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江苏省水稻纹枯病菌致病力分化及其遗传多样性研究

作　者: 吴荷芳
导　师: 陈志谊
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 水稻立枯丝核菌 RAPD ISSR 聚类分析致病力
分类号: S435.111.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

水稻纹枯病是水稻上的世界性三大病害之一,广泛分布于世界各产稻区。其病原菌为立枯丝核菌,属半知菌类丝核菌属。该菌属寄主范围极广,适应力强,因此防治相当困难。目前该病已成为限制水稻高产和稳产的主要障碍之一。病原菌的遗传多样性和变异性使得该病害的防治更为困难。为了解近年来江苏省水稻纹枯病病原菌的变化情况,本研究采集分离86株水稻纹枯病菌,进行传统形态学研究与遗传多态性分析,试图寻找菌株DNA多态性与菌株生长速率和致病力之间的关系,并了解不同地理来源的菌株亲缘关系的遗传结构及致病力分化情况。本研究在2009-2010两年的6-10月间从江苏省6县市(即6个生态区)采集的病样共分离得到了80株水稻纹枯菌株,及福建省厦门市田间采集的病株分离得到6株菌株,加上本实验室保存的水稻纹枯病菌Rh-2,共计87株菌株。分别对这87株菌株进行了菌丝细胞核数目观测、融合群鉴定和形态学分类。从病原菌的生物学特性的几方面比较了87株水稻纹枯菌的差异,结果表明,不同菌株在其生长速率、菌落形态、气生菌丝以及菌核量等生物学特性上均存在一定的差异。室内离体接种法(分别接种蚕豆叶片,水稻叶片和叶鞘三种离体材料)测定87株菌株的致病力,结果发现,4株菌株致病力弱,对水稻叶鞘未检测到致病力；其余菌株对离体材料均表现出较强致病力。同时发现,相同菌株分别接种三种不同室内离体材料,其致病力鉴定结果差异不大。温室盆栽嵌入接种法结果显示,各菌株间致病力差异显著。除了4个菌株对活体水稻无致病力以外,其余83个菌株均能侵染水稻症状,其中2株菌株的致病力最强,菌株间存在明显的致病力分化。将87株菌株分别接种6个水稻品种。结果表明,不同水稻品种间不同菌株致病力差异显著且存在互作分化。最后,本研究同时采用ISSR与RAPD两种分子标记技术分析了水稻纹枯菌遗传变异及遗传分化,利用分子标记揭示的遗传相似系数对7个地理种群(江苏省6县市及福建省厦门市)的菌株扩增出的多态性条带构建个体间遗传关系UPGMA聚类树状图,进行聚类分析。结果显示,以相似系数约0.70为标准,可把87个水稻纹枯菌菌株为7个遗传聚类群,来源于同一地区的菌株相似性较高,基本各自可归为一类。表明,ISSR扩增片段类型与菌株的地理来源有一定的相关性。通过对ISSR和RAPD两种分子标记聚类分析结果的相关性分析,得到相似系数0.769,即两者结果显著正相关,表明其一致性,两种分子标记方法均适合于水稻纹枯病菌遗传多样性分析。将7个地理种群构成的ISSR表型数据矩阵输入PopGene软件进行分析,统计各种遗传多样性参数,结果表明：种群具有较高的遗传多样性和基因分化程度,相同地理来源的菌株具有更近的亲缘关系,同时种群间存在一定的基因流动,即种群间具有较高的基因多样度。通过对87株菌株的生长速率和致病力的相关性分析,相关系数为0.507,二者存在中等强度的正相关性,即生长速率快的菌株一般致病力较强。从聚类分析结果及致病力鉴定结果看,菌株的致病力差异与菌株来源、DNA条带的多态性与遗传聚类群的划分并无明显相关。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-30
  1 水稻纹枯病的系统研究  11-21
    1.1 水稻纹枯病发生为害简史  11-12
    1.2 水稻纹枯病病原菌生物学  12-14
      1.2.1 水稻纹枯病病原菌分类简史  12
      1.2.2 水稻纹枯病病原菌形态学分类  12-13
      1.2.3 立枯丝核菌(R.solani)及其融合群分类  13-14
    1.3 病原菌的遗传特性  14-16
      1.3.1 生活习性  14-15
      1.3.2 为害症状  15
      1.3.3 菌株来源的多样性  15
      1.3.4 致病性差异与生理分化  15-16
    1.4 病菌的遗传变异机制  16-18
      1.4.1 细胞核数目  16
      1.4.2 菌丝融合现象  16
      1.4.3 重组  16-17
      1.4.4 迁移  17
      1.4.5 突变  17
      1.4.6 寄主定向选抒  17-18
    1.5 抗水稻纹枯病研究  18-19
      1.5.1 抗性种质资源  18-19
      1.5.2 抗性遗传研究  19
    1.6 病菌与寄主互作  19-21
  2 植物病原真菌群体遗传学研究中的方法和技术  21-24
    2.1 群体的遗传结构  21-22
    2.2 植物病原真菌群体遗传学研究中的方法和技术  22-24
      2.2.1 致病性(pathogenicity)  22
      2.2.2 群体遗传标记的类型  22
      2.2.3 DNA分子标记(molecular marker)  22-24
  3 本研究的目的意义  24-25
  参考文献  25-30
第二章水稻纹枯病菌菌株分离鉴定及系统发育研究  30-39
  摘要  30
  ABSTRACT  30-31
  1 材料与方法  31-33
    1.1 标准菌株  31
    1.2 试剂  31
      1.2.1 培养基  31
      1.2.2 菌丝细胞核染色试剂  31
    1.3 试验方法  31-33
      1.3.1 水稻纹枯病标本的采集和病原菌的分离鉴定  31-32
      1.3.2 菌丝的形态特征观察及细胞核核相测定方法  32
      1.3.3 菌株间融合群判定  32-33
  2 结果  33-36
    2.1 水稻纹枯病原菌菌株采集及分离纯化  33
    2.2 水稻纹枯病原菌细胞核数目  33-34
    2.3 菌株形态学分类  34-35
    2.4 水稻纹枯菌菌株间菌丝融合  35-36
  3 讨论  36-37
  参考文献  37-39
第三章水稻纹枯病菌生物学性状与致病力分化研究  39-55
  摘要  39
  ABSTRACT  39-40
  1 材料与方法  40-43
    1.1 不同温度对病原菌菌丝生长的影响  40
    1.2 病原菌生长速率测定  40-41
    1.3 病原菌在PSA平板上的生长学特性观测  41
    1.4 致病力接种测定  41-42
      1.4.1 离体接种方法  41-42
      1.4.2 活体接种法(嵌入接种法)  42
    1.5 水稻纹枯菌致病力分化的初步研究  42-43
      1.5.1 田间人工接种方法和调查方法  42-43
    1.6 数据分析  43
  2 结果与分析  43-53
    2.1 不同温度对病原菌菌丝生长的影响  43-44
    2.2 生长速率的测定  44
    2.3 病原菌在PSA平板上的生长学特性观测  44-45
    2.4 致病力测定  45-52
      2.4.1 水稻纹枯病菌菌株离体致病力  45-47
      2.4.2 菌株盆栽致病力平均病级的比较及相互差异  47-49
      2.4.3 水稻纹枯菌致病力遗传分化的初步研究  49-52
    2.5 菌株生物学特性与致病力相关性分析  52-53
  3 讨论  53-54
  参考文献  54-55
第四章江苏省水稻纹枯病菌遗传多样性分析  55-72
  摘要  55
  ABSTRACT  55-56
  1 材料与方法  56-59
    1.1 DNA的提取  56-57
    1.2 ISSR反应体系  57-58
      1.2.1 筛选ISSR引物  57
      1.2.2 PCR反应体系  57
      1.2.3 PCR反应程序  57-58
    1.3 RAPD反应体系  58
      1.3.1 RAPD引物筛选  58
      1.3.2 PCR反应体系  58
      1.3.3 PCR反应程序  58
    1.4 谱带的记录与数据处理  58-59
    1.5 数据分析  59
    1.6 水稻纹枯病菌遗传变异和遗传分化  59
  2 结果与分析  59-67
    2.1 菌株ISSR-PCR扩增图谱及条带结果  59-61
    2.2 聚类分析  61-63
    2.3 水稻纹枯病菌遗传变异和遗传分化  63-64
    2.4 菌株RAPD扩增结果  64-66
    2.5 菌株RAPD扩增与ISSR-PCR聚类结果比较  66-67
    2.6 ISSR和RAPD标记的相关性分析  67
  3 讨论  67-70
  参考文献  70-72
全文结论  72-73
致谢  73-74
攻读硕士期间发表的论文  74

江苏省水稻纹枯病菌致病力分化及其遗传多样性研究

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