南繁区稻瘟病菌遗传多样性和群体遗传结构的AFLP分析

【目的】为了明确南繁区稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的遗传分化情况,【方法】采用AFLP分子标记技术对南繁核心区(三亚、乐东和保亭)和非核心区(琼中、屯昌和定安)共60个稻瘟病菌菌株的遗传多样性和群体遗传结构进行了比较分析。【结果】聚类分析表明,几乎所有菌株都聚在同一个谱系里,并且该谱系没有明显的亚群;群体遗传结构分析表明,核心区群体的多态性位点百分率、Shannon信息指数和基因流分别为87.89%、0.2738和4.2897,高于非核心区群体的81.37%、0.2703和3.5892;然而,核心区群体的Nei基因多样性指数和基因分化系数分别为0.1657和0.1044,低于非核心区群体的0.1662和0.1223。【结论】这些结果表明核心区和非核心区菌株都存在丰富的遗传多样性,不同群体间均存在较多的基因交流,但遗传变异均主要来自群体内;相比之下,核心区菌株的遗传多样性和遗传分化程度较高。     

安徽省小麦赤霉病菌群体遗传多样性AFLP分析

为了解安徽省小麦赤霉病菌的群体分化和遗传变异规律,利用AFLP技术对安徽省4个地理群体的68个供试菌株进行了群体遗传多样性分析。结果表明,8对引物共扩增出245条带,供试菌株间的遗传距离为0.014~0.021。4个小麦赤霉病菌群体之间的遗传距离与地理分布没有明显的相关性。4个赤霉病菌群体的Shannon信息指数I为0.321,基因多样性指数H为0.193,表明具有一定的遗传多样性。方差分析表明,被测小麦赤霉病菌群体的遗传变异主要存在于群体内(99.80%),群体间的遗传变异仅占0.20%。4个赤霉病菌群体间存在较低的遗传分化(Gst=0.049)和频繁的基因交流(Nm=9.648)。相比较而言,北部群体和中部群体亲缘关系较近,而南部群体和中、北部群体亲缘关系较远。     

273份水稻种质资源的遗传多样性、群体结构与连锁不平衡分析

【目的】评估273份水稻种质资源的遗传多样性和群体结构,为今后利用这些水稻种质资源进行遗传育种和关联分析提供参考。【方法】利用214个分子标记对来自14个国家的273份水稻地方品种和育种材料进行基因型检测,分析其遗传多样性、群体结构、连锁不平衡程度。【结果】群体结构分析将供试群体划分为2个亚群(SG1、SG2)以及1个混合群(AD),聚类分析和主成分分析结果与群体结构分析结果一致;遗传多样性分析结果显示,214个标记共检测到524个等位变异,变幅为2~5个,平均遗传多样性指数为0.44,平均多态性信息含量(PIC)为0.355,SG2群遗传多样性指数和PIC高于SG1群;分子方差分析表明34%的变异来源于种群内,66%的变异来源于种群间,SG1与SG2群体间存在显著的遗传分化(Fst=0.725,P<0.01);连锁不平衡分析结果显示,整个群体中存在较高程度连锁不平衡,平均r2为0.33,SG1和SG2中连锁不平衡衰减到75%以下所延伸的最小距离分别为13.7 Mb和90.5 kb。【结论】273份水稻种质资源群体内具有丰富的遗传变异,该群体适合通过关联作图来挖掘优异等位基因。     

华南3省（区）水稻纹枯病菌的生物学性状与致病力分化研究

 为了探明华南地区水稻纹枯病菌的生物学性状、致病力分化与菌株地理来源之间的关系,为该病害的防治提供依据,从我国华南3省（区）广东、广西和海南的33个县（市）采集水稻纹枯病标本,在分离到335个水稻纹枯病菌菌株的基础上,对它们的培养性状（菌丝生长速率、菌落颜色、菌核数量）、菌丝融合群、菌丝细胞核数目以及致病力分化进行了研究。结果表明,菌株菌丝生长速率可划分为慢、中、快3种类型,菌株数分别为3株（0.90%）、136株（40.60%）和196株（58.50%）;产生菌核的数量可划分为4种类型,即无菌核或极少形成菌核、菌核量少、菌核量中等和菌核量多,各有4株（1.19%）、59株（17.61%）、238株（71.04%）和34株（10.15%）。菌株融合群测定结果表明,所有供试菌株均属于立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）AG-1融合群的ⅠA亚群,即AG-1 ⅠA。从中随机选取50个菌株进行菌丝细胞核染色,结果显示,水稻纹枯病菌菌丝的细胞核数目介于7～13个。对其中270个菌株的致病力测定结果表明,所有供试菌株可划分为中等致病力和强致病力2个致病型,分别为208株（77.04%）和62株（22.96%）,未发现弱致病力菌株。综合分析表明,所测菌株的致病型与菌丝生长速率及菌核产生数量各异,表现出较大的多样性。     

皖鄂地区水稻纹枯病菌致病力分化研究

采用温室苗期接种鉴定法,以抗感反应不同的5个水稻品种为材料,对从安徽省和湖北省采集的水稻纹枯病感病标样上分离的200个菌株进行了致病性鉴定。结果表明,水稻纹枯病菌不同菌株间致病力存在明显差异,在鉴别品种上的病情指数呈正态分布。基于5个鉴别品种的平均病情指数的动态聚类分析,将200个菌株划分为弱、中、强3种致病型,分别占供试菌株的29.5%、60.5%和10.0%,其中中等致病型菌株占优势。各致病型在地区间呈随机分布,表明自然条件下水稻纹枯病菌为混合致病群。Mantel测验表明,菌株致病力差异与菌株地域来源无明显相关。采用Bayes法建立了各致病型的判别函数,判别准确率达95.00%,说明采用聚类判别分析能够对水稻纹枯病菌致病力的分化进行合理的判断。     

黑龙江省土壤中大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）的多样性

为探究不同类型土壤中大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)的多样性,以分离自5种不同类型土壤的176株P. sojae为研究对象,利用基因推导法和AFLP分子标记技术进行多样性分析。结果表明,不同类型土壤中P. sojae无毒基因型、无毒基因种类、无毒基因组合和群体致病力均表现出差异性,其中黑土、白浆土和草甸土中的P. sojae无毒基因型、无毒基因种类和无毒基因组合多样性相对丰富,群体致病力中等偏弱;盐碱土中的P. sojae无毒基因型、无毒基因种类和无毒基因组合多样性丰富度较低,群体致病力相对较强;风沙土中没有分离到P. sojae。聚类分析表明,以0.76为阈值时,可将176株P. sojae划分为6个组,其中黑土和白浆土中的P. sojae呈现丰富的遗传多样性;草甸土和盐碱土中的P. sojae遗传多样性丰富度较低。综合分析表明,黑龙江省P. sojae群体无毒基因和遗传多样性丰富,并与土壤类型存在一定的相关性。     

水稻细菌性条斑病菌遗传多样性和致病型分化研究

  通过rep PCR指纹技术,分析了来源江苏、云南、江西、湖南和安徽等省69个水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)群体遗传多样性。用2对特异性引物BOX和ERIC对菌株基因组DNA进行了PCR扩增,以彼此间的带位相似率达80%为界,根据BOX扩增的谱型将供试菌株分为10类,根据ERIC的谱型则分为8类。BOX的第3类包含27个菌株,占总数的39.1%,ERIC的第5类包含24个菌株,占总数的34.8%,均为优势群。群体遗传多样性值分别为0.9784（BOX）和0.9833（ERIC）。说明水稻细菌性条斑病菌群体的遗传分化明显,遗传多样性较高。全部69株菌株接种于含有不同抗病基因近等基因系及高感品种金刚30等6个鉴别品种上,被划分为13个致病型。其中,C6致病型占26.1%,为优势致病型。69个菌株根据BOX、ERIC扩增结果进行的类群分类与地理位置显著相关,与致病型分化相关不显著。     

串珠镰孢对棉苗致病力分化及其在单分生孢子后代的遗传

采用菌丝块创伤接种法,分别测定了不同寄主来源的串珠镰孢对棉苗叶片的致病力。结果表明,所有供试菌株接种棉苗后均可引起发病,但不同菌株所致病斑的平均直径有显著差异,提示串珠镰孢菌株间对棉苗叶片的致病力存在明显的分化,来自棉花的菌株对棉苗叶片的致病力较强,来自玉米和水稻的菌株对棉苗叶片的致病力较弱;即使来自相同寄主的菌株间致病力也存在差异,但菌株致病力差异与菌株地域来源无明显相关。以菌株Fm1、Fm19和Fm31为亲本,采用同样的接种法测定了串珠镰孢对棉苗致病力在单分生孢子后代的遗传变异。结果表明,串珠镰孢对棉苗的致病力在单分生孢子后代能连续两代稳定遗传。     

甘肃陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性分析

为了解甘肃陇南地区小麦条锈菌群体的遗传多样性,采用TP-M13-SSR荧光标记技术,对该地区8个种群202个小麦条锈菌分离株基因组DNA进行SSR标记分析。结果表明,甘肃陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性比较丰富。在物种水平上,观察等位基因数(Na)为1.88,有效等位基因数(Ne)为1.50,Nei’s基因多样性指数(H)为0.30,Shannon信息指数(I)为0.46,多态位点百分率(P)为87.5%;种群之间遗传多样性有显著差异。中梁种群、秦安种群的遗传多样性相对较高,武都种群、文县种群、齐寿种群和平南种群次之,礼县种群、西和种群遗传多样性相对较低。AMOVA分析结果表明,小麦条锈菌群体间和群体内都存在着一定的遗传分化,群体间的遗传变异占总变异的4.05%,群体内遗传变异占95.05%。     

湖南稻瘟病菌遗传多样性分析

利用13对SSR引物对2010年从湖南19个县(市)种植的44个水稻感病品种上分离到的169个稻瘟病单孢菌株进行了遗传多样性分析,结果在0.8的相似水平上将供试菌株划分为8个宗谱,其中L01宗谱为优势宗谱,占总菌株数的66.86％.病菌宗谱与菌株来源地及寄主品种之间关系复杂,来源于相同地区或来源于同一寄主品种的菌株亲缘关系相对较近,但不同地区稻瘟病菌生理小种分化程度不一,小种的分化程度与当地的地形地势以及该地区种植的水稻品种数量有一定关系.高海拔山区比丘陵区稻瘟病菌遗传多样性更丰富;在某一地区栽培品种组成多样化程度越高,该地区的稻瘟病菌遗传多样性越丰富.     

水稻纹枯病菌RsPhm基因的克隆及其表达分析

【目的】为了阐明苯酚2-单加氧酶基因(Rs Phm)在水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1ⅠA)黑化中的功能,【方法】采用常规PCR和RT-PCR技术对该基因进行克隆和生物信息学分析,通过荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测在儿茶酚胁迫下该基因的相对表达量。【结果】生物信息学分析结果表明,Rs Phm基因的DNA和c DNA全长序列分别为2 628 bp和1 983 bp,编码660个氨基酸。系统进化树分析显示,Rs Phm基因在立枯丝核菌(R.solani)不同融合群中具有较近的亲缘关系,在不同真菌之间在进化上具有一定保守性。通过q RT-PCR技术分析了在不同浓度儿茶酚胁迫下水稻纹枯病菌Rs Phm基因的转录表达情况。外源儿茶酚能提高Rs Phm基因的表达量,在12.5μg/m L浓度下表达量最高,极显著上调35.7倍,在25μg/m L和50μg/m L浓度下表达量分别上调19.1倍和28.4倍,但在100μg/m L浓度下表达量仅上调2.1倍。【结论】获得了Rs Phm基因全长序列,了解了其基本生物学信息,明确了其在儿茶酚胁迫下的表达模式。研究结果为科学、系统地阐明水稻纹枯病菌Rs Phm基因调控黑色素形成机制奠定了理论基础。     

水稻抗性基因Pi对福建省稻瘟病菌优势菌群的抗性分析

【目的】抗病品种的合理利用和布局是实现水稻抗瘟持久化的关键因子之一。为明确水稻24个抗性基因在福建省的抗病性及其应用前景,【方法】首先分别采用全国稻瘟病菌生理小种鉴别品种和CO39近等基因系来鉴定2012-2015年间从福建省各稻区种植的普感品种丽江新团黑谷上采集的347株稻瘟病菌单孢菌株的生理小种类型和致病型,再测定24个抗性基因对福建省稻瘟病菌的抗性。【结果】根据全国稻瘟病菌生理小种鉴别品种对菌株的抗感反应,可将供试稻瘟病菌的生理小种划分为6个群36个生理小种,其中ZA、ZB和ZC为主要种群,ZC15、ZD7和ZB15为优势生理小种。根据CO39近等基因系的接种结果,将供试稻瘟病菌划分为17个致病类型,其中I34.1为优势致病型。供试的24个抗性基因对347株福建省稻瘟病菌菌株的抗性频率不同,抗谱为9.80%~89.91%。其中,Pi-k~m、Pi-7(t)、Pi-9(t)、Pi-k~p、Pi-k、Pi-k~h、Pi-z~5和Pi-ta(1)等8个抗性基因的抗病性较强,抗谱均高于70.00%。【结论】说明这8个抗性基因在福建省具有较好的应用前景,育种时可以考虑联合利用这些抗性基因。同时,实验结果表明,这8个抗性基因对主要生理小种的抗谱和主要致病型的抗谱均值高于69.00%,与其对所有测试菌株的抗谱吻合。说明利用稻瘟病菌的优势种群或优势致病型来鉴定水稻品种的抗病性是可靠的。     

云南大理茶资源遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP标记对仅在云南南部及周边地区狭域分布的茶树近缘植物大理茶11个居群204个个体的遗传多样性进行了研究。分析结果表明:(1)大理茶遗传多样性水平低。在物种水平上,He=0.099,Ho=0.178;在居群水平上,He=0.083,Ho=0.137;(2)居群间的遗传分化较低。基于Nei’s遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数Gst=0.1606;Shannon’s居群分化系数为16.04%。AMOVA分析显示:大理茶的遗传变异主要存在于居群内,占总变异的80.97%,居群间的遗传变异占19.03%;(3)两两居群间的Nei’s遗传一致度(I)的范围为0.971～0.997。经Mantel检测,居群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.1127,P<0.001)。推测人类活动的干扰和生境的片断化是导致大理茶濒危现状的主要因素。基于观察到的居群遗传信息,建议采取就地保护和迁地保护的保护策略。     

湖南稻瘟病菌群体遗传多样性与病菌致病型的关系

用8对SSR引物对230个稻瘟病菌菌株进行遗传多样性分析。经UPGMA聚类分析,在相异系数为0.23水平上,供试菌株划分为7个遗传宗谱,其中Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ宗谱为优势宗谱,所占比例分别为23.9%、23.5%和23.0%,Ⅳ和Ⅶ宗谱中分别只有1个和5个菌株,其所占比例仅为0.43%和2.17%。用7个全国统一鉴别品种对从230个菌株中选出的77个菌株进行致病型鉴定,结果表明湖南稻瘟病菌分属ZA、ZB、ZC、ZD、ZE、ZF、ZG等共7群30个致病型。其中 ZA、ZB、ZC 3个种群的分化较强,分别含6、10、7个致病型,其中ZG1为优势致病型,出现频率为26.5%。SSR标记的遗传多样性分析结果以及以不同鉴别品种表型来划分的致病型结果表明,菌株遗传宗谱与致病型不存在一一对应关系。     

南方水稻黑条矮缩病抗性的遗传分析及主效QTL的精细定位

【目的】近年来由白背飞虱传播的南方水稻黑条矮缩病给水稻生产造成了巨大损失,开展该病的抗性遗传分析和基因精细定位,将为抗性育种提供材料和理论依据。【方法】分析了抗性材料D4对南方水稻黑条矮缩病的抗性特征,并通过广恢998/D4F2群体分析该病抗性的遗传规律,利用QTL-seq技术联合遗传连锁分析定位主效抗性QTL。【结果】D4对南方水稻黑条矮缩病的抗性表现为抗病毒性而非抗虫性,且受主效基因和微效基因共同控制。QTL-seq和连锁分析将南方水稻黑条矮缩病主效抗性QTL定位于第9染色体上,命名为qSRBSDV9。利用代换作图法进一步将qSRBSDV9定位在102.3kb的区间内,该区间包含21个预测基因,其中9个基因与赤霉素信号传导相关。【结论】揭示了D4对南方水稻黑条矮缩病的抗性特征及遗传规律,精细定位了南方水稻黑条矮缩病主效抗性QTL qSRBSDV9。这为该QTL的图位克隆及育种利用奠定了基础。     

千家寨不同海拔野生茶树的EST-SSR遗传多样性研究

利用5对EST-SSR引物对千家寨内7个海拔梯度的野生茶树居群进行遗传多样性和遗传结构的研究。在物种水平上,Shannon信息指数（I）和Nei基因多样性（He）分别为1.33和0.66,表现出很高的遗传多样性;千家寨不同海拔梯度上野生茶树居群的遗传多样性有差异,且随着海拔梯度的递增,居群的遗传多样性呈现出低—高—低的分布,并在海拔2β100βm处达到最大值;野生茶树居群间的基因流（N_m）为1.84,群体分化系数（F_st）为0.12,且基于AMOVA软件分析结果显示有16.32%的变异发生在居群间,表明野生茶树群体间属于中度分化,且大部分变异存在于居群内。野生茶树本身的遗传特性和不同海拔居群所处生境的异质性是其现有遗传格局的主要原因。