豌豆根腐病茄镰孢菌遗传多样性及抗性资源筛选

豌豆根腐病茄镰孢菌遗传多样性及抗性资源筛选

论文摘要

由Fusarium solani f.sp.pisi引起的豌豆根腐病是豌豆生产上的一种毁灭性病害,在世界各豌豆产区均普遍发生。该病在美国、英国、法国、瑞典、荷兰、捷克、韩国等均有报道。我国20世纪50年代在青海发现此病,现在甘肃、宁夏、内蒙古、河北、福建、云南等省都有报道。由于病原菌的遗传变异能力强,抗病品种的缺乏和土传病害的防治困难等原因,使得该病害的危害在我国呈加重趋势,并造成严重的产量损失。本研究主要包括以下方面:1、在2009~2010年间从全国11个省市包括甘肃、河北、宁夏、云南、福建、内蒙古、吉林、四川、安徽、青海和北京采集豌豆镰孢根腐病样,采用组织分离法分离病原菌,对引起豌豆镰孢根腐病病原菌茄镰孢菌豌豆专化型(F. solani f.sp.pisi)进行鉴定以及致病力测定和致病基因检测。分离得到203个镰孢菌,根据种特异性引物扩增以及分离物在PDA和CLA培养基上产生的孢子形态,96个分离物鉴定为F.solani f.sp.pisi。采用改进的试管法对96个F.solani f.sp.pisi分离物进行致病力测定,根据致病力的强弱可将上述分离物划分为强、中等及弱致病力分离物三种类型。96个分离物中强致病力分离物占81.3%,主要分布在河北、宁夏、甘肃、云南、四川、安徽、北京和内蒙古八个省市;中等致病力分离物占10.4%,主要分布在青海和福建两个省;弱致病力分离物占8.3%,在吉林、云南和福建三个省都有分布。对96个F.solani f.sp.pisi分离物进行PDA1、PEP、PEP3和PEP5四对致病基因的PCR扩增检测,共检测到10种基因型,分别为PDA1+PEP1+PEP3+PEP5(A型)、PDA1+PEP1+PEP3(B型)、1’DAl+PEP3+PEP5(C型)、PDA1+PEP1(D型)、PDA1+PEP3(E型);PEP1+PEP3(F型)、PEP1-PEP5(G型)、PEP1(H型)、PEP3(I型)和PEP5(J型)。基因型A、B、C、D、E、F、G、H、I和J所含分离物数目分别为41、45、1、1、1、2、1、2、1和1个。A、B和C型含有4个和3个致病基因,致病力强,数量约占总数的91%,主要来源于安徽、北京、河北、内蒙、宁夏、甘肃、青海和四川八个省;其余7种基因型含2个或1个致病基因,致病力较弱,其分离物总数约占9%,主要来自甘肃、吉林和云南三省。2、从GenBank中下载血红丛赤壳属交配群Ⅵ(Nectria haematococca mating populationⅥ)(无性态为F. solani f. sp. pisi)全基因组序列,用FastPCR软件从中筛选SSR位点,每条染色体选取3~15个位点,共选取107个位点,用DNAman软件设计SSR引物。在10个F. solani f. sp. pisi分离物进行扩增,筛选出多态性良好的SSR引物24对,共扩增出96个等位变异,变异范围为2-6,平均4个。3、用筛选出的24对多态性引物对96个F. solani f. sp. pisi分离物进行遗传多样性分析。对96个分离物基因组进行PCR扩增,变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,统计结果建立0和1数据表,用NTSYSpc-2.1和POPgene32软件进行分析。24对引物在96个F. solani f. sp. pisi分离物中共扩增出132个等位变异,变异范围为3~15,平均为5.5个,表现出良好的多态性,可用于F. solani f. sp. pisi分离物的遗传多样性分析。对来11个不同省份的96个F. solani f. sp. pisi分离物遗传多样性及聚类分析表明,在相似系数为0.8时96个分离物被划分为10个类群,可见中国的茄镰孢菌豌豆专化型存在较高的遗传多样性。相似系数最大的是宁夏和甘肃的分离物,为0.8536;北京与青海的分离物遗传距离最远,为0.8983。同时致病力较弱的分离物在聚类分析时最后都聚在独立的小组,可见分离物的致病力强弱与分离物的遗传变异有一定关系。4、以强致病力分离物DX-8为供试菌株,采用孢子悬浮液浸种法对350份豌豆品种进行镰孢菌抗性资源筛选。按照0-5级病级评价标准,结果筛选出病级数小于等于2.5的品种37个,占总数的11%;大于2.5的品种中2.6-3.5级142份,占总数的40%;3.6-4.5级62份,占18%;4.6-5级109份,占31%;未筛选到完全抗性品种。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 英文缩略表
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 豌豆概况
  • 1.1.1 豌豆的分类地位及分布
  • 1.1.2 豌豆的生长习性
  • 1.1.3 豌豆生产
  • 1.2 豌豆根腐病的发生
  • 1.3 豌豆根腐病的症状
  • 1.4 豌豆根腐病的病原菌
  • 1.5 豌豆根腐病病害循环
  • 1.6 豌豆根腐病的防治
  • 1.6.1 筛选抗性资源
  • 1.7 茄镰孢菌豌豆专化型(F.solani f.sp.pisi)研究进展
  • 1.7.1 茄镰孢菌豌豆专化型(F.solani f.sp.pisi)的分类及命名
  • 1.7.2 茄镰孢菌豌豆专化型(F.solani f.sp.pisi)的形态学特征
  • 1.7.3 茄镰孢菌豌豆专化型(F.solani f.sp.pisi)的生物学特性
  • 1.7.4 血红丛赤壳属交配群Ⅵ(Nectria haematococca mating population Ⅵ)基因组研究
  • 1.8 植物病原菌遗传多样性研究
  • 1.8.1 遗传多样性
  • 1.8.2 遗传多样性检测方法
  • 1.8.3 植物病原菌中SSR标记的开发及应用
  • 1.8.4 F.solani遗传多样性研究进展
  • 1.9 实验内容与技术路线
  • 1.9.1 研究目的及意义
  • 1.9.2 研究内容
  • 第二章 豌豆根腐病病原F.solani f.sp.pisi致病力测定及致病基因检测
  • 2.1 材料和方法
  • 2.1.1 试验材料
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 培养基制备
  • 2.2.2 病原菌的分离
  • 2.2.3 分子生物学鉴定
  • 2.2.3.1 DNA提取
  • 2.2.3.2 PCR扩增及产物检测
  • 2.2.4 形态学鉴定
  • 2.2.5 致病力测定
  • 2.2.6 四个致病基因引物PCR扩增
  • 2.3 结果与分析
  • 2.4 讨论
  • 第三章 血红丛赤壳属交配群Ⅵ SSR标记开发
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1实验材料
  • 3.1.2 DNA提取
  • 3.1.3 SSR引物设计
  • 3.1.4 PCR扩增及产物检测
  • 3.1.5 数据统计与分析
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 SSR引物设计及筛选
  • 3.2.2 24对多态性引物在10个不同种分离物间转换扩增
  • 3.3 讨论
  • 第四章 用SSR标记分析F.solani f.sp.pisi遗传多样性
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 菌株及DNA提取
  • 4.1.2 SSR引物
  • 4.1.3 PCR扩增及产物检测
  • 4.1.4 数据分析
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 SSR标记的多态性信息
  • 4.2.2 来自不同地区的茄镰孢菌豌豆专化型遗传多样性分析
  • 4.2.3 96个豌豆专化型茄病镰孢分离物的SSR聚类分析
  • 4.3 讨论
  • 第五章 豌豆镰孢菌根腐病抗性资源筛选
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 供试分离物和豌豆资源
  • 5.1.2 抗性鉴定
  • 5.2 结果
  • 5.2.1 350份豌豆资源筛选结果
  • 5.2.2 抗病性品种
  • 5.3 讨论
  • 第六章 全文结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附表
  • 相关论文文献

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