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我国黄淮麦区小麦全蚀病菌的遗传多样性及其拮抗细菌的筛选

作　者: 冯彦霞
导　师: 于汉寿；陈怀谷
学　校: 南京农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 小麦全蚀病菌 基因型 微卫星 遗传多样性 拮抗细菌 鉴定
分类号: S435.121.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


小麦全蚀病是由禾顶囊壳小麦变种Gaeumannomyces graminis (Sacc.) Arx&Oliver var. tritici Walker引起的侵染小麦根部的一种毁灭性病害,在我国黄淮麦区发病比较严重,给小麦的生产造成了巨大的损失。本研究采用GGT-RP:NS5和GGA-RP:NS5两对特异性引物分别对采自河南、山东和江苏3省的76株小麦全蚀病菌进行变种鉴定,以期了解我国黄淮麦区小麦全蚀病菌的组成分布。结果表明,所分离菌株都为禾顶囊壳小麦变种。根据rDNA-ITS序列进行了系统发育学分析,供试菌株可划分为Q1和Q2两个基因型。所分离菌株中,31株为Q1型,45株为Q2型。对2012年分离自河南省的59个菌株进行了致病力测定,结果表明Q1型菌株致病力平均为50.4,而Q2型致病力平均为50。不同基因型菌株群体之间的致病力没有明显差异。为了解其病菌群体组成和遗传多样性,从小麦全蚀病菌的基因组中筛选了8对多态性较好的SSR标记,利用这些标记对我国黄淮麦区的116个小麦全蚀病菌株进行了分析。结果表明所开发的8对SSR引物共可扩增出34条清晰的谱带,供试菌株间具有较高的多样性。8个SSR标记的平均等位基因数(Na)为4.25个,多态信息含量(PIC)的平均值为0.66。供试菌株的有效等位基因数(Ne)和基因遗传多样性指数(H)平均分别为1.46和0.27。漯河群体的遗传多样性水平最高,周口群体的遗传多样性水平最低。不同群体间遗传距离(Nei)都比较小,为0.0199-0.1153,其中徐州和周口群体间的遗传距离最大,周口和驻马店两个群体间的遗传距离最小。AMOVA分析结果表明,小麦全蚀病菌群体间和群体内都存在着一定的遗传分化,群体间的遗传变异占总变异的10%,群体内遗传变异占90%。6个群体间存在较高的基因流。聚类分析结果表明,小麦全蚀病菌的群体结构与地理来源有一定的关系。大量研究表明,根际拮抗细菌可以作为潜在的小麦全蚀病生防菌。本研究从江苏省徐州市丰县小麦田根际土壤中分离获得1200株假单胞属细菌,经过连续2次筛选,获得10株(S29,S73,S169,S14,S170,S131,S132,Z56,Z31,Z37)对小麦全蚀病菌拮抗效果明显的菌株。根据生理生化特性及16S rDNA序列系统发育分析,确定10株拮抗菌皆为产荧光假单胞细菌,其中S169、S170及S14为P.putida;菌株S29为P.azotoformans;菌株Z31和Z37为P.vranovensis;S131、S132、S73和Z56为P.fluorescens。10个菌株都产生蛋白酶；7个菌株产生嗜铁素；所有菌株均不产生几丁质酶。基因检测表明,所有菌株都不含2,4-二乙酰基间苯三酚、吩嗪-1-羧酸、吡咯菌素、藤黄绿脓素产生相关基因。温室防效测定结果表明：菌株S169,S14,S170,S131,S132,Z56,Z37对小麦全蚀病都有一定的控制作用,其中菌株S29、S73和Z31对小麦全蚀病的防效较好,平均防效都达到25.4%。

全文目录


摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章 文献综述  12-37
  1. 小麦全蚀病的研究进展  12-16
    1.1 小麦全蚀病的发生  12
    1.2 小麦全蚀病的症状  12-13
    1.3 全蚀病病原  13-14
      1.3.1 病原菌的种类  13
      1.3.2 病原菌的侵染  13-14
      1.3.3 小麦全蚀病菌的传播  14
    1.4 小麦全蚀病的防治技术  14-16
      1.4.1 寄主抗性  14-15
      1.4.2 农业防治  15
      1.4.3 化学防治  15-16
      1.4.4 生物防治  16
  2. DNA分子标记在植物病原真菌遗传多样性中的研究进展  16-20
    2.1 群体遗传多样性概念  16-17
    2.2 研究病原真菌群体遗传多样性的主要方法  17-19
      2.2.1 限制性内切酶片段长度多态性  17-18
      2.2.2 随机扩增多态性DNA  18
      2.2.3 扩增片段长度多态性  18-19
      2.2.4 SSR标记  19
    2.3 SSR分子标记在植物病原真菌遗传多样性研究中的应用  19-20
    2.4 研究群体遗传多样性的各项指数及其意义  20
  3. 应用rDNA-ITS序列对小麦全蚀病菌进行分类及鉴定  20-23
    3.1 rDNA-ITS序列标记的基本原理  20-21
    3.2 rDNA-ITS在植物病原真菌研究中的应用  21-22
      3.2.1 在植物病原真菌检测鉴定中的应用  21
      3.2.2 真菌的分类和分化  21-22
    3.3 小麦全蚀病病菌的基因型组成  22-23
  4. 拮抗细菌在植物病害生物防治上的应用  23-26
    4.1 国内外应用生防菌防治植物病害的研究  23-24
    4.2 拮抗细菌的抗病机理  24-25
      4.2.1 竞争作用  24
      4.2.2 重寄生作用  24
      4.2.3 诱导系统抗性  24-25
      4.2.4 拮抗作用  25
    4.3 假单胞菌产生活性物质的种类  25-26
      4.3.1 抗生素类  25
      4.3.2 有关酶类  25-26
      4.3.3 嗜铁素  26
      4.3.4 脂肽类  26
  5. 本研究的目的和意义  26-27
  参考文献  27-37
第二章 我国黄淮麦区小麦全蚀病菌的基因型组成  37-55
  摘要  37
  前言  37-39
  1. 材料和方法  39-42
    1.1 试验材料  39-40
      1.1.1 供试菌株  39
      1.1.2 主要培养基和试剂  39
      1.1.3 主要仪器  39
      1.1.4 供试小麦品种  39-40
    1.2 试验方法  40-42
      1.2.1 菌株的分离和培养  40
      1.2.2 菌株变种类型的鉴定  40-41
      1.2.3 ITS扩增及克隆测序  41
      1.2.4 菌株致病力测定  41-42
  2. 结果与分析  42-50
    2.1 变种类型的鉴定  42-43
    2.2 rDNA-ITS和5.8s rDNA测序和序列分析  43-47
    2.3 不同省份中全蚀病菌的基因型组成  47-49
    2.4 河南省菌株致病力的测定  49-50
  3. 讨论  50-52
  参考文献  52-55
第三章 黄淮麦区小麦全蚀病菌的群体遗传多样性分析  55-73
  摘要  55
  前言  55-56
  1. 材料与方法  56-59
    1.1 试验材料  56-57
      1.1.1 供试的病原真菌  56-57
      1.1.2 主要试剂  57
    1.2 试验方法  57-58
      1.2.1 菌株的分离和培养  57
      1.2.2 基因组DNA的提取和检测  57
      1.2.3 群体菌株的分子鉴定  57
      1.2.4 基因组序列  57
      1.2.5 SSR位点的搜索  57-58
      1.2.6 SSR引物的设计  58
      1.2.7 SSR标记的PCR扩增及电泳检测  58
      1.2.8 SSR位点重复基序的可靠性验证  58
    1.3 数据处理  58-59
      1.3.1 SSR标记的多态性分析  58-59
      1.3.2 遗传多样性分析  59
      1.3.3 聚类分析  59
  2. 结果与分析  59-68
    2.1 变种类型的鉴定  59
    2.2 SSR引物的设计和筛选  59-61
    2.3 SSR位点重复基序可靠性验证  61-63
    2.4 SSR多态性分析  63-65
    2.5 小麦全蚀病菌群体遗传分化  65-66
    2.6 基于SSR的小麦全蚀病菌遗传多样性分析  66-68
  3. 讨论  68-70
  参考文献  70-73
第四章 小麦全蚀病菌拮抗细菌的筛选及初步鉴定  73-94
  摘要  73
  前言  73-74
  1. 材料与方法  74-82
    1.1 供试菌株及小麦品种  74-75
    1.2 常用培养基  75
    1.3 土样采集  75
    1.4 微生物的分离  75
    1.5 拮抗细菌的筛选  75-76
    1.6 拮抗细菌的纯化和保存  76
    1.7 拮抗细菌的鉴定  76-79
      1.7.1 分子鉴定-16SrDNA扩增  76-77
      1.7.2 拮抗菌菌体形态的观察  77
      1.7.3 拮抗菌株生理生化性状鉴定  77-79
    1.8 拮抗物质产生相关基因的检测  79-81
      1.8.1 2,4-二乙酰基间苯三酚的检测  80
      1.8.2 吩嗪的检测  80
      1.8.3 硝吡咯菌素的检测  80
      1.8.4 藤黄绿脓菌素的检测  80
      1.8.5 嗜铁素检测  80
      1.8.6 蛋白酶检测  80-81
      1.8.7 几丁质酶活性检测  81
    1.9 根际拮抗菌对小麦全蚀病菌的温室防效  81-82
      1.9.1 拮抗菌液的制备  81
      1.9.2 对小麦全蚀病菌的盆栽防治效果测定  81-82
  2. 结果与分析  82-88
    2.1 根际土壤中拮抗细菌的分离筛选  82-83
    2.2 供试菌株的鉴定  83-88
      2.2.1 拮抗菌株DNA提取结果的鉴定  83
      2.2.2 16S rDNA扩增  83-85
      2.2.3 生理生化鉴定  85-86
      2.2.4 拮抗菌产生的拮抗物质  86-87
      2.2.5 拮抗菌对小麦全蚀病的防治效果  87-88
  3. 讨论  88-90
  参考文献  90-94
全文总结  94-96
附录  96-98
攻读硕士期间发表的学术论文  98-100
致谢  100

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 禾谷类作物病虫害 > 麦类病虫害 > 病害 > 侵（传）染性病害
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