稻瘟病菌多样性与水稻品种和地域分布的关系

摘要

由稻瘟菌(Magnaporthe oryzae，无性世代为Pyricularia grisea)引发的稻瘟病是世界各水稻种植区最具毁灭性的真菌病害之一。该病害不仅影响水稻产量还影响米质，其发生给各水稻种植区带来严重的经济损失。目前选育种植抗病品种仍是防治稻瘟病最经济有效的举措，由于稻瘟病菌具有极易变异的特性，使抗性品种推广种植3-5年后就“丧失”抗性。因此，研究稻瘟病菌的群体结构特征，揭示其变异规律和动态，可为抗性品种的合理布局和培育抗性品种提供理论依据。
　　本文采用四套鉴别品种对2011、2012年采集自江苏五大稻区以及辽宁八市的稻瘟菌进行鉴定，结果表明:2011年257株菌被中国鉴别品种分为7群23个小种，其中苏辽菌株分别为5群12个小种、7群21个小种，江苏优势小种ZG1占其菌株数的52.92％;辽宁优势小种ZG1、ZC15占其菌株数的30.84％、19.63％。2012年197株菌被中国鉴别品种划分为6群14个小种，其中苏辽菌株分别为5群6个小种、6群13个小种，江苏优势小种ZG1占其菌株数的35.03％;辽宁优势小种ZG1、ZE3占其菌株数的25.89％、10.15％。2011年苏辽菌株分别含37、46个日本小种，江苏优势小种011、011.2、000占其菌株数的25.33％、14.67％、12.67％，辽宁优势小种011.2占其菌株数的28.97％;2012年苏辽菌株分别含24、42个日本小种，江苏优势小种011.2占其菌株数的28.57％，辽宁优势小种011.2占其菌株数的34.34％。LTH近等基因系将2011年苏辽菌株划分为27、23个反应型，将2012年苏辽菌株划分为15、22个反应型。利用Pot2-rep-PCR技术进行遗传多样性分析，在75％相似水平上可将2011年、2012年参试菌株依次划分为13、6个系谱，2011年江苏12个系谱中优势系谱L11、L12、L4分别占其菌株数的22.67％、16.67％、17.33％，辽宁6个系谱中优势系谱L12占其菌株数的55.14％;2012年江苏5个系谱中优势系谱L6占其菌株数的92.86％，辽宁3个系谱中优势系谱L5、L6分别占其菌株数的40.40％、27.92％。苏辽菌株两年数据比较，辽宁菌株毒力普遍强于江苏，两地稻瘟菌株的毒性多样性与遗传多样性的丰富度相反。综合分析显示，苏辽两地稻瘟菌是两个在致病型和遗传结构上相近而又异质性明显的不同群体。
　　采用爱知旭、草笛、CO39、苏御糯四个水稻品种分别进行单栽和两两混栽以及四个混栽共11个处理，将指纹图谱差异显著的15株菌（江苏5株、辽宁5株、籼稻来源5株）混合接种于上述处理中，结果表明:在混合接种发病后，不同类型水稻品种上筛选出的菌株类型和结构有明显差别，品种单栽条件下爱知旭上筛选出1号、5号、7号、9号、10号、14号、15号共7个菌株，出现频率最高的菌株依次为7号(22％)、9号(20％)、15号(18％);在草笛上筛选出2号、3号、4号、7号、9号、11号、14号、15号共8个菌株，出现频率最高的菌株依次为7号(30％)、3号(18％)、2号(14％);不同混栽组合对稻瘟菌群体结构有不同的影响，与品种单栽相比，其对菌株的筛选结果并非为各品种单栽情况下的简单相加，各有其特点，爱知旭和草笛混栽筛选出6个菌株（3号、4号、5号、7号、9号、13号），出现频率最高的菌株依次为7号(30％)、9号(20％)、4号(18％);爱知旭和CO39混栽筛选出4个菌株（4号、7号、10号、11号），出现频率最高的菌株依次为4号(45％)、7号(35％)、10号(18％);爱知旭和草笛和CO39和苏御糯混栽筛选出9个菌株（2号、3号、4号、5号、7号、9号、10号、13号、15号），出现频率最高的菌株依次为4号(22％)、7号(20％)、13号(14％)。不同品种经稻瘟菌2代继代传染后，对菌群的影响不同，在爱知旭上7号、9号优势更为明显，10号菌株消失，出现新的菌株类型17号;在草笛上7号仍为优势菌株，4号、11号上升为新的优势菌株，9号菌株消失，新菌株22号出现;不同混栽组合品种在经2代继代传染后，不同组合的品种对菌群的影响不一，在爱知旭和草笛上7号维持优势，4号优势上升，新菌株类型出现且呈上升趋势;在爱知旭和草笛和CO39和苏御糯上，4号、7号仍保持优势。综上所述，水稻品种混栽后对稻瘟菌的选择作用与品种单栽时的结果完全不同，混栽组合产生了全新选择压，品种混栽与单栽对稻瘟菌连续筛选方式也完全不同。

目录

声明

论文说明

摘要

符号与缩略语英汉对照

文献综述

一、稻瘟病研究概况

1．稻瘟病的分布、危害及研究历史

2．病原菌

3．侵染过程及发病症状

4．稻瘟病的防治措施

二、稻瘟菌群体多样性研究

1．稻瘟菌毒性多样性研究

2．稻瘟菌遗传多样性研究

3．稻瘟菌的致病型与遗传系谱的关系

4．稻瘟菌的遗传变异研究

三、稻瘟菌与寄主关系的研究

四、本研究的目的和意义

参考文献

第一章 苏辽粳稻区稻瘟病菌群体多样性比较

第一节 2011年苏辽稻瘟菌群体多样性比较

1．材料和方法

2．结果与分析

第二节 2012年苏辽稻瘟菌群体多样性比较

1．材料与方法

2．结果与分析

本章讨论

1．苏辽稻瘟病菌群体致病型结构的比较

2．苏辽稻瘟病菌群体遗传结构的比较

3．苏辽稻瘟病菌群体与往年数据比较

4．苏辽稻瘟病菌群体结构差异产生的原因

参考文献

第二章 稻瘟病菌的遗传多样性与水稻品种互作的关系

1 材料与方法

1．1 供试品种及处理方式

1．2 菌株来源及培养方法

1．3 育苗、接种及传播方式

1．4 调查方法

1．5 菌株的分离与培养

1．6 基因组DNA的制备

1．7 Pot2-rep-PCR扩增

1．8 Synergel凝胶电泳

2．结果与分析

2．1 稻瘟菌侵染稻苗病情调查

2．2 不同水稻品种组合与稻瘟菌遗传多样性的互作关系

2．3 不同品种和组合继代传染对稻瘟菌群体的影响

3．讨论

参考文献

全文总结

一、本文研究结果

二、本文的主要创新点

三、本文尚待解决的问题

附录

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢