宁夏马铃薯镰刀菌根腐病病原菌的ISSR-PCR标记体系建立及其遗传多样性分析

为明确宁夏马铃薯镰刀菌根腐病病原菌种内的遗传差异与亲缘关系，利用ISSR-PCR技术对影响PCR扩增效果的因素和ISSR引物进行优化和筛选，建立适合马铃薯镰刀菌根腐病病原菌的ISSR-PCR反应体系，并通过ISSR分子标记技术对30株地理来源不同的镰刀菌进行遗传多样性分析。结果显示：马铃薯镰刀菌根腐病病原菌的ISSR-PCR扩增最适引物为807，20 μL反应体系中2×Easy Taq PCR Super Mix为8 μL、引物浓度为0.6 μmol/L、DNA模板浓度为56 ng/μL，循环次数为36次，退火温度为54℃。在选用的18条ISSR引物中有13条对30株镰刀菌扩增出84条条带，大小多分布在250~2 000 bp之间，其中多态性条带为82条，多态性比例平均为98.3%。30株镰刀菌的遗传相似系数在0.349~0.976之间，在0.478水平上可划分为2个类群，其中类群I包括尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum、木贼镰刀菌F.equiseti、茄病镰刀菌F.solani和锐顶镰刀菌F.acuminatum；类群II全部为接骨木镰刀菌F.sambucinum；在0.976水平上30株镰刀菌可被全部区分开。ISSR类群划分与菌种分类之间存在一定相关性，同一类群不同菌株之间的遗传相似性与菌株地理来源存在一定的相关性；分离自同一地区的同一菌种，其菌株间也存在一定的遗传差异性。     

尖孢镰刀菌及芬芳镰刀菌遗传多样性的ISSR分析

 为了明确镰刀菌属(Fusarium)美丽组（Section Elegans）中尖孢镰刀菌(F. oxysporum)和芬芳镰刀菌（F. redolens）2种菌的遗传差异性和亲缘关系,利用ISSR分子标记技术对这2种菌的35个菌株进行了遗传多样性分析。结果表明,用筛选的15条引物对35个供试菌株共扩增出231条条带,其中多态性条带220条,平均多态性比率为95.2%,平均每条引物产生条带为14.7条。聚类结果和遗传相似系数分析显示,35个菌株间的遗传相似系数范围为0.506~0.935,平均为0.661。在遗传相似系数为0.593时,供试的35株镰刀菌可明显的分成2个ISSR类群（IG）,其中IGⅠ包括1～23号菌株,全部为F. oxysporum;IGⅡ包括24～35号菌株,全部为F. redolens。ISSR类群划分与菌种分类之间存在一定相关性 (IGⅠ中23株F. oxysporum间的平均相似系数为0.720,IGⅡ中12株F. redolens间的平均相似系数为0.717),但与菌株的地理来源不存在相关性。而同一类群中,菌株之间的遗传相似性与菌株的地理来源存在一定的相关性。     

西瓜枯萎病菌遗传多样性的相关序列扩增多态性分析

对30个西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp.niveum菌株基因组DNA进行相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记分析,以探究其遗传多样性与地理来源的关系。采用尖孢镰刀菌西瓜专化型Fusarium oxysporumf.sp.niveum0、1、2号生理小种的基因组DNA为模板,对225对SRAP引物进行筛选,筛选出20对多态性、重复性较好且条带清晰的引物,对30个菌株进行PCR扩增,共扩增出386条带,其中多态性条带有371条,多态性比率为96.11%,平均每对引物扩增出19.3个位点和18.55个多态性位点。UPGMA法聚类分析结果显示,供试菌株两两之间的遗传相似系数范围为0.69~0.90,平均为0.79,说明尖孢镰刀菌西瓜专化型的遗传多样性较为丰富。基于SRAP标记聚类分析表明,30个菌株在遗传相似系数为0.70处被划分为3个类群,I类群包含24个菌株,其中18个来自湖南省,Ⅱ类群只包含1个来自黑龙江省哈尔滨市的菌株,它和另一个来自黑龙江地区的菌株被划分到不同的类群,且遗传距离相对较远;Ⅲ类群包含了5个菌株,其中3个来自海南三亚,其余两个来自湖南省。根据菌株的分布情况来看,菌株的聚集与地理来源没有明显的相关性。     

黑龙江省水稻纹枯病菌的致病力分化与AFLP分析

为了明确黑龙江省水稻纹枯病菌遗传多样性,为水稻抗病育种和水稻纹枯病的综合防治提供依据。本文对采自13个水稻种植地区的29个水稻纹枯病菌菌株进行了致病力测定和AFLP分析。结果表明9对AFLP引物对供试菌株扩增出396条带,其中多态性带187条,占总扩增带数的47.22%。黑龙江省水稻纹枯病菌的遗传距离变化在0.50~0.92之间,平均为0.71,群体遗传多样性较为丰富。UPGMA法可以将供试菌株分成4个AFLP聚类组群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),相同地理来源的菌株基本上聚集在同一组群内,表明AFLP类群划分与菌株的地理来源有较强的相关性。黑龙江省水稻纹枯病菌致病性分化较为明显,并且AFLP类群划分与菌株的致病性鉴定之间存在一定相关性。     

陕西省小麦茎基腐病病原菌鉴定及其致病力分析

为明确陕西省小麦茎基腐病病原菌的组成及其致病力,于2019年小麦灌浆期在陕西省宝鸡市、咸阳市、西安市和渭南市共63个采样点采集具有茎基腐病典型症状的病株,对其进行组织分离,结合培养性状和形态学特征,以及利用ITS和EF-1α序列分析鉴定分离菌株所属类群,并对不同病原菌进行致病力分析。结果表明：共分离到224株菌株,基于形态学特征和分子生物学鉴定结果,其中201株菌株鉴定为假禾谷镰刀菌Fusarium pseudograminearum,3株菌株鉴定为禾谷镰刀菌F. graminearum,14株菌株鉴定为三线镰刀菌F. tricinctum,6株菌株鉴定为层出镰刀菌F. proliferatum,其中假禾谷镰刀菌占总分离菌株的89.73%,是陕西省小麦茎基腐病的优势病原菌。不同种的镰刀菌对小麦植株均有一定的致病性,但假禾谷镰刀菌的致病力最强,而且分离自不同地区或者同一地区的假禾谷镰刀菌株间的致病力也存在一定分化。     

小麦赤霉病拮抗菌株筛选及其抑制作用研究

从高寒草甸野牦牛牛粪中分离得到细菌菌株27株。采用平板对峙法筛选小麦赤霉病高效拮抗菌株,研究其对病原菌禾谷镰刀菌(Fusarium gramminearum)的抑制作用。结果表明,筛选得到的8株小麦赤霉病拮抗中,以菌株LM3403拮抗能力最佳,抑菌带宽(13.2±0.8)mm。通过形态观察、生理生化特征分析、16S r DNA序列分析和gyr B基因序列分析,将其鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。研究发现,菌株LM3403可明显抑制禾谷镰刀菌菌丝体生长和分生孢子萌发,使病菌的菌丝体畸形、细胞膜损伤。该菌株还具有合成surfactin、iturin、fengycin 3种抗菌脂肽的能力。     

陕西省小麦禾谷孢囊线虫rDNA-ITS区序列与RFLP分析

 采用线虫通用引物TW81和AB28对采自陕西的20个小麦禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS区进行PCR扩增、克隆和测序。利用Mega软件的UPGMA方法分析了陕西省小麦禾谷孢囊线虫群体及其与GenBank公布的近缘种的系统发育关系,结果表明陕西省小麦孢囊线虫群体的rDNA-ITS区片段的长度为1 045 bp,且均为禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae）,ITS区序列同源性为99.56%,只有3处碱基存在差异。其ITS区同中国河南（EU106175）、北京（AY148382）、山东（HM370427）的禾谷孢囊线虫H. avenae,澳大利亚的H. australis（AY148395）及俄罗斯的H. pratensis（AY148351）的亲缘关系最为接近。利用8种限制性内切酶Ava Ⅰ（Eco88 Ⅰ）、Alu Ⅰ、Hha Ⅰ（Cfo Ⅰ）、Hae Ⅲ（BsuR Ⅰ）、Hind Ⅲ、Hinf Ⅰ、Rsa Ⅰ和Mva Ⅰ（Bst N1）对20个陕西省CCN群体的ITS区PCR扩增产物进行限制性内切酶谱（RFLP）分析,结果表明8种限制性内切酶酶切ITS-PCR产物后共产生22个酶切片段,20个种群的PCR-RFLP谱型一致,表明陕西省小麦禾谷孢囊线虫是同一个群体且与已报道的中国CCN群体的“C”型一致,有别于欧洲的“A”型群体和印度的“B”型群体。这是首次报道陕西省小麦禾谷孢囊线虫种群的分子特征。     

辽宁稻区稻曲病菌生物学特性及遗传多样性分析

为明确采自辽宁省12个稻区稻曲病菌Ustilaginoidea virens的生物学特性、群体遗传多样性与地理区域的关系。本研究采用生物学方法测定稻曲病菌菌株的生长速率和产孢能力,并采用SPSS 20.0分析软件对稻曲病菌菌株的菌丝生长速率和产孢能力进行相关性分析。提取稻曲病菌基因组DNA,采用特异性引物US、交配型引物MAT、遗传多样性引物ERIC对其进行PCR扩增,通过聚类分析进行群体遗传多样性研究。结果显示:157个稻曲病菌菌株的菌丝生长速率与产孢能力相关系数为0.19。采用稻曲病菌特异性引物US进行扩增,157个菌株均为稻曲病菌株;采用交配型引物MAT进行扩增,53个菌株为MATⅠ型,104个菌株为MATⅡ型。采用ERIC引物可扩增出2~7条不等的条带,157个稻曲病菌株被划分为10个基因类群,其中第1类群为优势类型,有44个菌株,占总数的28.0%;第2类群有20个菌株,占总数的12.7%;第3类群1个菌株,占总数的0.6%;第4类群1个菌株,占总数的0.6%;第5类群有21个菌株,占总数的13.4%;第6类群有17个菌株,占总数的10.8%;第7类群有2个菌株,占总数的1.2%;第8类群有5个菌株,占总数的3.2%;第9类群有30个菌株,占总数的19.1%;第10类群有16个菌株,占总数的10.2%。来自辽宁省12个稻区的157个稻曲病菌株菌丝生长速率与菌株产孢量之间没有相关性,产孢量与地域之间有相关性。基于ERIC-PCR扩增的稻曲病菌株基因组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有相关性,基因类群与生物学特性之间没有相关性。     

绿僵菌菌株遗传多态性与地理来源及寄主种群分化的关联性

采用RAPD-PCR分子标记技术分析了51株不同地理来源、寄主来源的绿僵菌Metarhizium anisopliae菌株的遗传多态性。从94条RAPD引物中筛选出18条引物,对所有试验菌株进行RAPD-PCR扩增,共获得96条扩增片段,其中81条片段表现多态性,占84.1%。聚类分析表明,供试的51株菌株间的相似性系数范围为0.52~0.98,表明菌株间存在丰富的遗传多态性。供试菌株在相似性系数0.7的水平可分为4个组群。按菌株DNA多态性与地理及寄主来源的聚类分析表明,大多数菌株的DNA多态性与地理或寄主有一定的相关性,即长期的地理环境和寄主适应性可能形成了种群的分化。     

黄瓜枯萎病菌毒力、营养体亲和性及ISSR分析

 本研究对来自哈尔滨、长春、沈阳、北京、西宁5个城市的70个尖孢镰刀菌黄瓜专化型菌株进行了毒力、营养体亲和性及ISSR分析。毒力测定结果显示黄瓜枯萎病菌在东农803品种上存在明显的毒力分化。在营养体亲和群的测定中有8个菌株没有产生nit突变体,2个菌株经测定为异核体自身不亲和性菌株,不能进行营养体亲和群的测定;其余60个菌株可分为5个营养体亲和群。利用筛选的7个引物对70个菌株进行了ISSR分子标记,聚类分析可将70个菌株分为3个类群,其中IGⅠ的41个菌株均来自东北三省,IGⅡ的21个菌株均来自北京,IGⅢ的8个菌株全部来自西宁。VCGs和ISSRs与菌株的地理来源及毒力存在一定的相关性。     

河南郑州小麦禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)的核糖体基因ITS序列和RFLP分析

 采用PCR技术对河南郑州禾谷孢囊线虫群体的核糖体基因(ribosomal DNA,rDNA)内转录间隔区(Internal Transcribed Spacers,ITS)进行扩增,获得片段长度约为1040bp。利用UPGMA方法分析了河南郑州禾谷孢囊线虫群体与近缘种的系统发育关系,结果表明:中国Heterodera avenae群体,H.australis和H.pratensis亲缘关系很近。8种限制性内切酶(Restriction Enzyme,RE)酶切禾谷孢囊线虫ITS的扩增产物,其中HindⅢ、AvaⅠ不能酶切PCR产物;Alu Ⅰ酶切PCR产物,获得560bp和480bp2个片段;RsaⅠ和Hinf Ⅱ酶切后分别得到3个片段(700、320、20bp和820、180、40bp);CfoⅠ是3个酶切位点(740、150、110、40bp);HaeⅢ和MvaⅠ能分别清晰地观察到3个片段(420、350、180bp和400、340、280bp),但有微小片段无法清晰观察到。9个种群所得RFLP图谱一致,说明郑州禾谷孢囊线虫群体可能是同一种群且不同于欧洲群体(typeA)和印度群体(typeB)的C型。     

抗苯并咪唑的小麦赤霉病菌β-tubulin基因序列分析与特性研究

 本研究用真菌U-微管蛋白基因的通用寡聚核苷酸引物B1和B3,扩增并克隆了一段821 bp的小麦赤霉病菌Fusarium graminearum的U-微管蛋白基因片段,并进行了序列测定。根据该序列设计了F.graminearum U-微管蛋白基因的特异性测序引物,测定了赤霉病菌对多菌灵不同抗感菌株的U-微管蛋白基因核苷酸序列,结果表明不同F.graminearum菌株的U-微管蛋白的165,198,200和257位氨基酸未发生突变,在克隆的片段内也未发现核苷酸突变引起的氨基酸改变。表明该菌对多菌灵产生抗性的分子机制与目前已知的其它真菌有所不同,有待进一步研究。     

春玉米区穗腐病病原菌组成、分布及禾谷镰孢复合种的鉴定

 本研究对2015年收集的春玉米区玉米穗腐病样本的病原菌进行了分离鉴定。结果表明,禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex)的总分离频率最高,为35.90%,为优势菌。进一步分析显示,山西、河北、吉林和黑龙江省以禾谷镰孢复合种为主,分离频率分别为81.25%、 75.00%、 44.00%和44.44%;内蒙古以拟轮枝镰孢菌(F. verticillioides)为主,分离频率为56.25%;辽宁省拟轮枝镰孢菌和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)的分离频率分别为34.48%和31.03%;而在陕西省,禾谷镰孢复合种、拟轮枝镰孢菌和亚粘团镰孢菌(F. subglutinans)分离频率均为28.57%。以禾谷镰孢复合种的EF-1α基因序列为基础构建系统发生树,进一步对分离到的禾谷镰孢复合种进行亚种鉴定。结果表明,春玉米区禾谷镰孢复合种为禾谷镰孢菌和布氏镰孢菌,且以布氏镰孢菌为主。     

河南省小麦赤霉病菌种群组成及致病力分化

 为明确河南省小麦赤霉病种群组成和致病力分化情况,2007—2014年对河南省15个市84个田块的327个小麦赤霉病菌进行种群鉴定、毒素化学型分析和致病力分化研究,结果表明:Fusarium graminearum s. str.和F. asiaticum是河南省小麦赤霉病的优势种群(97%),F. pseudograminearum(2.1%)、F. culmorum(0.3%)、F. equiseti(0.3%)、F. verticillioids(0.3%)为次要种群;对于禾谷镰刀菌复合群来说,豫北地区分布只有F. graminearum s. str.,豫中地区F. graminearum s. str.和F. asiaticum都存在,以F. graminearum s. str.为主,豫南地区F. graminearum s. str.和F. asiaticum都存在,以F. asiaticum为主;291个F. graminearum s. str.都为15ADON类型,26个F. asiaticum菌株中22个为3ADON,1个为15ADON,3个为NIV类型;F. graminearum s. str.(15ADON)也存在致病力分化,强、中、弱致病力的菌株在河南省的比例约为2:2:1。     

青海、陕西部分地区禾谷孢囊线虫 rDNA-ITS-RFLP的特征分析

 采自我国青海、陕西等省地11个寄生小麦的孢囊线虫群体经形态学鉴定为禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)。用PCR技术扩增获得的rDNA-ITS片段长度约为1 060 bp。用Hinf Ⅰ、Taq Ⅰ、Hpa Ⅱ、Hae Ⅲ、Pst Ⅰ、Alu Ⅰ 等6种限制性内切酶酶切ITS扩增产物;青海10群体YBT10A、HY65A、HY61B、ZHZ162B、HY5B、HHX8A、GH132A、HY92A、HY127B、DT142A 的6个酶的RFLP图谱完全一致;陕西YL4A群体的Hae Ⅲ、Hinf Ⅰ和Hpa Ⅱ酶切结果与青海群体的上述3种酶切结果相同,但Alu Ⅰ和 Pst Ⅰ的酶切结果比青海孢囊线虫群体都多1条1 060 bp片段,而YL4A群体Taq Ⅰ酶切结果较为复杂。对比已知Avenae组成员RFLP图谱,青海群体与北京房山H.avenae群体的RFLP图谱一致;而陕西YL4A的Alu Ⅰ图谱与H.avenae法国群体一致,Pst Ⅰ和Taq Ⅰ却与Avenae组成员已知酶切结果均不一致。河南3个禾谷孢囊线虫群体除Taq Ⅰ酶切结果比青海CCN群体多1条520 bp片段以外,其他5种酶的RFLP都一致,而与澳大利亚的禾谷孢囊线虫H.avenae群体的RFLP图谱一致。     

应用RAPD技术快速鉴定蔬菜上的弯孢类炭疽菌

 应用筛选的14个随机引物,对分离自广州不同蔬菜上的12个弯孢炭疽菌菌株进行RAPD扩增。所有引物对分离自辣椒、香葱等蔬菜上的11个菌株都产生非常相似甚至一致的扩增带型,仅来自姜上的菌株的带型显著不同;UPGMA聚类分析将12个菌株聚为2群,其中11个菌株(Cap₁~Cap₁₁)以很高的Dice相似系数(>82%)组成一群,姜上的菌株(Cap₁₂)为另一群。根据这些结果,将上述来自辣椒等蔬菜上的11个菌株鉴定为同一个种——辣椒炭疽菌(Colletotrichum capsici);而姜上的炭疽菌可能是另一个种。结果不支持将来自葱属植物的3个菌株鉴定为葱炭疽菌(C.circinans)。     

江苏水稻旱育秧“黄枯”病原鉴定及致病力研究

 从江苏13个市采集肥床旱育秧"黄枯"标本1030份,分离后获784株菌。经鉴定和致病性测定,752株为致病菌,分属4属11种真菌:(1)镰孢属(Fusarium),占74.0%,有6个种,分别为禾谷镰孢(F.graminearum Schw.)、尖孢镰孢(F.oxysporum Schlecht.)、木贼镰孢[F.equiseti (Corda) Sacc.]、串珠镰孢(F.moniliforme Sheld.)、半裸镰孢(F.semitectum Berk.et Rav.)和雪腐镰孢[F.nivale (Fr.) Ces.],其中禾谷镰孢最多,占病菌总数的25.3%;其次是尖孢镰孢、木贼镰孢和串珠镰孢,分别占16.2%、13.3%和10.2%;而雪腐镰孢仅占1.1%。(2)丝核属(Rhizoctonia),有立枯丝核(R.solaniKühn),占14.6%。(3)平脐蠕孢属(Bipolaris),占7.4%,主要是麦根腐平脐蠕孢[B.sorokiniana (Sacc.) Shoem.],占7.0%,而稻平脐蠕孢[B.oryzae (Breda.de Haan) Shoem.]仅为0.4%。(4)腐霉属(Pythium),占4.0%,有瓜果腐霉[P.aphanidermatum (Eds.) Fitzp.]和链状腐霉(P.catenulatum Matth.)。病菌种类及其比例因地区和苗床土类型的不同存在一定差异。接种试验表明,不同病菌致病力和引起的症状类型差异较大。腐霉、禾谷镰孢、串珠镰孢和麦根腐平脐蠕孢引起的发病率均为100%,而半裸镰孢和雪腐镰孢仅40%左右。多数病菌能够引致稻苗的"黄枯",并且茎基部有褐色病斑。引起死苗的主要是腐霉、麦根腐平脐蠕孢和禾谷镰孢,而串珠镰孢往往引起稻苗的徒长或矮化。     

根结线虫种群的线粒体DNA分析

 在同工酶和形态学鉴定的基础上,利用引物#C2F3和#1108对42个根结线虫种群线粒体DNA (mtDNA)中的COⅡ和LrRNA间区域进行特异性PCR扩增,35个种群的扩增产物约为1.7kb,其中29个是南方根结线虫,6个是爪哇根结线虫;3个花生根结线虫种群的扩增产物约为1.1kb;1个种群的扩增产物约为0.7kb,为根结线虫属在中国的新记录种;3个北方根结线虫种群的扩增产物约为0.5kb。用单条2龄幼虫提取物作模板得到的结果与大量提取DNA作模板的结果相同。为了区分产生相同大小片段的南方根结线虫和爪哇根结线虫,用限制性内切酶HinfⅠ对扩增产物进行酶切,结果表明:所有供试的南方根结线虫都可以被HinfⅠ酶切,且产生约1.3和0.4kb的2个限制性片段;但供试的爪哇根结线虫种群不能被酶切。由此表明,利用mtDNA PCR及酶切实验可以作为快速而准确地鉴定常见根结线虫的方法。     

马铃薯腐烂茎线虫28S rDNA-D2/D3区序列分析

 我国危害甘薯的马铃薯腐烂茎线虫rDNA-ITS基因片段长度存在A型(900bp)和B型(1100bp)2个类型,A型腐烂茎线虫群体的ITS片段比B型群体少200bp。为了进一步研究这2种类型群体的发育关系,本文用线虫通用引物D2A和D3B对来自国内的21个马铃薯腐烂茎线虫群体和1个韩国的马铃薯腐烂茎线虫28SrDNA-D2/D3区进行了PCR扩增,均产生大小一致的片段,长度约为780bp,克隆、测序后用DNAMAN5.2软件和MEGA4软件进行分析比对,结果表明我国21个马铃薯腐烂茎线虫群体28SrDNA-D2/D3区只有20余个碱基的差异,相似率达97.2%。基于UPGMA构建的系统发育树很好地区分了马铃薯腐烂茎线虫A型和B型群体,展现出了群体的来源及发育关系。     

江苏麦类禾谷镰刀菌酯酶同工酶测定

 对江苏省收集的254个禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw.)菌株进行聚丙烯酰胺凝胶电泳,测定酯酶同工酶。结果表明:1.供试菌株的酶谱可以分为5个类型。类型Ⅰ具有E₁₁、E₇、E₆、E₅、E₄五条主酶带,占总菌株数的49.61%,类型Ⅱ比类型Ⅰ少酶带E₅,占28.74%;类型Ⅲ少E₄或E₆;类型Ⅳ少E₄和E₅或E₅和E₇;类型Ⅴ少E₁₁。2.菌株主酶带的多少和颜色的深浅,特别是主酶带E₅的有无与致病力的强弱有关。3.根据各地酶谱类型的分布,对照1978~1982年江苏麦类禾谷镰刀菌致病性鉴定的结果分析,可以看出,我省各地禾谷镰刀菌系致病力的强弱与酯酶同工酶主酶带的不同有关。