较远,相同年份不同地理来源菌群亲缘关系较近。聚类分析显示所有菌株相似系数为0.51—0.93,在相似系数为0.59水平上,175个菌株被划分为2群5个亚群,亚群间表现出年度间的差异,不同地理种群病菌间存在基因交流,遗传相关性较高;主坐标分析结果与聚类分析结果一致,同一年份的菌株明显聚集在一起。【结论】引起黄淮海地区玉米弯孢叶斑病的病原菌群体存在较高的遗传变异,地域相邻的病菌遗传关系较近;同一地区的菌株在年度间表现出一定遗传距离,而同一年份不同地理来源的菌株遗传距离较近。引起该地区玉米弯孢叶斑病的新月弯孢菌株不是以本地菌源为主,其主要菌源可能来自南方水稻和草坪草或东南亚玉米生产区,但也存在少量存活于地表病残体上的菌株可作翌年的初侵染源。

采用2套Ht单基因鉴别品种,对2007-2009年采自云南省13个地区的81份玉米大斑病菌菌株进行了生理小种鉴定,利用分子标记技术对菌株交配型进行了分析。结果表明,云南省玉米大斑病菌生理小种和交配型组成复杂,81个菌株可分为0、1、2、3、12、23、2N、3N、12N、23N和123N等11个小种类型,其中能克服鉴别寄主上所有显性抗病基因的123N小种占22.2%,为优势小种;依据分子标记,81个菌株可分成A、a、Aa 3种交配型菌株及中性菌株,分别占49.4%、12.3%、29.6%和8.6%。此外,在同一区域内存在多个生理小种和不同的交配型菌株。

为明确东北地区水稻纹枯病菌遗传多样性与致病性之间的对应关系,为水稻抗病育种和水稻纹枯病的综合防治提供依据。对2015年采自东北地区水稻主产区的132株水稻纹枯病菌菌株进行了致病力测定和SRAP分析,其中112株为多核菌株(Rhizoctonia solani),20株为双核菌株(Rhizoctonia oryzae)。SRAP聚类分析结果表明:东北地区112株水稻纹枯病菌多核菌株的遗传相似性系数在0.520.97之间,在78%遗传相似水平下,划分为15个聚类组群;20株水稻纹枯病菌双核菌株的遗传相似性系数

为明确辽宁省和安徽省玉米弯孢叶斑病菌的生理分化和遗传多样性及其近缘关系。利用UP-PCR、ISSR分子标记方法,对采集于辽宁省和安徽省30株玉米弯孢叶斑病菌进行了遗传多样性分析。从供试引物中筛选获得具有多态性好且稳定的UP-PCR引物4个、ISSR引物12个,分别扩增出27条谱带和76条谱带,多态性条带比率分别为77.78%和89.47%。聚类分析结果表明,UP-PCR阈值在0.662处菌株被分为7个类群,ISSR阈值在0.681处菌株被分为8个类群,玉米弯孢叶斑病菌存在丰富的遗传变异,与地理来源无明显相关性。从稳定性、可操作性和多态性水平来看,ISSR技术更适合于分析玉米弯孢叶斑病菌的遗传多...

【目的】明确海南三亚玉米南繁基地和黄淮海玉米主产区的玉米小斑病菌(Bipolaria maydis)菌株的致病性差异,以及遗传多样性和亲缘关系的远近,为海南三亚南繁基地育种过程中玉米品种的抗病性筛选提供理论依据,并对玉米品种在黄淮海地区的推广种植提供参考。【方法】对采集自海南三亚和黄淮海地区的玉米小斑病病叶进行病原菌分离,经过形态学和分子生物学方法对分离到的菌株进行鉴定,共获得61株玉米小斑病菌菌株。采用人工喷雾接种法对61株小斑病菌菌株的致病力进行鉴定;并选取16条扩增条带清晰、重复性好、多态性高的引物进行ISSR-PCR扩增,利用Popgen32生物软件计算群体间的遗传距离和遗传相似性,并利用NTsys2.10e软件进行聚类分析,构建海南三亚与黄淮海地区小斑病菌的聚类图。【结果】致病性测定结果表明,海南三亚地区未分离到弱致病力菌株,强致病力菌株个数占三亚地区总菌株的57.1%;黄淮海地区分离到的弱致病力菌株占黄淮海地区总菌株的47.5%,强致病力菌株占黄淮海地区总菌株的17.5%。遗传多样性分析结果表明,在群体平均水平上,Nei’s基因多样性指数(H)为0.2820,Shannon’s信息指数(I)为0.4197,表明玉米小斑病菌具有一定的遗传变异;不同地理种群间的遗传相似系数为0.9028—0.9618,遗传距离为0.0390—0.1023,表明整体遗传相似系数较高,遗传距离较近;但不同地理种群间仍存在不同程度的遗传分化,其中,河南与河北的菌株群体遗传相似系数最高(GS=0.9618),亲缘关系最近;河南和三亚地区的菌株群体遗传相似系数最低(GS=0.9028),亲缘关系相对较远。聚类分析结果表明,三亚地区菌株和黄淮海地区菌株在相似系数为0.722时,明显被分为两大类群。【结论】黄淮海玉米主产区与海南三亚玉米南繁基地的玉米小斑病菌在致病力上存在一定差异,三亚地区强致病力菌株的分离频率高于黄淮海地区。黄淮海地区与三亚地区的菌株群体具有丰富的遗传多样性,且遗传多样性与地理来源有一定关系,地域相邻的菌株遗传关系较近;但三亚地区与黄淮海地区的菌株遗传相似系数相对较高,亲缘关系较近,且两种群间存在一定基因交流。因此,三亚地区作为玉米的南繁基地,其自然发病条件下筛选出对小斑病具有抗性的玉米品种或抗性亲本材料,对黄淮海地区小斑病抗性的逐年提高具有一定的影响,有利于减轻黄淮海地区病害的发生。

【目的】明确四川省玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)自然群体的交配型和有性态形成能力(育性),探索小斑病菌有性生殖在自然界发生的可能性。【方法】利用多重PCR技术对2013—2018年间采自四川和云南的玉米小斑病菌的交配型进行检测,通过相反交配型菌株的两两杂交筛选一对高配合力的菌株作为标准菌株,采用与标准菌株对峙的方法对待测田间菌株进行育性测定,以假囊壳及子囊的形成情况判定菌株的育性水平。【结果】544株玉米小斑病菌中交配型MAT1-1菌株286株,交配型MAT1-2菌株258株,出现频率分别为52.57%和47.43%。卡方检验两种交配型的比例符合1﹕1的分离比(χ2=1.441,P=0.230),未出现偏离。两种交配型菌株在各采样区均有分布,不同年份间交配型结构基本一致。筛选得到MSRS-2-3(MAT1-1)和DY-12-1-2(MAT1-2)作为一对标准菌株,与标准菌株杂交能够产生子囊孢子的可育菌株比例为88.79%,不能产生子囊孢子的不育菌株比例为11.21%。可育菌株中存在育性的分化,高育性、中等育性和低育性菌株分别占测试菌株的12.32%、27.39%和49.08%。采自不同年份、不同地区的小斑病菌育性结构存在差异,2013—2018年可育菌株率分别为77.88%、78.57%、93.33%、94.87%、93.49%和88.76%。云南西双版纳地区的菌株可育率最高,达到100%;其次为四川北部、中部、南部和东部地区,菌株可育率分别为93.25%、89.87%、83.33%和79.31%;四川西部地区菌株可育率最低,为69.23%。【结论】玉米小斑病菌自然群体中普遍存在MAT1-1和MAT1-2两种交配型,两种交配型均衡分布且多为可育菌株。尽管未见自然条件下玉米小斑病菌有性世代的报道,但两种交配型菌株和高比例可育菌株的普遍存在表明有性生殖可能正在发生。

以真菌毒素与分子植物病理学实验室前期分离、鉴定并保存的玉米大斑病菌菌株F1-40(A交配型菌株)、01-23(a交配型菌株)为试验材料,利用候选基因法,通过PCR扩增和Genome Walking技术,对A交配型菌株和a交配型菌株的MAT基因进行同源片段扩增,从而获得基因全长及其侧翼序列,进一步利用生物信息学方法对扩增得到的MAT基因全长进行保守结构域分析,利用玉米大斑病菌基因组数据库的Blast序列比对软件将MAT1基因和MAT2基因的侧翼序列进行比对。研究结果表明,在不同交配型的玉米大斑病菌中,A交配型的菌株中含有A交配型基因MAT1,a交配型菌株中含有a交配型基因MAT2。2个基因均含有...

以能够代表东北地区水稻当前育种动态的区域试验品种(系)为试材,利用SSR标记分析了东北稻区水稻种质资源地区间和品种间的遗传多样性差异以及亲缘关系。结果表明,东北稻区整体的遗传多样性狭窄,明显低于国内其他稻区水平。在103个多态性位点上共检测到303个等位基因,平均每个位点只有2.94个,并且等位基因分布也极不均匀。不同染色体间的遗传多样性分析结果表明,Chr.6、Chr.9、Chr.11三条染色体的多态性位点分布较均匀且多态性信息含量也较多,整体遗传多样性丰富程度高于其他染色体。结果还发现,三个省份中黑龙江地区的品种整体纯合程度最高的,吉林次之,辽宁最低。东北三省水稻遗传多样丰富程度排序是:黑...

对UP-PCR(Universally Primed PCR)反应中的一些重要参数进行了优化,建立适合于玉米纹枯病菌的UP-PCR反应体系。对分离自辽宁、吉林、黑龙江等玉米主产区的22个菌株和16个标准菌株进行遗传多态性分析,筛选出7个扩增多态性好且稳定的通用引物,共扩增出105条带,其中多态性条带102条,占总条带数的97.1%。当相似系数为0.685时,可将38株镰孢菌菌株划分为10个类群,其中所有AG1-IA菌株聚为一个类群。聚类分析结果表明,供试菌株的遗传多样性与其所属融合群有着明显的相关性,而与其地理来源之间无明显的相关性。

【目的】由大斑突脐蠕孢(Exserohilum turcicum)和玉蜀黍平脐蠕孢(Bipolaris maydis)引起的玉米大斑病和小斑病是玉米生产上重要的叶部真菌病害,本研究旨在建立玉米大斑病菌和小斑病菌交配型多重PCR检测方法,为玉米大斑病菌和小斑病菌的交配型田间分布和有性生殖研究提供技术方法。【方法】根据GenBank中已登录的玉米大斑病菌(登录号MAT1-1:GU997138和MAT1-2:GU997137)和小斑病菌(登录号MAT1-1:X68399和MAT1-2:X68398)交配型基因序列,利用Primer Premier 5.0软件设计2种病原菌交配型多重PCR检测特异性引物,采用单因素法对引物的退火温度以及扩增程序中延伸时间和循环数等重要参数进行优化,建立玉米大斑病菌和小斑病菌交配型多重PCR检测方法,并对2种病原菌的交配型多重PCR检测灵敏度和特异性进行检验。同时,对田间采集的129株玉米大斑病菌和194株玉米小斑病菌单孢菌株的交配型进行多重PCR检测,以明确建立的交配型多重PCR检测方法的适用性。【结果】建立的多重PCR方法和设计的交配型特异引物StMAT01-2F/R、StMAT02-3F/R、ChMAT01-3F/R和ChMAT02-2F/R可分别扩增出MAT1-1、MAT1-2型菌株大小为816、132 bp(大病斑菌)与490、136 bp(小病斑菌)的特异性目的条带。25μL多重PCR扩增体系:2×Multiplex PCR Mix 12.5μL,引物各10 pmol,DNA模板100 ng,退火温度为57.2℃(大病斑菌)和55.0℃(小斑病菌),35个循环。该多重PCR对玉米大斑病菌MAT1-1、MAT1-2型单孢菌株的检测灵敏度分别为0.1、0.01 ng基因组DNA,而对玉米小斑病菌MAT1-1、MAT1-2交配型的检测灵敏度均为0.1 ng基因组DNA。该交配型多重PCR检测方法对玉米大斑病菌和小斑病菌特异性很强,能够很好地区分玉米大斑病菌和小斑病菌相应的近缘种和14株其他真菌菌株。不同地理来源的玉米大斑病菌和小斑病菌交配型检测结果表明,该多重PCR能够准确地检出129株玉米大斑病菌和194株玉米小斑病菌的交配型,且检测结果与随机抽取的菌株杂交验证结果完全吻合。【结论】构建的玉米大斑病菌和小斑病菌交配型多重PCR检测方法灵敏度高、特异性好、操作简便,能够准确、快速地检测出玉米大斑病菌和小斑病菌的交配型,为玉米大斑病菌和小斑病菌的交配型田间分布和监测及有性生殖研究提供了可靠的技术方法。

为明确近年来中国玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的生理小种变化和种群消长情况,分析玉米大斑病逐年加重的原因。采用常规Ht单基因(Ht1、Ht2、Ht3和HtN)鉴别寄主,对2005年和2006年采自黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、陕西、山西、河南、四川和北京-天津-唐山地区共10个省区28个地区的204个玉米大斑病菌菌株进行了生理小种鉴定;利用毒力频率法分析玉米大斑病菌的生理分化及其在中国的分布频率。结合前人研究结果,分析了近30年中国玉米大斑病菌生理小种变化趋势。共鉴定出0,1,2,3,12,13,23,123,23N共9个生理小种,其中0号小种和1号小种为优势小种,...

对采自中国9省(市)不同地理来源和不同品种的玉米丝黑穗病菌[Sporisorium reilianum(Kühn)Langdon&Fullerton]进行了遗传多样性研究。应用随机扩增多态性DNA(random ampilfied polymorphic DNA,RAPD)技术对22个不同地区菌株的DNA进行扩增,经聚类分析结果表明,可将供试菌株基本分成5组。来自不同地区相同品种上的菌株和同一地区不同品种的菌株的DNA多态性存在差异;同一组内的DNA多态性亦有差异,即玉米丝黑穗病菌具有丰富的种内遗传多态性。