西南地区稻瘟病菌群体遗传多样性分析

为明确西南地区稻瘟病菌Magnaporthe grisea(Hebert)Barr群体遗传结构及其多样性水平,选用13对SSR引物对来自18个县(市)的221个稻瘟病菌单孢菌株进行PCR扩增,利用最长距离法和生物学软件进行聚类分析和群体遗传多样性分析。结果显示,13对SSR引物均能扩增出一条大小相同且清晰的条带,多态位点百分率高达100%。221个菌株在0.16相异水平上可划分为13个遗传宗谱,宗谱SCL01含205个菌株,占总菌株数的92.76%,为优势宗谱;宗谱SCL02~SCL013为劣势宗谱,差异极大。在群体水平上,菌源丰富的8个区域稻瘟病菌群体的Nei’s基因多样性指数为0.2133,Shannon信息指数为0.3588,具有丰富的遗传多样性,且群体间差异较大;这8个种群基于UPGMA法大都聚为一类,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0.2518,存在一定的遗传分化,且群体内多样性大于群体间,总遗传变异的59.37%存在于群体内。总体上,西南地区稻瘟病菌群体结构既有明显的优势宗谱,又存在许多复杂多变的特异性小宗谱,具有丰富的遗传多样性,与地理分布关系较为密切。     

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。     

四川籼稻区稻瘟病菌群体遗传结构

应用rep-PCR分子指纹技术对2000～2002年采自四川6个籼稻自然生态区的137个稻瘟病菌菌株进行了DNA分子指纹扩增和聚类分析,共获得73个不同的DNA指纹图谱(单元型)和62条分子量不等的DNA带型.结果显示,无论以何种遗传相似水平划分,四川稻瘟病菌的群体结构都表现很突出的优势宗谱,又存在着具有较多遗传多样性的次要小宗谱和特异性宗谱,蕴含着极其丰富的遗传信息;在0.19遗传相似水平,所有供试菌株可以划分成37个遗传宗谱,层次较为丰富.四川稻瘟病菌群体结构具有明显的时空特点,不同年度间稻瘟病菌群体存在一定的亲缘关系,又各自拥有当年的特异性宗谱;在空间上,不同稻作区表现出从复杂到简单的病菌群体变化特点.稻瘟病菌的遗传宗谱与生理小种致病型不存在一一对应的关系,作者认为将二者横向比较没有可比性.     

中国4省猕猴桃细菌性溃疡病菌的生物型检测和遗传多样性分析

由丁香假单胞菌猕猴桃致病变种Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa)侵染引起的猕猴桃细菌性溃疡病(kiwifruit bacterial canker)是全球猕猴桃生产上最具毁灭性的细菌病害。为探明福建、安徽、四川和陕西4省Psa菌株的生物型和遗传多样性,用5对PCR特异性引物PsaJ-F/-R、PsaK-F/-R、Tac-F/-R、Con002-F/-R和avrRps4-F1/-R2检测Psa菌株的生物型;用4对PCR引物27F/1492R、PsaF1/PsaR2、gapA-Fps/Rps和rpoD+364s/-1222ps分别扩增16S rRNA、ITS、gapA和rpoD基因,进行多基因联合分析Psa菌株的遗传多样性。结果表明,特异性引物Tac-F/-R从47株Psa菌株中均能扩增出一条545 bp的特异条带,其他4对引物未扩增出任何条带,说明供试Psa菌株的生物型均为biovar 3。多基因联合分析表明,4省Psa存在丰富的遗传多样性,4个群体共检测出27个单倍型,单倍型多样性为0.955。安徽、福建、四川和陕西群体的单倍型数差异较大,分别为1、8、12个和12个。4个群体的多态性位点数、核苷酸多样性和平均核苷酸差异数差异极显著(P<0.01),其中福建群体的多态性最丰富,而安徽群体的多态性最低。AMOVA分析表明,3.6%的遗传变异来源于种群间,而96.4%的遗传变异来源于种群内,说明种群内变异是遗传变异的主要来源。遗传分化分析表明,安徽省Psa群体与其他3个群体间的遗传分化极高(Fst>0.175),福建、四川和陕西群体间的遗传分化水平较低(Fst<0.017)。研究结果有利于了解福建省Psa的来源,为阻断Psa的传播和猕猴桃细菌性溃疡病的长期可持续控制提供了理论参考。     

云南元阳哈尼梯田稻瘟病菌遗传多样性分析

 利用12对SSR引物,对来自云南元阳哈尼梯田不同海拔高度、不同水稻品种上的稻瘟病菌菌株进行遗传多样性分析,并运用日本清泽建立的鉴别品种对其中62个菌株进行生理小种鉴定。结果显示:稻瘟病菌总体遗传多样性水平较高(He=0.57±0.27,I=1.17±0.60)。聚类分析表明,在80%相似水平下菌株可划分为9个多样性群体。供试菌株划分为16个生理小种,其中002、000和006为优势小种。分离的不同海拔稻瘟病菌生理小种和遗传多样性存在差异。海拔1600~1700m生理小种最丰富,达9个生理小种;海拔1500~1600m、1400~1500m和1700~1800m,生理小种分别为6、5和4个;遗传多样性分析表明,从海拔1400~1500m分离的菌株遗传多样性水平最高(He=0.57±0.24),并划分为6个群体。综合分析表明,在元阳哈尼梯田系统中,栽培传统品种遗传多样性越丰富的区域,其稻瘟病菌群体多样性和生理小种也越丰富。     

江西省稻区稻瘟病菌遗传宗谱与致病型的关系

为了探寻稻瘟病菌无性世代DNA水平的变异,明确江西省稻区稻瘟病菌遗传宗谱与致病型之间的对应关系,利用rep-PCR(repetitive element-based PCR)分子指纹分析技术,对稻区稻瘟病菌的群体结构和遗传多样性进行分析,并用41株代表性菌株对35个水稻品种进行了致病性测定。结果表明,以相似度75%为界,可以将不同稻区采集的99个菌株划分为14个遗传宗谱,其中,宗谱4、1和10为优势宗谱,分别包含37、18和12个菌株,占总数的37.37%、18.18%和12.12%;稻瘟病菌遗传宗谱与致病型间存在复杂的关系,同一宗谱的菌株对应多个致病型,而同一致病型的菌株,分属于不同的遗传宗谱,两者之间不存在简单的对应关系。     

广东省稻瘟病菌DNA指纹分析及谱型结构

 利用散布性重复序列(dispersed repetitive sequence) MGR 586探针与EcoRI组合,分析了采自广东省4个自然生态稻作区的112个猪瘟病菌株的限制性片断长度多态性(RFLPs),根据彼此间RFLPs单型(haplotype)的带型位置相似率达80%为度,把这些菌株划分为15个遗传宗谱(genetic lineage),其中宗谱1及宗谱2占总数的78.58%,遍布全省各地,是优势宗谱。供测菌株的RFLPs单型的多样性显示出我省稻瘟病菌的群体结构呈现多样性。参试菌株的群体遗传多样性值为0.64。谱型分析表明,我省多数病原型是杂合群体。在分子水平上划分的病菌宗谱与寄生品种的遗传背景有密切关系。研究结果也初步建立了病菌宗谱与用以鉴别寄主反应划分的生理小种致病谱型的相互关系。     

稻曲病菌遗传多样性与群体结构的初步分析

 利用随机扩增多态性DNA (random amplified polymorphic DNA,RAPD)初步分析了稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)的群体遗传结构。从1 60个随机引物中筛选32个扩增带型清晰、重复性好的引物,对不同年份采自辽宁、云南、湖北和浙江等水稻种植区的5 6个菌株进行扩增。32个引物扩增出2 2 3条带,绝大多数引物对不同年度采自不同稻区的菌株扩增的DNA谱型相同,大多数菌株间相似性系数达0.80以上。根据扩增DNA片段的多态性,从空间分布来看,来源于北方、长江流域和南方的菌株难以划分出明显的地理宗谱;不同年度的菌株DNA多态性也无明显的差异。上述结果初步表明稻曲病菌遗传稳定,寄主选择作用(寄主的基因型及其时空分布)对稻曲病菌变异的影响较小。但是尚需采用其它的分子技术测试更多的菌系,才能较系统地分析我国稻曲病菌系的遗传变异及群体结构特点。     

南方稻区稻瘟病菌株中无毒基因AvrPi9的变异分析

 本研究通过PCR(Polymerase Chain Reaction)和测序技术以及稻瘟病菌致病力检测手段,分析了2020年来自安徽、重庆、福建、广西、湖南、江苏、江西、云南以及浙江等省(直辖市、自治区)的300个稻瘟病分离菌株的无毒基因AvrPi9的分布和变异情况。结果表明,298份稻瘟病菌分离菌株的AvrPi9位点能被有效扩增,扩增产物经测序分析后显示,其中8株供试菌株的AvrPi9基因位点的外显子区域253位发生单碱基变异(C碱基替换成T碱基,AvrPi9^C253T),导致转录提前终止。稻瘟病菌致病力分析表明,AvrPi9^C253T菌株对带有Pi9基因的植株TP309-Pi9产生了致病性,说明该类菌株的AvrPi9位点变异后不能被Pi9识别。上述结果提示培育和种植携带有抗稻瘟病基因Pi9的品种可以较大程度上对南方稻区稻瘟病起到防控作用。这对保障水稻生产安全具有重要意义。     

小尺度空间果生刺盘孢遗传多样性分析

 本研究将来自16个油茶品种的247个Colletotrichum fructicola的多基因序列进行遗传多样性分析,结果表明,247个C. fructicola多基因序列有21个单倍型,其中Hap2占总数的54.7%,Hap4占总数的34%,为两个主要的单倍型,来自所有16个油茶品种。基本上每一个油茶品种都存在C. fructicola独特的单倍型。遗传分化系数(Fst)表明不同品种来源菌株种群间存在一定的遗传分化。对所有品种种群进行中性检测及核苷酸不配对分析,发现小尺度空间的果生次盘孢菌经历大规模的种群扩张,群体间存在有效基因流。系统发育分析表明,来自不同品种的菌株散乱地分布在系统发育树中。     

安徽省水稻条斑病菌群体遗传结构分析

 水稻条斑病菌是近年来影响安徽水稻生产的主要有害生物。本研究利用rep-PCR指纹技术分析了来自安徽11个不同县市的水稻条斑病菌群体遗传结构。用引物BOX、REP和ERIC分别对94个菌株的基因组DNA进行了PCR扩增,结果表明3组引物共扩增出了49条指纹条带,且所扩增出的DNA条带均为多态带。在群体平均水平上,安徽省水稻条斑病菌群体Nei’s基因多样性指数(H)为 0.32,Shannon 信息指数(I)为 0.49,表明安徽省水稻条斑病菌的遗传多样性丰富,但病菌的遗传多样性在地区间存在差异。UPGMA聚类分析表明,来自毗邻地区的水稻条斑病菌种群大都聚为一类,水稻条斑病菌种群遗传谱系与地理区域分布呈现一定相关性。同时,安徽省水稻条斑病菌群体存在一定的遗传分化,遗传变异主要来源于群体内部。     

四川西南部小麦白粉菌群体毒性及遗传多样性分析

为明确四川西南部白粉菌群体毒性及其遗传变异情况,本文将2011年采自四川西南部的小麦白粉病标样进行单孢子堆分离纯化,共获得48个白粉菌菌株,并将其按采集地划分为4个地理群体。利用28份已知抗白粉病基因材料测定了群体的毒性频率,并运用SRAP分子标记技术探讨了其遗传多样性。毒性测定结果表明,白粉菌群体毒性较强,群体间毒性结构存在差异。供试群体对Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3d、Pm5a、Pm6、Pm19的平均毒性频率达50%以上,而Pm13、Pm XBD、Pm5b、Pm2+6、Pm5+6抗性保持良好,平均毒性频率在10%以下。群体间毒性遗传距离与地理距离之间有一定的相关性,但未达到显著水平。用筛选出的10对SRAP引物共获得160个清晰、稳定的扩增位点,多态性频率为50.63%;白粉菌群体遗传多样度(h)、Shannon信息指数(I)分别为0.198 8、0.322 7,遗传变异主要源于群体内部。群体间基因流数值均在6.50以上,说明四川西南部白粉菌群体间菌源迁移频繁,基因交流较为充分。M antel Test分析表明SRAP标记解释的群体遗传多样性与地理距离、毒性多样性间的相关性未达到显著水平。     

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。     

玉米大斑病菌ISSR反应体系的优化和遗传多样性分析

以玉米大斑病菌基因组DNA为模板,采用单因素水平优化的方法对DNA聚合酶的来源及浓度、引物浓度、dNTPs浓度、DNA模板浓度、Tm(退火温度)、PCR反应循环数等重要参数进行摸索和优化,建立了玉米大斑病菌ISSR-PCR优化反应体系,并从40条ISSR引物中筛选出9条多态性较好的ISSR引物。对来自河北、河南、辽宁等玉米主产区的44个菌株进行ISSR分析表明,ISSR标记在我国玉米大斑病菌中存在较高的多态性,多态性条带占40.3%。聚类分析显示,在阈值为0.8时菌株被分为7个类群。对ISSR揭示的玉米大斑病菌的遗传多样性与菌株交配型、地理来源之间的关系进行分析,结果显示菌株的遗传多样性与交配型间的关系密切,而与其地理来源无明显相关性。     

Genetic diversity of the annual weed Monochoria vaginalis in southern China detected by random amplified polymorphic DNA and inter-simple sequence repeat analyses

Two molecular genetic screening techniques, RAPD (random amplified polymorphic DNAs) and ISSR (inter-simple sequence repeats), were applied to detect the level and pattern of genetic diversity of Monochoria vaginalis, a common weed of rice fields, in seven populations from southern China. Among these populations, 116 bands were amplified by 18 RAPD primers, of which 34 bands (29.31%) were polymorphic, and 14 ISSR primers produced 111 bands with 87 polymorphic bands (78.38%). Within each population, a relatively low level of genetic diversity was detected by both RAPD and ISSR analyses, with a mean genetic diversity (H) of 0.0348 and 0.0551 respectively. Analysis of molecular variance of the data from the RAPD and ISSR markers detected that the majority of total genetic variation existed among populations (73.50% and 76.70% respectively) and only minor genetic variation within populations (26.50% and 23.30% respectively). Cluster analysis divided the seven populations into two groups, indicating that the genetic relationships among populations have relatively low correlation with their geographical distribution (Mantel test; r = 0.45 and 0.48 respectively). Our results indicated that both RAPD and ISSR markers were effective and reliable for accurately assessing the degree of genetic variation of M. vaginalis. Comparing the two techniques, ISSR markers were more efficient than the RAPD assay. The Mantel test gave r = 0.16, suggesting no correlation between these two molecular markers.     

中国不同地区致病疫霉遗传多样性的RAPD分析

 本文应用RAPD技术检测了我国主要马铃薯产区致病疫霉的遗传分化情况及不同地区菌株间的亲缘关系。用筛选出的10个随机引物对1997-2001年间采自我国9省市的82株及3株来自日本的致病疫霉DNA进行了PCR扩增,获得了79条谱带,其中多态性标记75条,占95%。根据扩增结果,运用UPGMA分析,获得了表现菌株间亲缘关系的树状图。菌株间的最大遗传距离为0.5,以距离0.3为阈值,可将供试菌株划分为10个组(RG1-10)。结果发现:A1交配型菌株群体内的差异大于A1和A2菌株群体之间的;RAPD分组与菌株的地理来源、交配型及对甲霜灵的敏感性无明显相关性。研究结果显示,来自中国北方甘肃、内蒙、吉林、黑龙江地区的菌株与一些来自云南、四川等西南地区的菌株亲缘关系相近。病原菌随种薯的迁移可能是导致这种现象的原因之一。     

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。