拟轮枝镰孢菌EST-SSR信息分析与标记开发

为开发可用于拟轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides及其近缘种遗传多样性分析的SSR引物,利用生物信息学方法和PCR技术,通过对从NCBI下载的87 086条拟轮枝镰孢菌的EST序列信息进行分析,设计EST-SSR引物,检测其在拟轮枝镰孢菌及其近缘种中的扩增情况,并用筛选出的多态性引物对15株拟轮枝镰孢菌进行SSR遗传多样性分析。结果表明,在EST序列中,共查找到11 952个SSR位点,592种重复基元,SSR出现频率为1.09%,重复基元出现数量最多的为三核苷酸(54.00%),其中(CAA/TTG)n基元出现频率最高。设计的25对EST-SSR引物在拟轮枝镰孢菌种内的有效扩增率和多态率分别为80.00%与32.00%,对5种近缘镰孢菌种的通用率和多态率分别为40.00%和8.00%。遗传多样性分析结果表明,在相似系数为0.664水平下,供试菌株可划分为4个SSR类群,但类群的划分与菌株的地理来源无关;不同菌株间存在明显的遗传分化。表明基于拟轮枝镰孢菌EST序列开发的SSR引物可用于拟轮枝镰孢菌及其近缘种的遗传多样性分析。     

宁夏固原致病疫霉群体结构特征

为揭示宁夏固原致病疫霉群体遗传结构,用对峙培养法和菌落直径法测定致病疫霉的交配型和甲霜灵抗性,利用限制性片段长度多态性聚合酶链反应（PCR-RFLP）技术检测致病疫霉线粒体DNA单倍型,并采用简单重复序列（SSR）和扩增片段长度多态性（AFLP）技术确定致病疫霉群体的基因型。在94株供试菌株中,发现了1株A1交配型、86株A2交配型及7株自育型菌株,全部为甲霜灵抗性菌株。菌株的线粒体单倍型均为Ⅰa型,共鉴定出2种SSR基因型,Ⅰ型占绝对优势。AFLP聚类分析显示,在相似系数0.68时分成α和β两组,宁夏固原菌株全部聚在β组。研究表明,宁夏固原致病疫霉群体结构比较单一、遗传多样性水平较低。     

尖镰孢菌EST-SSR遗传多样性分析及通用性评价

为了解38株尖镰孢菌的遗传多样性并开发可在近缘镰孢菌种中通用的尖镰孢菌EST-SSR标记,利用设计和筛选的18对多态性EST-SSR引物对38株尖镰孢菌和5种近缘镰孢菌进行SSRPCR扩增,经6%非变性聚丙烯酰胺凝胶分离扩增产物,并用NTSYS软件分析供试尖镰孢菌的PCR扩增结果。结果表明,18对EST-SSR标记引物在38株尖镰孢菌中检测到75条多态性条带,多态性比率达92.6%,平均每对引物可扩增4.2条;各菌株间的遗传相似系数介于0.565~0.946之间,平均为0.721;来源于同科寄主植物群体的菌株间的平均遗传相似系数以葫芦科最大,锦葵科最小,依次为葫芦科兰科豆科亚麻科茄科锦葵科。在相似系数为0.756时,供试38株菌有35株按照不同科寄主植物聚为不同的类群,说明尖镰孢菌SSR类群的划分与其寄主来源具有一定的相关性。18对EST-SSR引物在近缘镰孢菌种中均能有效扩增的引物数及通用性比率为10对和55.6%,均显示多态性的引物有2对,占供试引物总数的11.1%。表明尖镰孢菌ESTSSR区域遗传多样性丰富,基于尖镰孢菌EST序列开发镰孢菌通用SSR标记是可行的。     

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。     

基于SSR序列的江西省不同生态地区稻瘟病菌遗传多样性分析

为明确江西省稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体遗传结构及其多样性水平,选用13对SSR引物对分离自5个不同生态地理县(市)水稻穗颈瘟标样的稻瘟病菌单孢菌株的全基因组进行PCR扩增,利用最长距离法和POPGENE 32生物学软件对其进行聚类分析和群体遗传多样性分析。结果显示,共分离获得189株稻瘟病菌菌株,13对SSR引物对其均能扩增出1条大小相同且清晰的条带,多态性位点百分率高达100.00%。供试189株稻瘟病菌菌株在相似系数为0.74时可划分为15个遗传宗谱,其中宗谱JXL01包含71株菌株,占总菌株数的37.57%,为优势宗谱;宗谱JXL02、JXL14为亚优势宗谱,分别包含31、26株菌株,占总菌株数的16.40%和13.76%;宗谱JXL03、JXL08、JXL10为次要宗谱,包含10～17株菌株;其它9个宗谱为小宗谱,包含菌株都在5株以下。在群体水平上,来源于不同生态型地区的5个稻瘟病菌群体的Nei’s基因多样性指数为0.375,Shannon信息指数为0.558,具有丰富的遗传多样性,且群体间差异较大;这5个种群基于非加权配对平均法大多聚为一类,种群遗传谱系与地理区域分布呈一定相关性,群体遗传多样性均值为0.373,存在一定的遗传分化,且群体内多样性大于群体间多样性,总遗传变异的64.56%存在于群体内。表明江西省稻瘟病菌群体结构既包含明显的优势宗谱,又存在复杂多变的特异性小宗谱,遗传多样性丰富,且与地理分布有一定的相关性。     

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。     

辽宁省稻曲病菌遗传多样性和致病力分析

为有效防治辽宁省稻曲病菌Ustilaginoidea virens,利用重复序列PCR(repetitive elementbased PCR,rep-PCR)分子指纹技术,对2017年自辽宁省8个市8个主产稻区采集的51株稻曲病菌菌株进行遗传多样性和致病力分析。结果显示,在3对引物中,以BOX1/BOX2和ERIC1/ERIC2为引物扩增的DNA指纹图谱的遗传多样性值分别为0.764、0.707,均大于0.7,故选择这2种引物扩增的DNA指纹图谱进行遗传多样性分析;当DNA指纹相似系数为0.78时,以BOX1/BOX2为引物和以ERIC1/ERIC2为引物扩增的DNA指纹图谱分别将供试菌株划分为12个和10个遗传类群;供试菌株致病力可划分为弱致病型、中等致病型和强致病型3个致病型,所占比例分别为33.33%、58.82%和7.85%,强致病型菌株仅在沈阳市、鞍山市和大连市出现;所有优势类群均包含3种致病型菌株。表明辽宁省稻曲病菌遗传结构复杂,不同地理来源的稻曲病菌菌株致病力存在一定差异,相同致病型的稻曲病菌菌株分属于不同的遗传类群,同一遗传类群中包含不同的致病型菌株。     

甘肃省大麦条纹病病原菌致病力分化、rDNA-ITS及遗传多样性分析

为明确甘肃省大麦条纹病病原菌麦类核腔菌Pyrenophora garminea的致病力分化、r DNA-ITS序列特征及变异,采用"三明治"法测定甘肃省大麦条纹菌的致病力,通过r DNA-ITS序列分析菌株间变异类型,并对菌株进行ISSR遗传多样性分析。结果表明,共筛选到43株大麦条纹病菌,生长7 d后的菌落直径为2.60~7.93 cm,其中菌株TB生长速度最快,菌株JT生长速度最慢,强、中等和弱致病力菌株分别为2、21和20株;43株菌的核糖体DNA-ITS序列与麦类核腔菌菌株SMCD2015同源性在99%以上;在9个菌株中检测到15个变异位点,共17种变异类型;8个ISSR标记从43个菌株中扩增出41条带,平均每个标记5.13条带,90.24%片段具有多态性,遗传相似系数为0.44~1.00,平均值为0.71,当遗传相似系数为0.68时,可将供试菌株划分为4个类群。表明甘肃省大麦条纹病病原菌存在致病力分化,菌株核糖体DNA-ITS序列变异丰富,且菌株间遗传结构复杂。     

我国大麦条纹病菌(Pyrenophora graminea)群体遗传多样性AFLP分析

条纹病是重要的种传真菌病害之一,能对大麦生产造成严重产量损失。本研究利用AFLP方法对来自青海、河南等10省份大麦种植区的条纹病菌菌株进行遗传多样性分析,从分子水平上揭示我国不同大麦产区的条纹病菌群体遗传差异。结果显示,利用8对AFLP选择性引物组合对19份大麦条纹病菌进行了全基因组多态性扩增,共获得144条可统计的条带,其中112条具有多态性,多态性条带占77.8%。在相似系数为0.83时,可将19份大麦条纹病菌菌株划分为4个类群,多数菌株聚类在类群Ⅰ和类群Ⅱ中,类群Ⅲ和类群Ⅳ中仅各包含1个菌株,且与其他2个类群中的成员亲缘关系较远。因此,我国大麦条纹病菌群体中存在一定程度的遗传变异。另外,发现菌株间亲缘关系远近与其分布地域无明显规律。     

大豆疫霉多态性SSR标记开发及遗传多样性分析

 用FastPCR软件在大豆疫霉全基因组中搜索到1 234个含2~4个重复基元精确SSRs。选择260个SSRs设计引物,经对大豆疫霉5个分离物的基因组DNA检测,有212对(81.5%)有效扩增出SSR特征条带,112对(52.8%)扩增多态性。用18对多态性SSR引物分析了来自美国、中国黑龙江省和福建省大豆疫霉分离物的遗传多样性,在73个分离物中共扩增出112个等位变异,变异范围为4~9,平均为6.22个,表明选择的引物对具有高的多态性。在3个大豆疫霉群体中,黑龙江省和福建省分离物的遗传距离最近,美国和福建省分离物的遗传距离最远。UPGMA聚类将73个分离物划分为6组,其中8个美国分离物(72.73%)和53个中国分离物(85.48%)被聚类在一起,表明大豆疫霉中国分离物与美国分离物可能具有共同的祖先,中国分离物可能为外来种。     

安徽省烟草黑胫病菌的交配型及其地理分布研究

 Total 69 isolates of Phytophthora nicotianae var. nicotianae were isolated and identified from tobacco black shank samples collected from different areas of Anhui province, and mating types of the oomycete were investigated by the method of partnership culture in vitro on L-tryptophan medium with β-sitosterol. The results showed that A2 mating type was the predominant in isolates of P. nicotianae var. nicotianae, next was A₀ mating type, A₁ and other mating types were not observed. It was suggested that sexual reproduction of P. nicotianae var. nicotianae might not take place frequently, and Anhui province might not be the original center of P. nicotianae var. nicotianae. The results indicated further that mating type geographical distribution of P. nicotianae var. nicotianae in Anhui province was in line with that in China. In addition, the significance of the test results and the possible reason for A₁ mating type being absent were discussed.     

柑橘叶点霉属(Phyllosticta spp.)真菌的遗传多样性分析

利用筛选的11条ISSR引物对从我国柑橘主产区和国外收集的135株叶点霉属真菌菌株进行扩增,扩增产物进行凝胶电泳,扩增图谱用NTSYS-pc2.10软件进行群体聚类分析。结果显示,共扩增出116个DNA条带,其中多态性位点为112个,多态率为96.55%;平均每个引物可以扩增出10.55个条带,扩增产物大小在250~3 000 bp。聚类分析显示,中国柑橘叶点霉属真菌可以分为4个种,即P.citricarpa、P.citriasiana、P.capitalensis和P.citrichinaensis。以遗传相似性系数0.97为阈值时,柑橘黑斑病病原菌(P.citricarpa)种群可分为5个亚类,subclade-I的菌株来自中国的本地早、温州蜜柑、槾橘和南丰蜜橘,subclade-II的菌株均来自中国的砂糖橘,subclade-III的菌株来自非洲莫桑比克柠檬和葡萄柚、佛罗里达甜橙、南非甜橙和来自杭州市场上进口的澳橘,subclade-IV的菌株来自中国的甜橙,subclade-V的菌株来自中国的柠檬,表明我国柑橘黑斑病病原菌具有丰富的遗传变异,其遗传变异与寄主相关;我国与国外的柑橘黑斑病病原菌在起源上可能存在差异。P.citriasiana、P.capitalensis和P.citrichinaensis种群内也存在遗传变异,但其遗传变异与地理分布和寄主未发现相关性。该研究结果为研究柑橘叶点霉属真菌的遗传多样性奠定了基础。     

禾谷丝核菌基因组SSR标记的开发及评价

群体遗传学研究对于了解病原菌的流行、变异及进化规律具有重要意义。但是到目前为止,对小麦纹枯病菌禾谷丝核菌群体遗传结构的了解并不深入,缺乏有效的SSR标记是主要原因。本研究根据禾谷丝核菌全基因组序列进行了微卫星位点搜索并设计SSR引物,通过电泳筛选和测序验证,最终筛选出12个多态性较好且稳定可靠的SSR标记。利用这些标记对收集自我国安徽、江苏、河南三省的23个禾谷丝核菌菌株进行了多态性分析,结果发现禾谷丝核菌基因组中长片段微卫星位点较少。12对引物扩增出的等位基因数平均为6.1个,期望杂合度平均为0.651,观测杂合度平均为0.508,表明这些标记具有较高的多态性,能够满足禾谷丝核菌群体遗传学研究需要。本研究为进一步进行禾谷丝核菌的多样性、群体遗传结构分析及进化学研究提供了有效工具。     

烟草疫霉与拮抗菌解淀粉芽胞杆菌的代谢表型差异分析

烟草疫霉是引起烟草黑胫病的植物病原菌。笔者前期获得了一株对其有明显拮抗活性的解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens。为了评价该菌株作为烟草疫霉生防菌剂的应用潜力，本文采用Biolog代谢表型技术测定并比较了其和烟草疫霉近1000种代谢表型。结果表明，2种微生物的代谢指纹图谱差异较大。烟草疫霉和解淀粉芽胞杆菌分别能代谢74%、41%的供试碳源，96%、77%的供试氮源，98%、86%的供试磷源，100%、69%的供试硫源，分别具有94、91种生物合成途径，72、95种渗透压表型，及95、94种pH代谢表型。烟草疫霉代谢的碳源、氮源、磷源及硫源种类较解淀粉芽胞杆菌多，适应的渗透压环境数量较解淀粉芽胞杆菌少。解淀粉芽胞杆菌能高效代谢，同时烟草疫霉不能或较弱代谢的特征性碳源为D-葡萄糖胺。2种微生物在生物合成途径和pH环境适应力方面的代谢活力相当，均具有脱羧酶和脱氨酶活性。研究结果为解淀粉芽胞杆菌生防菌剂的开发和其防治烟草黑胫病的应用具有一定的参考意义。     

小麦条锈菌3个看家基因SNP引物的首次报道

In order to analyze the population structure of Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst), SNPs primers of Pst were developed from DNA sequences of nine house-keeping genes Chs, Act, Mapk1, Tub, Cdc2, Rd, Sm, Ls and Ef-1α obtained from GenBank. Eight of which were from Pst and one from P. graminis f. sp. tritici (Pgt). Thirteen pairs of primers were designed and screened based on at least 30 isolates of Pst obtained from diverse locations. Three of them were polymorphic namely Map1351S/Map1683A, Cd28S/Cd352A and Ef137S/Ef531A. Polymorphic loci analysis based on 149 Pst isolates from 5 provinces indicated that the three primers had good polymorphism. Cd28S/Cd352A had 8 polymorphic loci, three of them were phylogenetically informative. Ef137S/Ef531A had 6 polymorphic loci and 4 of them were informative. Map1351S/Map1683A had 8 polymorphic loci and 4 were informative. The 3 primers were used for analyzing Pst population and revealed the ancestral origin, phylogeny relation of haplotypes, genetic differentiation of the population, gene flow, and the evolution and migration relation between Pst populations thereby. The findings indicate that the 3 genes SNP primers can be used for Pst population genetic structure analysis.     

四川省不同地域的核盘菌遗传多样性分析

 核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)属于世界性分布的植物病原真菌,可以危害油菜等多种经济作物。研究不同地域核盘菌的遗传多样性对了解核盘菌的遗传演化过程和指导病害防控具有重要意义。实验采用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)标记对四川省17个不同地理来源的66株核盘菌菌株的遗传多样性进行了分析。10对检测引物共获得129个位点,其中123个为多态位点,占95.35%。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.7时,66个核盘菌菌株分为5类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),分别包含60、2、2、1和1个菌株。在相似性系数为0.74时,第Ⅰ类又可分为3个亚类(Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3),分别包含21、37和2个菌株。聚类及组成分分析结果显示,四川省各地区的核盘菌菌株具有较高的遗传多样性,但其遗传变异与菌株地理来源无明显相关性。     

亚洲玉米螟Bt抗性种群的遗传多样性分析

近20年来,在北美、西欧、南美、菲律宾等20多个国家大面积商业化应用Bt玉米防治欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis(Hübner)等鳞翅目害虫的实践证明,其不可避免地胁迫靶标害虫产生遗传分化,出现新的抗性种群。研究精准有效的抗性检测方法,将为抗性监测和抗性治理策略的有效性提供科学依据。本研究基于高通量测序获得的亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)转录组数据,应用MISA (MicroSAtellite)软件搜索SSR位点,从61 622条EST(Expressed Sequence Tag)序列中获得了3 467个SSR位点。通过设计、筛选,共获得3 316对特异性引物,从中挑选了150对引物进行PCR扩增,共有51对扩增出目的条带,对亚洲玉米螟敏感种群(ACB-BtS)及5个Bt毒素抗性种群(ACB-AbR、ACB-AcR、ACB-AhR、ACB-FR、ACB-IeR)进行多态性检测,最终得到20条高多态性引物。利用这20对微卫星引物共检测到126个等位基因,平均每个位点6.3个。不同Bt抗性种群间产生了一定程度的遗传分化,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.195 9,即说明种群间的遗传变异为19.6%。根据遗传距离建立了UPGMA系统发育树,显示6个种群的相似度,即ACB-AbR与ACB-AcR相似度高。种群变异相似度规律与已报道的亚洲玉米螟对各Bt毒素的交互抗性规律相一致。本研究发现的SSR位点可作为亚洲玉米螟不同Bt毒素抗性种群的分子检测方法。     

基于毒性相关基因序列的稻瘟病菌群体遗传多样性分析

 选用16对毒性相关基因特异性引物对四川和重庆9个县(市)分离到的200个稻瘟病菌单孢菌株进行PCR扩增,并采用最长距离法进行聚类分析,结果显示各引物均能扩增出其目的条带,多态位点百分率(P)高达93.75%,扩增频率差异较大;200个菌株可归为70个不同的单元型,其中单元型SCH13为优势单元型;在0.86遗传相似水平上,200个菌株可划分为27个遗传宗谱,包括1个优势宗谱,3个亚优势宗谱,14个次要宗谱,9个小宗谱,层次丰富;在群体平均水平上,病菌群体具有丰富的遗传多样性(H=0.324 4,I=0.484 2),且群体间差异较大;9个种群在遗传距离为0.05水平上可分为4个类群,种群遗传谱系与地理区域分布呈一定相关性。同时,该地区的群体存在一定的遗传分化(HT=0.320 0),群体内多样性大于群体间多样性(Hs=0.179 6,Dst=0.140 4),总遗传变异的56.13%存在于群体内(Gst=0.438 7),群体间基因流动性较小(Nm=0.639 6)。本研究揭示了四川和重庆部分区域稻瘟病菌群体遗传结构、遗传多样性及其与地理分布之间的关系,为抗病育种和品种布局奠定了基础。     

芹菜细菌性软腐病病原的分离与鉴定

 由植物病原细菌引起的芹菜软腐病在北京地区普遍发生,其中以顺义及通州区县较为严重。自发病芹菜茎段中分离细菌,通过接种芹菜进行致病性测定,确定了54个致病菌株。虽然菌株间致病力有一定的差异,但大多数菌株对芹菜致病力强。通过培养性状和菌体形态观察、生理生化反应和Biolog测定,结合胡萝卜软腐果胶杆菌Pectobacterium carotovorum 6个管家基因(pgi、rpoS、mdh、proA、mtlD、icdA)的基因扩增、序列测定和多基因联合系统发育分析,将病原菌鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌P. carotovorum的3个亚种。其中45个菌株为P. carotovorum subsp. odoriferum,频数为83.33%;6个菌株为P. carotovorum subsp. carotovorum,频数为11.11%;3个菌株为P. carotovorum subsp. brasiliensis,频数为5.56%。上述结果显示,北京地区芹菜细菌性软腐病的病原菌为胡萝卜软腐果胶杆菌P. carotovorum的3个亚种,其中以P. carotovorum subsp. odoriferum为优势种。     

首次发现巴西果胶杆菌(Pectobacterium brasiliense)引起甘薯茎腐病

<正>Dickeya和Pectobacterium属细菌的植物寄主广泛,包括十字花科、茄科、百合科、伞形花科和禾本科等科的农作物^[1],所引发的细菌性软腐病严重影响农作物的产量和品质,造成严重经济损失,威胁农业生产和粮食安全。Dickeya和Pectobacterium属不同种的菌株能侵染同一种植物,产生相似的病症。如已发现能侵染马铃薯并导致软腐病害的有D. solani、D. dianthicola、D. dadantii、D.chrysanthemi、D. zeae、P. versatile、P. carotovorum、P. brasiliense、P. atrosepticum、P. betavasculorum、P. parmentieri、P. parvum、P. peruviense、P. polaris、P. actinidiae和P. punjabense等种的细菌^[2-3]。