利用无毒基因研究浙江省分离于不同年份的稻瘟病菌群体的遗传结构多样性

【摘要】由Magnaportheoryzae引起的稻瘟病是水稻生产上的三大病害之一,稻瘟病的发生与流行严重影响水稻的产量及品质,目前利用抗性品种防治稻瘟病是最经济、有效和安全的解决方案。稻瘟病菌的遗传结构复杂,群体多态性高,种群演替迅速,致使抗性品种在田间连续使用3-5年后,抗性明显衰退,严重阻碍了抗病品种在稻瘟病防治上的应用。实时监测和研究稻瘟病菌的遗传结构变异,了解田间稻瘟病菌群体遗传结构的多样性及其动态变化规律对于延长抗病品种的抗病历期具有重大意义。目前,研究稻瘟病菌遗传多样性的常用方法为分子标记技术,如限制性片段长度多态性(RFLP)方法、随机扩增多态性DNA(RAPD)技术、特异性扩增片段(SCAR)标记、简单重复序列(SSR)标记、rep-PCR技术、扩增片段长度多态性(AFLP)、反转录转座子—微卫星扩增多态性(REMAP)等。目前就分子标记技术研究稻瘟病菌群体遗传多样性的结果显示其多态性结果与稻瘟病菌的致病型间并无明显相关性,其结果不能很好的反应稻瘟病菌的致病型变异和新致病型的产生,亟需探索一种新的方法研究稻瘟病菌的遗传结构多样性。稻瘟病菌的无毒基因与水稻的抗病基因符合基因对基因学说,无毒基因不稳定,常导致水稻抗病品种的抗病性丧失,而无毒基因的不稳定性正是研究稻瘟病菌遗传多样性的绝佳材料。了解无毒基因的变异机制对于培育抗病品种防治稻瘟病具有重要意义,同时,利用无毒基因研究稻瘟病菌的遗传结构多样性具有一定的理论基础及现实意义。本文利用ITS(InternalTranscribedSpacer)、SSR(SimpleSequenceRepeat)无毒基因三种方法研究了自1978年至2011年分离于浙江省11个市的稻瘟病菌株的遗传结构多样性。结果如下1ITS方法的研究结果显示,ITS-5.8SrDNA序列共有207个变异位点,分为8个单倍型,单倍型的系统发育树可分为2个支系。单倍型多样性平均值为0.346,核苷酸多样性平均值为1.945%,其中丽水的遗传多样性最高,金华和舟山的遗传多样性最低。在总的遗传变异中,大部分遗传变异存在于种群内。各种群间存在较高水平的基因流动,并且稻瘟病菌种群的遗传分化不符合地理距离隔离模式。2SSR技术的研究结果表明,28对SSR引物共扩增出的等位基因数为171,每对引物可扩出2-24个等位基因,平均多样性指数为0.534,平均多态性信息含量为0.494。丽水和杭州的遗传多样性最高,舟山的遗传多样性最低,1990年的遗传多样性最高,1978年的遗传多样性最低,分离于籼稻的稻瘟病菌的遗传多样性高于分离于粳稻的稻瘟病菌。3浙江省稻瘟病菌无毒基因的变异类型为缺失和插入,大多数菌株含有ACE1和AvrPiz-t基因,只有少部分菌株含有AVR-Pia、AVR-Pii和PWL4基因,全部菌株都不含有AVR1-C039和PWL1基因。利用无毒基因研究稻瘟病菌的遗传结构多样性的方法是可行的,其研究结果多态性较高。丽水的遗传多样性最高,舟山的遗传多样性最低,台州的基因扩出率为最高,温州的基因扩出率为最小。分离于20世纪的菌株的遗传多样性最高,分离于80年代的菌株的遗传多样性最低,2001年和1994年的遗传多样性最高,2003年和2008年的遗传多样性很低。分离于籼稻的稻瘟病菌株的遗传多样性要高于分离于粳稻的菌株的遗传多样性。4无毒基因、ITS和SSR的研究结果相似。如分离于不同地理位置的稻瘟病菌的遗传结构差异较大,其中丽水的遗传多样性最高,舟山的遗传多样性最低；分离于不同年份的稻瘟病菌的遗传多样性较高,2002年、2003年、2008年和2011年的遗传结构相似性较大；分离于不同水稻类型的稻瘟病菌间的遗传结构差异较大,部分分离于籼稻和粳稻的菌株的遗传结构相似性较大甚至相同。
【作者】穆慧敏；
【导师】孙国昌；
【作者基本信息】南京农业大学，植物病理学，2013，硕士
【关键词】稻瘟病菌；ITS-5.8SrDNA；SSR；无毒基因；遗传结构；

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