我国部分地区玉米丝核菌组成和致病力比较

摘要

玉米纹枯病是玉米生产中的主要病害之一。随着紧凑型玉米品种的大面积种植，栽培密度大大提高，氮肥用量增加，形成有利于玉米纹枯病发生的小气候条件，加上目前推广的品种抗病性差异较大，近年来玉米纹枯病危害迅速上升，引起人们的广泛关注。 国内关于纹枯病的研究多集中在水稻和小麦，对玉米纹枯病的研究相对滞后。特别是对玉米主产区引起玉米纹枯病的病原菌类群、病菌致病力分化及致病机理等方面缺乏系统研究。本研究首先对华东部分玉米产区的玉米纹枯病菌组成及其致病类型进行了分析，对各菌株的致病力进行了比较，初步分析了病菌SOD、CAT等活性氧代谢相关酶与致病力的关系，为了解纹枯病菌的致病作用提供理论依据。 1.我国部分地区玉米丝核菌组成及其致病类型分析从山东、安徽、江苏、湖北和陕西5省10地市采集类似玉米纹枯病的样品，采用改进的组织分离法分离到204株丝核菌(Rhizoctoniaspp)分离物。根据培养性状将这些丝核菌分为6种类型，DAPI染色显示，它们分别属于多核丝核菌、双核丝核菌和单核丝核菌。其中多核丝核菌占97.55％，双核丝核菌占1.47％，单核丝核菌占0.98％。 将待测菌株用CTAB法提取菌体DNA，利用真菌通用引物ITS1和ITS4进行5.8SrDNA-ITS特异性扩增。根据5.8SrDNA-ITS序列分析，多核丝核菌分别属于AG1-IA、WAG-Z、AG-4-HG-I及AG-5等4个融合群，各融合群分别占菌玉米纹枯病是玉米生产中的主要病害之一。随着紧凑型玉米品种的大面积种植，栽培密度大大提高，氮肥用量增加，形成有利于玉米纹枯病发生的小气候条件，加上目前推广的品种抗病性差异较大，近年来玉米纹枯病危害迅速上升，引起人们的广泛关注。 国内关于纹枯病的研究多集中在水稻和小麦，对玉米纹枯病的研究相对滞后。特别是对玉米主产区引起玉米纹枯病的病原菌类群、病菌致病力分化及致病机理等方面缺乏系统研究。本研究首先对华东部分玉米产区的玉米纹枯病菌组成及其致病类型进行了分析，对各菌株的致病力进行了比较，初步分析了病菌SOD、CAT等活性氧代谢相关酶与致病力的关系，为了解纹枯病菌的致病作用提供理论依据。 1.我国部分地区玉米丝核菌组成及其致病类型分析 从山东、安徽、江苏、湖北和陕西5省10地市采集类似玉米纹枯病的样品，采用改进的组织分离法分离到204株丝核菌(Rhizoctonia spp)分离物。根据培养性状将这些丝核菌分为6种类型，DAPI染色显示，它们分别属于多核丝核菌、双核丝核菌和单核丝核菌。其中多核丝核菌占97.55％，双核丝核菌占1.47％，单核丝核菌占0.98％。 将待测菌株用CTAB法提取菌体DNA，利用真菌通用引物ITS1和ITS4进行5.8S rDNA-ITS特异性扩增。根据5.8S rDNA-ITS序列分析，多核丝核菌分别属于AG1-IA、WAG-Z、AG-4-HG-I及AG-5等4个融合群，各融合群分别占菌株总数的84.80％、5.88％、3.43％和3.43％，AG1-IA为主要融合群。双核丝核菌为AG-A融合群，单核丝核菌种类尚不确定。这是国内首次在玉米上分离到单核丝核菌。初步对各融合群的致病类型进行比较，发现，属于AG1-IA融合群的菌株，在玉米叶鞘形成典型的云纹状病斑，其它菌株虽可引起玉米发病，但与AG1-IA的症状存在明显差异。 2.不同R.solani AG1-IA菌株致病力比较 在三个玉米品种(农大108、郑单958、鲁玉9号)上对不同地理来源的74个AG1-IA菌株，在温室内进行了致病力分析，并利用DPS系统对测定结果进行UPGMA聚类分析，结果发现，该融合群的菌株间存在显著的致病力分化，74个测试菌株可分为强、中、弱三个聚类群组。其中，大部分测试菌株的致病力为中等致病力(平均病情指数为35.31-50.83)群组，菌株数为43个，占总株数的58.11％，强致病力(平均病情指数为68.69-54.92)和弱致病力(平均病情指数为16.18-33.57)菌株较少，分别有14和17个菌株，分别占总株数的18.92％和22.97％。@ 3.基于IGS1长度多态性的Rhizoctonia solani AG1-IA遗传多样性分析 R.solani AG1-IA是我国玉米纹枯病的优势致病菌，为了解不同菌株是否存在遗传差异，随机选择28个AG1-IA菌株对其ITS和IGS1区进行了比较。结果表明，不同菌株的ITS在扩增长度上没有明显差异。进一步对各菌株的IGS1进行了比较，结果发现，各菌株的IGS1长度存在明显差异，各菌株IGS1长度在766bp-826bp：序列分析发现，各菌株的IGS1序列也表现明显的多样性变化。对测序菌株IGS1序列利用MEGA 3.1建立系统发育树，发现测试菌株基本分成两个聚类群。对两个聚类类群分析发现，IGS1与地理分布没有明显的关系，而与致病有一定相关性。 4.R.solani AG1-IA活性氧清除酶活性的初步分析 病菌活性氧清除酶是病菌致病性相关因子之一，为了解R.solani活性氧清除酶是否与病菌致病性有关，选择强致病力菌株LY1-3-1和弱菌株NJ005-1从3个方面进行了研究。首先，对两菌株的抗活性氧能力进行比较，结果发现，在0.4mM过氧化氢浓度下强致病菌株基本可以正常生长，而弱致病力菌株NJ005-1生长受到明显抑制。第二，对2个菌株CAT酶活性比较发现，菌株LY1-3-1在高浓度(0.8mM)过氧化氢存在下，CAT酶活性显著升高，最大酶活性为94.27U/g，而菌株NJ005-1CAT酶活性在较低浓度(0.6mM)时达到最大，为82.99U/g，过氧化氢浓度为0.8mM时，其CAT酶活性已经明显下降，为42.98 U/g；SOD酶活性比较发现，两个菌株活性变化不大，但强毒株的SOD酶活性一直高于弱毒株。第三，比较CAT和SOD被H2O2诱导后活性变化动态，发现，两个菌株的CAT和SOD活性的时间变化表现为先升高后降低，但是强致病菌株CAT和SOD活性升高更快，峰值也大于若毒株。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

声明

文献综述

第一章丝核菌分类研究进展

1丝核菌的分类概况

2丝核菌的分类特征

3丝核菌的分群

4分子生物学技术在丝核菌的遗传多样性研究中的应用

第二章玉米丝核菌致病机理研究概况

1玉米纹枯病的发生

2玉米纹枯病的病原菌及其融合群

3病原菌致病机理研究

4抗氧化酶-病原物的致病因子

5本研究的目的和意义

研究内容

第一章我国部分地区玉米丝核菌组成及其致病类型分析

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第二章AG1-IA融合群致病力分化和基于IGS1长度多态性的遗传多样性分析

1材料和方法

2结果分析

3讨论

第三章不同致病力菌株抗氧化酶活性初步分析

1材料和方法

2结果和分析

3讨论

总结与展望

一、全文总结

二、研究展望

参考文献

致谢

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