安徽水稻稻曲病群体菌遗传结构及致病力研究

为明确安徽水稻主栽区稻曲病菌群体遗传结构、致病力及相互对应关系,从安徽28个水稻种植县(市)采集并分离稻曲病菌92株, 利用REP-PCR (repetitive extragenic palindromic sequence PCR)进行菌株遗传多样性分析并采用人工注射接种测定致病力.结果表明,安徽稻区稻曲病菌群体遗传多样性丰富,在0.76相似性水平上可分为7个族,分属于不同族的24个菌株致病力差异显著,但与地域来源与该试验采用相关方法进行的归类或分簇无对应关系,菌株致病力与水稻品种表现出明显的特异性.     

中国主要稻区稻曲病菌的生物学特性及群体遗传多样性

【目的】明确采自中国10个水稻主产省份111个稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）菌株的生物学特性、群体遗传多样性与地理区域的关系。【方法】采用生物学方法测定111个稻曲病菌菌株的产孢能力、生长速率和致病力,并采用SPSS 20.0软件对稻曲病菌菌株的产孢能力、菌丝生长速率及致病力进行相关性分析。提取111个稻曲病菌基因组DNA,采用3对特异性引物BOX、REP、ERIC对稻曲病菌菌株的全基因组DNA进行PCR扩增,通过聚类分析对其群体遗传多样性进行研究。【结果】111个稻曲病菌菌株的致病力与产孢量的Pearson相关系数为0.765,显著性概率为0.001;致病力与生长速率的Pearson相关系数为0.035,显著性概率为0.685。采用3对特异性引物BOX、ERIC、REP对稻曲病菌菌株的全基因组DNA进行了PCR扩增,群体遗传多样性值分别为0.73、0.62和0.60。111个稻曲病菌菌株的DNA用BOX引物分别扩增出7-13条不等的带谱,DNA指纹相似性在0.70相似水平上,供试菌株被划分为6种基因类群,其中第1类群为优势类型,有57个菌株,占总数的51.4％;来自安徽、四川、广西、湖北和云南的菌株主要划分在类群1和4,第2类群主要是来自江苏的菌株,有18个菌株,占总数的16.2%;第3类群是来自浙江的菌株,有8个菌株,占总数的7.2%;第5类群是来自黑龙江的菌株,有9个菌株,占总数的8.1%,第6类群是来自辽宁的菌株,有12个菌株,占总数的10.8％。稻曲病菌基因类群与地理区域之间有一定的相关性,与致病力、生长速率和产孢量之间没有相关性。【结论】来自中国10个省份的111个稻曲病菌菌株的致病力与产孢量之间具有显著相关性,相关程度为中等;致病力与菌丝的生长速率没有相关性。根据BOX-PCR扩增的稻曲病菌菌株基因组DNA指纹图谱的多态性进行划分的基因类群与地理区域之间显著相关,推测稻曲病菌属于局域性传播;基因类群与生物学特性之间没有相关性。     

江苏省稻曲病菌的群体遗传结构

为了分析来源于江苏省徐州市、苏州市、南京市、盐城市和南通市的48个稻区稻曲病菌[Ustilaginoideavirens(Cook.)Tak.]的群体遗传多样性,通过Rep-PCR技术,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。48个稻曲病菌株接种于感病品种两优培九上,被划分为3个致病力类型,其中弱致病性类型占50%,为优势致病性类型。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BOX引物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5个地区稻曲病菌群体的遗传分化不明显,遗传多样性稳定。江苏省5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。     

四川省稻曲病菌的群体遗传结构

采用AFLP(Amplified fragmentlength polymorphism)技术分析了来自四川14个不同水稻种植区和50个不同籼型杂交稻稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)的遗传多样性.20对选择性扩增EcoR Ⅰ和Mse Ⅰ引物组合稻曲病菌株可产生40 ～56条DNA带,75个菌株共产生192条清晰可见的DNA带型,其中多态性121条,占总数的63.02％.结果表明:不同地理来源稻曲病菌可能具有相同的遗传群体结构,也显示特异性的群体遗传特征;稻曲病菌遗传结构与寄主品种关系不大,没有表现明显的专化性互作;稻曲病菌不同的遗传群体之间菌株的致病性存在很大差异,即使同一遗传群的不同亚群或同一亚群的不同次亚群之间的菌株致病性也显著不同.     

稻曲病菌致病力分化与接种处理条件优化

从源于2个地区种植的辽粳401自然发病的8穗稻曲病穗的8个稻曲球中分离获得15株稻曲病菌(Ustilaginoidea virens),其中从2个稻曲球的不同部位共分离获得8株稻曲病菌。用人工注射接种法将菌株分别接种到水稻品种丰田一号(感病品种)和辽粳401(中抗品种)上。结果表明,分离的菌株致病力分化较大。不同地区种植的同一寄主品种菌株致病力有差异;同一稻曲球上分离的菌株表现出致病力差异;同一菌株接种不同水稻品种,株发病率主要与水稻抗性有关。为提高稻曲病病菌接种成功率,对接种稻曲病病菌的水稻进行不同梯度的温度和保湿时间处理。结果表明,低温处理有利于提高稻曲病病菌的接种成功率。     

稻曲病菌产孢能力及致病力测定

【目的】测定稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）的产孢稳定性、产孢能力与致病力的相关性及在水稻品种上的致病性分化。【方法】采用液体培养和人工接种的方法对采自全国9个省（市）的150个稻曲病菌菌株进行产孢能力及田间致病力测定。【结果】3次产孢试验中产孢量标准偏差小于10.0的菌株有132个,占总数的88.0%。接种于两优培九（感病品种）的平均病情指数为67.7,其中98个菌株病情指数大于50;接种于淮稻5号（中等抗病品种）的平均病情指数为21.8;接种于武育粳3号（抗病品种）的平均病情指数为16.1,其中113个菌株病情指数小于25。稻曲病菌的产孢量与致病性呈正相关,但相关系数偏低,是中度-低度相关;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力,将供试的150个稻曲病菌划分为7个致病类型,其中,第3致病类型（武育粳3号、淮稻5号和两优培九3个水稻品种表现为抗、抗、感）有53个菌株,占总数35.3%,为优势致病类型。【结论】稻曲病菌产孢性能较稳定,稻曲病菌的产孢量与致病力呈正相关。150个稻曲病菌菌株和3个不同抗性的水稻品种之间存在2种互作关系,大多数菌株与水稻品种抗性表现为弱互作关系,少数菌株与水稻品种抗性表现为强互作关系。     

安徽水稻稻曲病菌寄生适合度研究

[目的]明确安徽省稻曲病菌菌株与品种的寄生适合度。[方法]从安徽15个水稻种植县(市)采集、分离并随机抽选24个菌株,采用人工注射接种诱病的方法,测定其在4个水稻品种上的致病力。[结果]不同菌株接种不同水稻品种后,诱发的稻曲病病穗率、平均穗病粒率和最高穗病粒率差异显著,菌株与品种互作特性明显。[结论]试验结果为稻曲病的预测预报和防治提供了参考。     

福建省水稻纹枯病菌的致病力及遗传多样性分析

为了解水稻纹枯病菌群体遗传结构,对福建省三明、龙岩、福州三地区以及广东、黑龙江和辽宁等省的35个水稻纹枯病菌菌株生长速率、致病力进行了比较并进行了RAPD分析。结果表明,供试水稻纹枯病菌群体存在丰富的遗传多样性;RAPD分析将不同地理来源的菌株聚为遗传相近的一类;分析还发现,在群体水平菌丝生长速率与致病力存在一定的相关性,生长速率快,其群体致病力强;对福建省内稻区间的分析发现,来自三明的纹枯病菌群体生长速率和致病力最高,龙岩次之,福州最低。     

东北地区水稻纹枯病菌遗传多样性和致病性分析

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0.52~0.97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在0.65~0.90之间,在80%遗传相似水平下,划分为7个聚类组群,群体遗传多样性较为丰富,遗传结构与地理来源无明显相关性。选用辽星1号水稻品种对所有菌株进行致病性测定,结果表明:77.27%的菌株具有强致病性,8.33%的菌株具有中等致病性,14.39%的菌株具有弱致病性,东北地区水稻纹枯病菌致病力分化较为明显。对比聚类分析和致病性测定结果可知,SRAP类群划分与菌株的致病力鉴定之间不存在简单的对应关系。     

东北地区水稻纹枯病菌致病性及遗传多样性分析

为明确东北地区水稻纹枯病菌致病性及其群体遗传多样性,将2018年采自东北三省13个水稻主产区的病样分离纯化,共获得176个立枯丝核菌菌株。采用离体叶片接种法测定菌株致病力,利用SRAP分子标记技术分析其遗传多样性。致病力测定结果表明,东北三省各地区菌株致病力存在分化现象,供试的176个菌株中,强致病力菌株占全部菌株23.3%;中等致病力菌株占61.9%;弱致病力菌株占14.8%。地理来源与致病力无明显相关性。根据UPGMA聚类分析,当相似系数为0.63时,176个菌株被划分为6个类群。聚类结果与地理来源具有相关性,但与致病力无明显相关性。利用16对SRAP引物分析176个立枯丝核菌菌株遗传多样性,共得到2 237个扩增条带,多态性频率为82.16%;基因多样度(h)、Shannon信息指数(I)分别为0.2827、0.4150。东北各地区立枯丝核菌群体间遗传距离与地理距离呈一定正相关。群体遗传分化系数Gst=0.3319,基因流Nm=1.0063,说明东北地区立枯丝核菌群体遗传分化度较高且群体间存在基因交流。AMOVA分析结果表明,群体内遗传分化为67.84%,遗传变异主要发生在群体内部。     

稻曲病菌培养特性及致病力研究

采用固体、液体培养及温室人工接种方法,测定了来自5个省(市)的10个稻曲病菌株的产孢特性、固体、液体培养特性及对品种的致病力,并用3个菌株对12个水稻品种进行致病性比较.结果表明:稻曲病菌不同菌株间存在明显致病性差异,不同品种对不同菌株的抗感反应也表现出显著差异.供试菌株的固体培养形态可分为7种类型,菌株的产孢特性、固体培养形态与致病力有一定的相关性,而振荡菌液颜色、产菌丝量与致病力相关性不明显;验证了火焰灼烧表面组织分离法及分生孢子液划线稀释法的单孢分离技术和控温控湿条件下菌丝-孢子混合接种体孕穗期注射接种法,该方法分离成功率及接种病穗率均可达100％,适用于水稻对稻曲病的抗性鉴定及相关研究.     

海南三亚和黄淮海地区玉米小斑病菌致病性及遗传多样性分析

【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。     

安徽省水稻纹枯病菌致病力分化与遗传多样性

对分离自安徽省7个县(市)的32株水稻纹枯病立枯丝核菌在5个鉴别寄主上进行了致病力测定,分析了其遗传多样性。结果表明,水稻纹枯病菌各菌株间的致病力存在显著差异,安徽省水稻纹枯病菌中大多数为中等致病力。对这些菌株进行RAPD分析,结果显示,DNA多态率达98.2%,遗传相似性系数在0.62～0.84之间,表明水稻纹枯病菌遗传分化较大,群体结构多样性较丰富。在相似系数为0.653时,所有菌株可聚合为4类,聚合类型与菌株的地理来源相一致,菌株的致病力与RAPD聚类分析结果无相关性。     

西瓜枯萎病菌致病型的遗传多样性分析

从我国7个西瓜产区(山东、湖北、安徽、江苏、湖南、河南及河北)的西瓜枯萎病病株和病土样中分离获得31株西瓜枯萎病菌株,采用幼苗共培养法测定各菌株的致病力。利用12个寡聚核苷酸随机引物对受试菌株的全基因组DNA进行PCR-RAPD分析。结果表明:31个受试西瓜枯萎病菌株可被划分为非致病型、弱致病型和强致病型3种致病型;其中非致病型菌株5株,致病型菌株26株。利用UPGMA软件对受试菌株间的遗传距离进行聚类分析,也发现来自不同地区的西瓜枯萎病菌存在明显的致病型分化;不同致病型的西瓜枯萎病菌具有丰富的遗传多样性,并划分为两个大的基因型,但与菌株的致病型没有显著的关系。     

黑龙江省稻曲病菌分离及致病力的研究

对黑龙江省主要稻作区的稻曲病菌进行采集和分离鉴定,结果表明:共分离得到纯化的稻曲病菌株19份,菌丝颜色多为白色,生长后期边缘逐渐变为黄绿色。菌株W3、W1、Q3、T4、T2、W5致病力较强,而H2、J1、J3致病力较弱。五常地区菌株致病力最强,而佳木斯地区菌株致病力最弱。     

2020—2021年江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂的抗药性监测

前期研究发现江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂存在抗药性风险,为进一步明确江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂的抗药性发展规律,指导全省三唑类杀菌剂的科学使用,利用菌丝生长速率法,测定了2020年江苏省6个地区和2021年江苏省7个地区共计219个稻曲病菌单孢菌株对三唑类杀菌剂的敏感性,并通过测定抗性菌株的生长速率和对水稻的致病力对其适合度进行了分析。结果表明,2020年采集的84株稻曲病菌对丙环唑均敏感;2021年,在靖江市监测到1株抗药性菌株,该市抗性频率为6.7%,全省抗性频率为0.7%;抗性水平2.2倍。进一步对筛选到的稻曲病菌抗药性菌株适合分析发现,抗药性菌株生长和致病力与敏感菌株相比均无显著差异,表明在三唑类杀菌剂的田间选择压下,抗药性可能会进一步发展。本研究明确了江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂存在低抗药性风险,目前在做好抗药性监测的前提下,三唑类杀菌剂可继续作为江苏省防治稻曲病的主要药剂。     

广西百色烟区烟草青枯病菌的遗传多样性分析

[目的]分析广西百色烟区烟草青枯病菌的遗传多样性,为了解该烟区青枯病的发生流行规律和该病原菌的致病机制提供参考.[方法]通过致病力测定、生化型鉴定及BOX-PCR对69株来源于广西烟草主产区百色烟区的青枯菌株的遗传多样性进行系统分析.[结果]供试菌株存在明显的致病力分化,强致病力菌株、中等致病力菌株和弱致病力菌株出现频率分别为17.39%、62.32%和20.29%,其中以中等致病力菌群为优势菌群;供试菌株的生化型复杂,其中37株属于生化型III或生化亚型III-1、III-3和III-4,23株属于生化型Ⅰ,1株属于生化型Ⅱ,另有8株属于非标准生化型;BOX-PCR分析结果表明百色烟草青枯病菌存在丰富的遗传多样性,聚类分析结果显示菌株的遗传多态性与菌株的地理来源、致病力、生化型具有一定的相关性,但并无明显的地理种群、生化型种群或致病力一致的种群聚在一起.[结论]广西百色烟区烟草青枯病菌具有丰富的遗传多样性和复杂的生化型,可能是该烟区烟草青枯病为害逐年加重的重要原因之一.     

海南三亚和黄淮海地区玉米小斑病菌致病性及遗传多样性分析

【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。     

稻曲病菌对戊唑醇的敏感基线及抗药突变体的生物学性状

【目的】建立稻曲病菌对戊唑醇的敏感基线并评估其抗药性风险。【方法】以128株采自福建省未使用过杀菌剂的水稻抗病性鉴定圃的稻曲病菌为材料,以"两优培九"水稻品种为受体,采用生长速率法测定该病菌对戊唑醇的敏感性。通过药剂驯化方法获得抗药突变体,并测定抗药突变体的抗性水平、致病力和生物学性状。【结果】128株稻曲病菌对戊唑醇的EC50值为0.020 9~0.203 9μg/mL,敏感性频率分布呈单峰曲线,符合正态分布,稻曲病菌对戊唑醇的敏感基线为(0.087 3±0.045 9)μg/mL;通过药剂驯化方法获得2株抗药突变体F338-M和F37-M,其抗性倍数分别为13.38和8.21;抗药突变体继代培养9代后与亲本菌株相比抗性变化不明显;抗药突变体的菌落生长速率、菌丝干质量和产孢量都显著低于其亲本菌株,其中F338-M产孢量是其亲本菌株F338的67.43%,F37-M的产孢量仅为其亲本菌株F37的41.93%;亲本菌株接种供试水稻品种"两优培九"的病穗率和穗平均病粒数均高于其突变菌株。【结论】稻曲病菌对戊唑醇的敏感基线为(0.087 3±0.045 9)μg/mL,抗药突变体的抗药性可以稳定遗传。抗药突变体与其亲本菌株相比自然竞争力低,稻曲病菌对戊唑醇具有较低的抗性风险。     

新疆南疆地区棉花枯萎病菌的致病力测定与遗传多样性分析

[目的]明确新疆南疆地区棉花枯萎病菌致病性变异和遗传多样性,为南疆地区棉花抗病育种和棉花枯萎病的综合防治提供依据。[方法]选用12个棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum)代表菌株在4个长绒棉品种上进行致病力测定和AFLP分析。[结果]根据病情指数将南疆不同团场的菌系致病力划分为中、弱2个类群;方差分析和对应分析的结果表明,不同菌系之间的致病力存在极显著差异,4个海岛棉品种和12个菌系可聚集成4类。选用9对EcoR I和Mse I引物组合,对供试菌株进行遗传多样性研究,结果表明,在0.52的相似水平上,全部菌株被分为4个AFLP群。[结论]新疆南疆地区不同团场间的棉花枯萎病菌存在明显的致病性分化,显示出较大的遗传多样性。