基于EF-1α序列位点特异性PCR快速鉴定小麦茎基腐病优势病原菌假禾谷镰孢菌

摘要

小麦茎基腐病(wheat crown rot,WCR)是影响小麦(Triticum aestivum)产量的重要病害,假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)是其优势病原菌,对病原菌快速准确的鉴定对于制定合理的防治措施及选育抗病品种具有重要意义.本研究通过分析常见镰孢菌延伸因子-1α(elongation factor-1α,EF-1α)基因序列,针对假禾谷镰孢菌的SNP位点设计了特异引物F.pseudo-F3/R1,利用降落PCR(touchdown PCR,TD PCR)和该特异PCR引物,可在假禾谷镰孢菌中扩增到334 bp单一条带,而在禾谷镰孢菌(F.graminearum)、三线镰孢菌(F.tricinctum)、层出镰孢菌(F.proliferatum)、变红镰孢菌(F.incarnatum)和尖孢镰孢菌(F.oxysporum)中均无扩增.利用2019～2020两年在山东济宁和济阳采集的小麦茎秆中分离的病菌对该位点特异性诊断PCR引物和扩增方法进行了验证.研究发现,2019年山东济宁小麦疑似茎基腐病样品中分离到28株真菌,使用F.pseudo-F3/R1仅在假禾谷镰孢菌中扩增到334 bp单一条带,其他小麦真菌如禾谷镰孢菌、木贼镰孢菌(f.equiseti),链格孢菌(Alternaria alternate)、根腐离蠕孢菌(Bipolaris sorokiniana)和禾谷丝核菌(Rhiizoctonia cerealis)中均无扩增.对2020年济宁田间表现为茎基腐病的小麦样品直接提取茎秆DNA,利用上述特异引物可扩增出假禾谷镰孢菌的特异条带,而在表现根腐、叶锈、白粉和枯白穗症状的小麦茎秆中则无扩增.经分离病菌测序鉴定,在茎基腐病小麦样品中有假禾谷镰孢菌和禾谷镰孢菌,而其他症状小麦中分离到禾谷镰孢菌和禾谷丝核菌.同时,在2020年济阳人工接种和自然感染的茎基腐病小麦茎秆的DNA中也可扩增到假禾谷镰孢菌的特异条带.上述研究表明,该方法特异性强,可直接用于小麦茎秆的假禾谷镰孢菌准确检测,为快速鉴别假禾谷镰孢菌提供了一种新方法.