云南馬鈴薯晚疫病菌群體的遺傳多樣性研究.pdf

1、由致病疫霉(Phytophthorainfestans(Mont.)deBary)侵染馬鈴薯引起的晚疫病是嚴(yán)重危害全球馬鈴薯生產(chǎn)的第一大真菌病害。晚疫病菌群體結(jié)構(gòu)及其演替規(guī)律的變化直接影響著該病害的發(fā)生與流行。自上世紀(jì)80年代初開始，全球各馬鈴薯主產(chǎn)國(guó)家晚疫病發(fā)生和爆發(fā)性流行的報(bào)道迅速增加，有關(guān)病原菌群體結(jié)構(gòu)變化研究再次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文通過對(duì)2002～2005年采自云南省八個(gè)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的晚疫病樣和分離純化菌株的表型(交配型、毒

2、性基因、生理小種和抗藥性)和基因型(同工酶基因型和線粒體DNA單倍型)結(jié)構(gòu)研究，較系統(tǒng)地揭示了云南馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)晚疫病菌群體的遺傳多樣性；為馬鈴薯抗晚疫病育種和晚疫病綜合防治技術(shù)制訂提供了理論依據(jù)。主要研究結(jié)果摘要如下： 1.通過對(duì)云南省八個(gè)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)742份田間馬鈴薯晚疫病病樣上卵孢子的直接檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)卵孢子存在；表明這些產(chǎn)區(qū)可能不存在晚疫病菌的有性生殖類型或自育型菌系。利用A1和A2標(biāo)準(zhǔn)菌株，對(duì)從上述病樣中分離純化出的155

3、個(gè)菌株進(jìn)行了交配型測(cè)定和自發(fā)卵孢子形成檢測(cè)，結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)卵孢子形成，表明所測(cè)試的純化菌株均為A1交配型，未發(fā)現(xiàn)A2交配型或自育型菌株。 2.首次利用一套分別單獨(dú)攜帶R1-R11抗性基因、及其部分復(fù)合基因型的標(biāo)準(zhǔn)鑒別寄主，采用田間直接監(jiān)測(cè)和分離純化菌株人工接種鑒定相驗(yàn)證的方法，發(fā)現(xiàn)云南馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)存在所有已知可鑒定的晚疫病菌毒性基因，即1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11號(hào)毒性基因；而且，各地晚疫病菌居群的生理小種組成及

4、其毒性基因構(gòu)成均非常復(fù)雜。經(jīng)鑒定152個(gè)菌株分屬于55個(gè)不同的生理小種；其中，出現(xiàn)頻率最高的小種是1.2.3.4.5.6.7.8.9.10，發(fā)生頻率為32.89％；其次為小種1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11，發(fā)生頻率為21.05％。 3.對(duì)153個(gè)純化菌株的甲霜靈抗藥性測(cè)定結(jié)果表明：高度抗性、中度抗性和敏感菌株的數(shù)量分別為35個(gè)、32個(gè)和86個(gè)，分別占被測(cè)菌株總數(shù)的22.86％、20.92％和56.21％；發(fā)現(xiàn)來自

5、不同地區(qū)的晚疫病菌對(duì)甲霜靈的抗藥性水平存在明顯差異。對(duì)部分代表性菌株的甲霜靈錳鋅、百菌清、克露和代森錳鋅的抗性測(cè)定結(jié)果顯示：對(duì)百菌清、克露及代森錳鋅產(chǎn)生抗藥性的菌株分別占測(cè)定菌株數(shù)的22.2％、20.69％和10.0％，但尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)甲霜靈錳鋅產(chǎn)生抗藥性的菌株。 4.對(duì)79個(gè)代表性晚疫病菌株進(jìn)行了線粒體DNA(mtDNA)單倍型組成分析，發(fā)現(xiàn)它們分別屬于Ⅰa或Ⅱb單倍型；其中77個(gè)菌株為Ⅰa，占測(cè)定菌株總數(shù)的97.47％，廣泛分布

6、于所有已采集病樣的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)，為云南省優(yōu)勢(shì)的mtDNA單倍型；2個(gè)菌株為Ⅱb，占所測(cè)菌株的2.53％，均來自昆明尋甸。 5.首次對(duì)54個(gè)代表性晚疫病菌株進(jìn)行了同工酶分析，發(fā)現(xiàn)分析的晚疫病菌群體中存在四種6-磷酸-葡萄糖異構(gòu)酶(Gpi)酶譜。第一種酶譜(111000)占被測(cè)菌株總數(shù)的92.59％，廣泛分布于所有已采集病樣的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)；第二種酶譜(111001)分布在昆明尋甸，占被測(cè)菌株總數(shù)的1.85％；第三種酶譜(111100

7、)也分布在昆明尋甸，占被測(cè)菌株總數(shù)的1.85％；第四種酶譜(111010)分布在盈江，占被測(cè)菌株總數(shù)的3.70％。 上述研究結(jié)果表明，云南省馬鈴薯晚疫病菌群體的表型和基因型結(jié)構(gòu)具有非常復(fù)雜的多樣性。同時(shí)也表現(xiàn)出明顯的群體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1)表型結(jié)構(gòu)以A1交配型和超復(fù)合生理小種為主體，但甲霜靈等的抗藥性仍處于較低水平；(2)基因型結(jié)構(gòu)中，以mtDNA單倍型Ⅰa和Rf.為0.249-0.278-0.319的Gpi酶譜為主(111000)