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陕西苹果黑星病流行规律及其病原菌遗传多样性的SSR分析

作　者: 胡小平
导　师: 杨之为；杨家荣
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物病理学
关键词: 苹果黑星病生物学特性遗传多样性微卫星流行规律模拟模型
分类号: S436.61
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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引　用: 14次
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内容摘要

苹果黑星病是世界各苹果产区的重要病害之一，主要为害叶片和果实，造成落叶、落果，受害果实开裂畸形。在我国，苹果黑星病仅在局部地区小范围内发生，是我国国内具有检疫危险性的病害，研究报道很少。在陕西省，该病于1997年首次在兴平、礼泉、杨陵、旬邑等地发生，是陕西省苹果生产中的新病害。本文开展了陕西苹果黑星病的定性和定量流行学研究工作，取得了以下主要结果。1．采用单孢分离法从苹果新病叶和病果上分离到病原物228株，根据分生孢子的形状、产孢方式等特点，并结合柯赫氏证病律确定所分离到的病原物均为苹果黑星病菌（Venturia inaequalis （Cooke） Wint.）。测定了陕西苹果黑星病主要发生区黑星病菌的形态学特征、生物学特点，取得了标准生物学参数。筛选出适合病菌生长和产孢的培养基有苹果叶汁培养基、V8培养基和PSA培养基。2．通过系统调查、田间普查、孢子捕捉等方法，揭示了陕西渭北旱塬苹果黑星病的流行规律。明确了在陕西渭北旱塬苹果黑星病的初侵来源是子囊孢子，分生孢子不能越冬，以菌丝体在枝条上越冬的可能性极小。3．依据每7天的田间病叶率系统调查资料，绘制出了陕西渭北旱塬苹果黑星病的季节流行曲线，并建立了季节流行动态模型。确定了在苹果幼果和果实膨大期、着色和成熟期是苹果黑星病的两个发病高峰期。4．分析了陕西渭北旱塬苹果黑星病的流行因子，建立了苹果黑星病的经验预测模型。利用陕西渭北旱塬1997－2003年的温度、相对湿度、降水量和苹果黑星病流行程度，采用逐步回归法分析了影响陕西渭北旱塬苹果黑星病流行的因子，确定了包括4月和8月份的降水量、前1年12月份的平均相对湿度、1月和7月份的平均温度的最优回归子集。建立苹果黑星病多元线性回归预测模型，以残差绝对值小于0.5为统计标准，对1997－2003年苹果黑星病的流行程度进行了回测，结果表明，预测模型的回测准确率很高。5．首次建立了苹果黑星病春季流行模拟系统，并对其合理性和灵敏度进行了检验。依据田间和室内试验数据，分别建立了苹果叶片面积模型、单个苹果枝条叶片面积模型、落叶上假囊壳数量模型、子囊成熟概率模型、子囊孢子释放数量模型、空气中子囊孢子浓度模型、子囊孢子着落量模型、叶片表面湿润时间模型、子囊孢子萌发概率模型、有效侵染概率模型、病斑面积扩展模型和病斑数目模型等共12个模型。采用面向对象程<WP=8>序设计语言Borland Delphi 5.0编写了“苹果黑星病春季流行模拟系统（SMASS）”，执行文件为标准的32位程序，实现了苹果黑星病春季流行的计算机模拟过程，并对系统的灵敏度和合理性进行了分析，结果表明，该模型基本能反映苹果黑星病的流行动态，其主要参数均较灵敏。SMASS是模拟苹果黑星病流行程度和优化管理方案的有力工具，但仍需进一步改进，以提高系统的精确度和准确度。6．建立了苹果黑星病菌DNA快速高效的提取方法。用CTAB法、SDS法、Parker法及改进的SDS法提取苹果黑星病菌DNA，测定DNA浓度和其A260 nm / A280 nm比值，结果表明，改进的SDS法提取DNA的得率最高，且A260 nm / A280 nm比值为1.86，介于1.70~1.90之间，DNA的纯度好，质量高，可满足分子生物学研究的需求。其它3种方法提取DNA的A260 nm/A280 nm比值均高于1.900，DNA中所含RNA的量较高。4种方法提取的DNA在230nm波长处的吸收值分别为0.658，0.257，0.926和0.208，说明DNA不同程度地被酚类物质所污染，但改进的SDS法提取的DNA受污染的程度最小。采用改进的SDS法，1人1 d 可提取100－120份样品。7．采用SSR分子标记技术研究了来源于英国、陕西兴平和旬邑共60个苹果黑星病菌株的遗传多样性，结果表明，英国的菌株RC2、RC14、RC8和RC9与我国陕西苹果黑星病菌株的亲缘关系相对较近，RC10与我国陕西苹果黑星病菌株的亲缘关系较远。来源于陕西旬邑和兴平大部分的苹果黑星病菌株间亲缘关系较近，但个别菌株有一定程度的变异。初步推测中国陕西苹果黑星病菌可能与英国的黑星病菌起源相同。该研究对认识我国苹果黑星病的流行学特点具有重要的理论意义，对合理开展针对苹果黑星病的防治、抗源选择、病菌传播路线和毒性变异规律等提供了基本的理论依据，对苹果黑星病的预测预报和防治工作提供理论指导。

全文目录

第一章文献综述  15-42
  1.1 苹果黑星病研究现状  15-26
    1.1.1 苹果黑星病的分布  15
    1.1.2 苹果黑星病症状  15-16
    1.1.3 病原学研究  16-18
    1.1.4 寄主范围  18
    1.1.5 寄主抗病性  18-20
    1.1.6 病害循环  20-22
    1.1.7 流行因素  22-26
  1.2 微卫星标记研究进展及其在微生物研究中的应用  26-40
    1.2.1 卫星标记的类型  28-29
    1.2.2 微卫星的丰度和真核基因组的可变性  29-31
    1.2.3 SSR多态性机理  31
    1.2.4 SSR在染色体上的分布及其功能  31-32
    1.2.5 基于杂交的SSR指纹  32-34
    1.2.6 基于PCR的SSR指纹  34-38
    1.2.7 SSR标记在微生物基因组分析中的应用  38
    1.2.8 SSR标记与其他分子标记的特点  38-40
    1.2.9 苹果黑星病菌的分子标记研究  40
  1.3 我国苹果黑星病研究现状  40
  1.4 问题与展望  40-42
第二章苹果黑星病菌分离方法优化及培养基比较研究  42-46
  2.1 材料与方法  42-43
    2.1.1 材料  42
    2.1.2 方法  42-43
  2.2 实验结果  43-45
    2.2.1 苹果黑星病菌分离法的优化  43
    2.2.2 苹果黑星病菌培养基的筛选  43-45
  2.3 结论与讨论  45-46
第三章苹果黑星病菌生物学特性研究  46-56
  3.1 材料与方法  46-48
    3.1.1 供试病原菌  46
    3.1.2 研究方法  46-47
    3.1.3 实验数据分析方法  47-48
  3.2 结果与分析  48-54
    3.2.1 苹果黑星病菌及其培养特征  48-50
    3.2.2 病原菌生物学特性  50-54
  3.3 结论与讨论  54-56
第四章苹果黑星病菌SSR分析  56-61
  4.1 实验材料、试剂及仪器  56-57
  4.2 实验方法  57-60
    4.2.1 菌体培养方法  57-58
    4.2.2 DNA提取方法  58-59
    4.2.3 DNA浓度与纯度的测定  59
    4.2.4 DNA质量检测  59-60
  4.3 结果与分析  60-61
第五章苹果黑星病初侵染源研究  61-65
  5.1 材料与方法  61
    5.1.1 苹果园的选择  61
    5.1.2 落叶上假囊壳数量、分生孢子存活率的测定  61
  5.2 结果与分析  61-64
    5.2.1 落叶上假囊壳数量及分生孢子的存活率  61-62
    5.2.2 芽鳞内外分生孢子的数量及其存活率  62-64
  5.3 结论与讨论  64-65
第六章苹果黑星病症状类型及病害发展的时间动态  65-70
  6.1 材料和方法  65-67
    6.1.1 试验数据获取方法  65
    6.1.2 数据分析方法  65-67
  6.2 结果与分析  67-69
    6.2.1 苹果黑星病症状类型  67-68
    6.2.2 病害发展的时间动态  68-69
  6.3 讨论  69-70
第七章苹果黑星病流行因子分析及经验预测模型的建立  70-96
  7.1 材料与方法  71
  7.2 系统结构  71-72
  7.3 模型构建  72-89
  7.4 系统模拟模型的计算机实现  89-95
  7.5 结论与讨论  95-96
第八章苹果黑星病春季流行模拟模型的研制  96-117
  8.1 实验材料、试剂及仪器  96-100
  8.2 实验方法  100-105
  8.3 结果与分析  105-116
  8.4 结论与讨论  116-117
致谢  117-118
参考文献  118-144

陕西苹果黑星病流行规律及其病原菌遗传多样性的SSR分析

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