茶藨生柱锈菌寄主、转主寄主与茶藨生柱锈菌感染关系的初步研究

摘要

华山松(PinusarmandiiFrach)作为中国特有的一种优良速生针叶造林树种，有着重要的经济价值和生态价值。目前，华山松林面临着华山松疱锈病的危害，严重地影响了林业生产的发展以及生态防护林的安全。华山松疱锈病病原菌为茶藨生柱锈菌(CronartiumribicolaJ.C.Fisher)，该病原菌是具有长循环型生活史、转主寄生以及有较长的潜伏期的锈菌，其寄主为华山松，主要的转主寄主为茶藨子属(Ribes)植物。本研究主要针对华山松疱锈病的寄主(华山松)和转主寄主(茶藨子植物)与病原菌的抗性关系展开，旨在初步探讨寄主和转主寄主在病原传播过程中的作用地位，为进一步深入研究有效控制该病原危害的手段提供基础数据和实验理论依据。研究分为4个部分： (1)对采自云南省华山松疱锈病四个典型发病区的122份华山松针叶样本进行解剖结构分析，发现华山松的感病株组与健康株组之间在针叶表皮结构上有显著差异，其中主要是表皮细胞厚度和角质膜厚度，有抗病性的植株具有显著加厚的针叶表皮结构，抗病的健康株组比感病株组的角质膜和表皮分别增厚达30.5％和8.0％，病健株的气孔数量和内皮层厚度差异不明显。结果支持疱锈菌感染华山松是通过主动侵入机制从表皮进入针叶的，角质膜厚度和表皮厚度对华山松抵抗疱锈菌的感染有重要作用。 (2)对采自中国五针松疱锈病7个典型发病区的10个种源样本的茶藨子植物进行叶表皮解剖结构研究，发现对茶藨生柱锈菌孢子不易感染样本与易感染样本之间在叶表皮结构上存在显著差异，主要是不易感染组茶藨子植物的叶表皮结构中表皮厚度和角质膜厚度呈现显著增厚，表明角质膜厚度和表皮厚度与茶藨子植物抵抗疱锈菌感染有很强的相关性。以表皮结构各项指标聚类分析，不易感染组和易感染组样本明显聚为两类。 (3)对采自五针松疱锈病7个典型发病区的11个茶藨子种源的样本进行ITS遗传关系分析。结合这些茶藨子植物与各个发病区的茶藨生柱锈菌锈孢子的感染特性，初步探讨茶藨生柱锈菌对转主寄主茶子藨植物的选择机制。结果显示：易被多个发病区的茶藨生柱锈菌锈孢子所感染的茶藨子植物的ITS遗传关系很接近；属于单性花亚属的茶藨子植物更容易被多个地理种群的茶藨生柱锈菌锈孢子选择作为转主寄主；在同一生活环境中的茶藨生柱锈菌与茶藨子植物由于经过长期协同进化和相互适应，茶藨生柱锈菌能够特异性地选择寄生在本地的茶藨子属植物上；地域上分布广泛的茶藨子植物容易被多个发病区的茶藨生柱锈菌选择作为转主寄主。根据研究结果探讨了茶藨子属植物在传播疱锈病过程中的作用，可以看到茶藨生柱锈菌特异地选择其转主寄主时与茶藨子植物的遗传结构和地域分布范围关系密切。 (4)对采自云南华山松疱锈病3个典型发病点(云南东川222林场、云南巧家跃进林场、云南东川法者林场)共77个华山松植株样品，分为健康株组和感病株组，进行ISSR分析。建立起了华山松ISSR反应体系为：总体积25ul，其中含10×buffer2.5ul，TaqDNApolymerase0.3ul(终浓度1.5U)，Primer2ul(终浓度2.0umol/L)，DNATemplate5ul(终浓度1.5ng/ul)，Mg2+2.5ul(终浓度3.0mmol/L)，dNTP2ul((终浓度250umol/L)，ddH2O10.2ul。反应扩增程序为：94℃预变性5min，94℃变性30s，47℃左右退火45s，72℃延伸2min，40个循环，最后72℃继续延伸10min。通过初筛和中试筛选出扩增反应清晰、扩增稳定的10个引物作为进一步扩大实验，并且能看到健康株组和感病株组的两个pool之间有明显的多态性差异。扩大实验将10个引物用于华山松的健康株组和感病株组各12个植株样本的ISSR扩增反应，结果发现健康株组和感病株组间的ISSR多态性在组之间不能稳定下来，而表现为个体特异性。需要进一步优化各种扩增条件，找到稳定于两组之间的多态性差异，进一步为筛选抗性标记和克隆抗性基因创造条件。

目录

文摘

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引言

1综述

2寄主华山松叶表皮结构与抗茶藨生柱锈菌感染关系的初步研究

3转主茶藨子叶表皮结构与抗茶藨生柱锈菌感染关系初步研究

4茶藨子属植物ITS遗传关系与茶藨生柱锈菌选择性寄生初步研究

5华山松疱锈病感病株与健康株的ISSR分析

6总结

参考文献

致谢

在硕士学习期间发表和已接受的文章

附图