我国棉花黄萎病菌遗传多样性分析

摘要

本研究以来自全国12个省(自治区)96个县的棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)为研究对象，从培养性状、SSR和ISSR指纹图谱等方面对其进行了群体遗传多样性的研究，并结合致病力测定结果及地理来源进行了全面分析。对其中部分培养性状特殊的菌株进行了生理特性和分子鉴定；选择致病力不同的菌株，研究了生理特性与致病力的关系。为进一步研究我国棉花黄萎病菌的遗传变异、致病机理、棉花的抗病育种、抗性品种的合理布局、抗性丧失的原因，品种与病菌的互作等提供依据。得到的主要研究结果如下：
　　 1.我国的棉花黄萎病菌在PDA培养基上存在5种不同的培养类型，B型菌株表现为菌核多，均匀密布，菌落边缘有白色圆环，占72.9％；C型菌株表现为菌核较少，大多分布在菌落周围，形成黑色圆环，菌落中间为白色，散生少量或极少菌核，占23.6％。长江流域菌株变异最大，其次是黄河流域，新疆棉区的变异最小。野生菌株均为杂合体，其单孢后代在培养性状上也存在明显的变异。
　　 2.分离的308个野生菌株中，有14个菌株在PDA培养基上培养性状特殊，对其进行温度反应鉴定和特异性引物的分子检测。结果表明，供试菌株均为大丽轮枝菌。采用落叶型特异引物D-1/D-2和非落叶性特异引物ND-1/ND-2对供试菌株进一步检测，结果表明供试菌株中落叶型菌株为155个，约占91.2％；非落叶型菌株为15个，其中11个新疆菌株，约占新疆菌株总数的45.8％，表明我国的棉花黄萎病菌绝大多数为落叶型棉花黄萎病菌。
　　 3.在一致的生长条件下，测定了12个致病力不同菌株的生长速率、分生孢子产量和毒素分泌量。结果表明，不同菌株的生长速率、分生孢子产量及毒素分泌量存在很大的差异，而且与菌株的致病力均有一定的正相关性；菌株的生长速率和分生孢子产量与是否落叶不存在相关性，而菌株的毒素分泌量与是否落叶存在一定的相关性。
　　 4.依据莴苣黄萎病菌(Verticillium dahliae)全基因组序列设计SSR引物，建立并优化SSR反应体系，筛选出13对多态性较高的引物，选择170个代表菌株，进行SSR指纹图谱分析。UPGMA聚类结果显示，170个供试菌株明显划分为2个群体，群体Ⅰ共包括26个菌株，其中18个为新疆菌株，约占69.2％；群体Ⅱ包括144个菌株，内地菌株有138个，约占95.8％。分析表明菌株的亲缘关系与地理来源存在一定的相关性，即新疆菌系与内地的菌系亲缘关系较远，而新疆菌株之间及内地各省份的菌株之间的亲缘关系很接近；结合菌株致病力测定的结果分析表明，SSR指纹图谱与菌株致病力强弱没有表现出相关性。
　　 5.本研究选用了9对ISSR引物对170个代表菌株进行遗传多样性分析，结果表现出丰富的位点多态性。聚类分析结果表明，170个供试菌株被划分为3个不同的致病力群体：群体Ⅰ属于弱致病力群体；群体Ⅱ属于强致病力群体；群体Ⅲ属于中等致病力群体。由此表明，供试菌株的ISSR指纹图谱与菌株的致病力存在明显的相关性，而与菌株的地理来源无关。