中国东北地区玉米纹枯病菌融合群鉴定及遗传多样性研究.pdf

1、随着紧凑型玉米品种的大面积种植，玉米栽培密度提高，氮肥用量增加，形成有利于玉米纹枯病发生的小气候条件。玉米纹枯病已成为我国玉米主产区的一种重要病害，其危害日趋严重。东北地区是我国春玉米主产区，玉米纹枯病对该地区玉米的危害呈逐年加重的趋势，本研究对该地区玉米纹枯病菌的融合群类群进行了系统鉴定并对其优势致病群AG1-IA进行了遗传多样性分析，主要研究结果如下：
　　 1.自中国东北三省采集玉米纹枯病标本300余份，分离获得286个丝

2、核菌菌株。融合群测定结果表明，这些菌株分别属于多核丝核菌的AG1-IA、AG1-IB、AG1-IC、AG4-HG-I、AG4-HG-III、AG-5、WAG-Z群及双核丝核菌的AG-Ba群。其中AG1-IA是优势致病群，占分离菌株总数的38.46％，其次是WAG-Z和AG-5群，分别占26.92％及24.83％。AG4-HG-III群菌株是国内首次从罹病玉米植株上分离得到。
　　 2.利用5.8S rDNA-ITS区序列分析方法

3、，对该地区玉米纹枯病菌不同融合群代表菌株的系统演化关系进行了研究。结果表明，相同融合群（或亚群）的菌株，序列一致率达98-100％，而不同融合群（或亚群）菌株之间序列的一致率仅为72％-89％。说明此基因序列可以对丝核菌不同融合群或亚群的菌株进行有效区分和鉴定。依据本研究测得的31个代表菌株及10个源自GenBank且隶属不同融合群的菌株所构建的系统发育树可以看出,41个菌株可被划分为3个大的分支，其中属于立枯丝核菌（Rhizocson

4、ia solani）的6个不同融合亚群（AG4-HG-III、AG4-HG-I、AG-5、AG1-IC、AG1-IB和AG1-IA）的29个菌株构成第一个分支；第二个分支由属于双核丝核菌AG-Ba群的5个菌株构成；属于多核丝核菌WAG-Z群的YR-13、YR-18和YR-69等7个菌株构成第三个分支。进一步分析三个分支间的亲缘关系发现，属于双核丝核菌AG-Ba群的菌株与属于立枯丝核菌不同融合群菌株间的亲缘关系更近，而属于WAG-Z群的不

5、同菌株与隶属立枯丝核菌及双核丝核菌不同融合群菌株间亲缘关系相对较远。
　　 3.利用正交试验设计方法来优化立枯丝核菌AG1-IA群菌株的ISSR反应体系。利用引物UBC809对体系中Mg2+、dNTPs、Taq DNA聚合酶和引物的浓度等4个因素采用L9(34)正交表对ISSR反应体系进行了优化。确定了ISSR扩增的优化体系为：25μL的PCR体系中含有Mg2+2.2 mmol·L-1、dNTPs 0.15 mmol·L-1、T

6、aq DNA聚合酶0.5 U、引物0.32μmol·L-1、DNA模板0.5μL。
　　 4.利用ISSR-PCR技术对采自吉林、辽宁、山东和江苏等不同地域的中国玉米主产省份的28个AG1-IA群菌株的遗传多样性进行了分析。从35个供试引物中筛选出11个多态性明显、条带清晰、反应稳定的引物，进行ISSR-PCR扩增，共扩增出97条谱带，其中特征性条带（多态性位点）为74条，占总条带数的76.3％。依据扩增结果，利用UPGMA法，

7、构建了其树状聚类图谱。聚类分析结果表明，供试的28个菌株的遗传相似系数在0.70～0.90，在0.73水平上,28个菌株可分为4个ISSR组（IG）。IG1是来自江苏的1个菌株。IG2包括来自吉林、辽宁的5个菌株。IG3包括辽宁的1个菌株和江苏的1个菌株。IG4包括剩余的20个菌株，在0.77水平上，此组又可以进一步分为4个亚组，其中第一个亚组包括10个菌株，其中有来自吉林、辽宁省的7个和来自山东的3个菌株；第二个亚组包括来自山东的3个

8、菌株；第三个亚组包括辽宁的1个菌株和山东的1个菌株；第四个亚组是来自江苏省的5个菌株。上述结果表明，来自不同地域的AG1-IA群菌株既存在一定程度的遗传分化现象也存在较大程度的相似性，来自吉林和辽宁的菌株其遗传相似度更高，来自东北地区的菌株与山东的菌株也存在较高的相似度，而与来自江苏的菌株间的相似度明显降低。说明AG1-IA融合群菌株的遗传分化与大范围的地理位置差异存在较密切的相关性。
　　 5.利用ISSR-PCR方法对28个

9、致病力存在差异的AG1-IA群菌株的遗传分化现状进行了测定。从35个供试引物中筛选出11个多态性明显、条带清晰、反应稳定的引物，进行ISSR-PCR扩增，共扩增出79条谱带，其中特征性条带（多态性位点）为55条，占总条带数的69.62％。依据扩增结果，利用UPGMA法，构建了其树状聚类图谱。聚类结果表明，供试的28个菌株的遗传相似系数在0.72～0.95，在0.75水平上,28个菌株可分为3个ISSR组：IG1组包括7个强致病力的菌株；