我國玉米穗腐病主要致病鐮孢菌多樣性研究.pdf

1、玉米穗腐病在世界各玉米種植區(qū)廣泛發(fā)生,田間損失一般為5％～10％。穗腐病不僅造成玉米產量損失,也會因致病菌在玉米籽粒中產生多種毒素,作為食物或飼料被食用后對人畜健康產生極大威脅。為了明確我國玉米穗腐病主要致病鐮孢菌種群結構和遺傳變異,為玉米抗穗腐病育種提供技術和信息支持,本文研究了我國玉米穗腐病致病鐮孢菌的種群結構特點和主要致病種的致病力、產毒類型、交配型以及遺傳多樣性,獲得了以下主要結果:
　　 1.我國玉米鐮孢穗腐病的致病菌

2、構成具有顯著的多樣性。采用組織分離方法,從14省(直轄市)63縣區(qū)102份玉米穗腐病材料中檢測到11屬真菌,其中鐮孢菌占優(yōu)勢。通過進一步的單孢分離、形態(tài)學鑒定及分子鑒定,證明在引致玉米穗腐病的鐮孢菌中,輪枝鐮孢(Fusariumverticillioides)和禾谷鐮孢復合種(F.graminearum clade)為優(yōu)勢致病種,其中從75份玉米樣本(72％)中分離獲得輪枝鐮孢,33份(32％)中分離獲得禾谷鐮孢復合種,21份(20％)

3、玉米中分離獲得層出鐮孢(F.proliferatum),17份(16％)中分離獲得尖孢鐮孢(F.oxysporum),9份(9％)中分離獲得膠孢鐮孢(F.subglutinans),4份(4％)中分離獲得黃色鐮孢(F.culmorum),2份(2％)中分離獲得茄病鐮孢(F.solani),1份(1％)分離獲得半裸鐮孢(F.semitectum),共計7個鐮孢種和1個復合種。
　　 2.成功開發(fā)了輪枝鐮孢的SSR標記109對?；?/p>

4、輪枝鐮孢基因組的11條染色體第三版拼接序列(鳥槍法測序結果),利用Fastpcr軟件共發(fā)現(xiàn)751個SSR位點,選取其中重復次數較多的位點設計了161對引物,經篩選共獲得158對有效擴增引物。經檢測,109對引物(69.0％)可擴出2條或以上的條帶,其中55對引物(34.8％)可擴出3條或以上的條帶,表現(xiàn)出較好的多態(tài)性。109對多態(tài)性SSR引物間平均距離為0.38Mb。
　　 3.基于交配型、致病力和遺傳多樣性分析,明確了引起玉米

5、穗腐病的輪枝鐮孢具有豐富的變異和多樣性。對14省(直轄市)46市縣區(qū)的66株輪枝鐮孢的多樣性分析表明:(1)在66株輪枝鐮孢中,33株交配型為MAT-1,32株交配型為MAT-2,1株(FVSD04)未確定交配型類型,兩種交配型的比例接近1:1,其中河北、四川菌株主要為MAT-1類型,安徽、云南菌株主要為MAT-2類型,其他省份菌株的交配型比例接近1:1；(2)選取2009年分離獲得的50株輪枝鐮孢進行田間致病力檢測,病情指數為15.6

6、～83.3,平均為37.6。42株(84％)分離物的病情指數為23.5～48.1,6株分離物的病情指數高于50,2株的病情指數低于20。(3)以平均分布在11條輪枝鐮孢染色體上的22對SSR引物對66株輪枝鐮孢進行遺傳多樣性分析,共獲得125個等位變異,變異范圍為2～11個,平均5.68個；UPGMA聚類結果表明,以遺傳相似系數0.3為閾值,66株輪枝鐮孢可分為3群,若以0.46為閾值,66株分離物被劃分為15群；不同群中分離物包含不同

7、省份分離物,致病力和交配型也各不相同。
　　 4.基于產毒類型和遺傳多樣性分析,明確了引起玉米穗腐病的禾谷鐮孢復合種存在較高的多樣性。根據SNPs對6省22縣區(qū)玉米穗腐病標樣中分離獲得的46株禾谷鐮孢復合種分離物鑒定表明,(1)33株分離物為禾谷鐮孢F.graminearum,7株分離物為南方鐮孢F.meridionale,2株分離物為布斯鐮孢F.boothii,另外4份未得到結果；(2)8株分離物產生NIV毒素,全部為F.me

8、ridionale,37株產生15-AcDON毒素,1株來自陜西省戶縣的分離物。FGSX11未檢出產生以上2種毒素,在46株中均未檢測到產生3-AcDON的分離物；(3)采用已報道的8個VNTR標記和10個SSR標記,對46株禾谷鐮孢復合種進行遺傳多樣性分析,共獲得79種等位變異,以遺傳相似系數0.45為閾值,46株分離物可以分為3群,其中類群B全部能夠產生NIV毒素,除陜西分離物外,其他省份分離物同省均聚在一群,表明產毒素類型和地域分

9、布對禾谷鐮孢復合種的多樣性具有影響。在研究中發(fā)現(xiàn),引物對FG16NF缺乏對F.graminearum擴增的特異性。
　　 綜上所述,我國玉米穗腐病的鐮孢致病菌主要是輪枝鐮孢和禾谷鐮孢復合種?；诨蚪M信息開發(fā)的輪枝鐮孢SSR引物具有較好的多態(tài)性,可以用于遺傳多樣性分析。結合致病力測試、交配型、產毒化學型及多態(tài)性引物檢測,中國輪枝鐮孢玉米分離物的遺傳多樣性與其地理分布、致病力無相關性,表現(xiàn)出較高的多態(tài)性。在中國玉米穗腐病的另一致病