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江苏省稻瘟病菌遗传多样性及水稻抗瘟基因鉴定

作　者: 杨豪
导　师: 周益军；程兆榜
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: Magnaporthe grisea 指纹图谱编码程式多样性抗瘟基因鉴定
分类号: S435.111.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由病原菌Magnaporthe grisea (无性阶段：Pyricularia grisea)引发的水稻稻瘟病是水稻生产上的最重要病害之一。稻瘟病在世界稻区都有发生,严重时可使水稻大幅度减产,造成严重的经济损失,目前选育和利用抗病品种仍是防治该病最经济有效的措施。稻瘟病菌存在着品种专化性和致病性分化,具有丰富的遗传多样性和易变特性,从而导致抗病品种推广3～5年后即丧失抗病性。因此研究稻瘟病菌的致病性变异规律和群体遗传结构对于深入理解其生物学特性、指导抗病品种选育或生产上利用抗病品种布局进行病害防治等均具有重要意义。本文利用Pot2-rep-PCR技术对采集自江苏省稻区的2007、2008年稻瘟病菌株进行DNA指纹分析,在55%的遗传距离水平上将这两年的菌株划分14个系谱,JSL5为优势系谱,根据系谱与单元型的结果分析表明,江苏省稻瘟病菌在DNA水平上的变异程度比较高,具有丰富的多态性；但与1999-2002年的群体结构比较时发现,群体结构趋于简单；对稻瘟病菌的时间和空间分析发现,不同的年份、不同稻区之间稻瘟病菌的群体结构差异明显。在对江苏五大稻区2007、2008年的199个稻瘟病菌株做了Pot2-rep-PCR指纹图谱基础上,利用周益军(2000)建立的江苏稻区稻瘟病菌的编码程式对这两年的菌株进行编码分析,发现这两年的江苏菌株具有丰富的多态性,并与白娟(2003)的结果进行了年度比较,结果发现江苏稻瘟病菌的年度差异比较显著,有少部分菌株的编码程式是相同的,还有些非常相似,但大部分差易较大,这与聚类分析以及致病性测定的结果是一致的。用三套稻瘟病鉴别品系对江苏省这两年的稻瘟病菌株进行致病性鉴定,并对结果进行了分析和比较。利用中国统一的生理小种鉴别品系鉴定得到了7个群10个生理小种,G1和F1仍然是优势小种,利用日本清泽系鉴别品种将两年的菌株划分为41个小种,与2002年的67个小种相比小种类型明显减少,LTH近等基因系鉴别品系将这两年的菌株划分为13个小种或毒性类型,与2000、2001年两年的30个毒性类型相比,可以发现这两年的稻瘟病菌丰富程度有所减少,一些小种有集中出现的趋势,因此在抗病品种布局上要有所考虑。对采自江苏赣榆的同一生态系中稻瘟病菌进行了遗传多样性分析,结果发现单一品种上的菌株编码类型要明显少于其周围品种,这说明稻瘟病菌群体结构受到水稻品种的种植等因素的影响,同时这两个处理上的菌株优势系谱和优势编码类型都是相同的,还有一些相似类型,可能之间存在某种相关性。利用中国农业大学提供的22个标准菌株鉴定了全国各地的337个水稻品种的抗瘟基因。初步推导结果显示,在可推导的166个品种中,Pik、Pia出现频率分别达62.65%和60.84%,而Pi9、Pita2、Pikm、Pikh出现频率低于5%,不仅如此这四个基因与其他抗瘟基因共出现的频率同样较低,是有待开发利用的抗瘟基因,在未来粳稻区水稻抗瘟育种中可以考虑多加利用。

全文目录

摘要 6-8ABSTRACT 8-12上篇文献综述 12-35 第一章文献综述 13-35 第一节稻瘟病发生概况 13-15 第二节稻瘟病菌群体遗传研究进展 15-26 1 植物病原真菌的群体遗传学研究 15-17 1.1 植物病原真菌群体的演化力 15-16 1.2 植物病原真菌群体遗传学主要研究领域 16 1.3 研究植物病原真菌群体遗传学的主要方法 16-17 2 稻瘟病菌群体遗传学研究 17-26 2.1 稻瘟病菌毒性多样性研究 17-20 2.2 稻瘟病菌遗传多样性研究 20-24 2.3 稻瘟病菌的致病型与遗传宗谱的关系 24 2.4 稻瘟病菌的遗传变异 24-26 第三节稻瘟病菌分子生物学研究进展 26-29 1 稻瘟病菌致病相关基因研究 26-28 2 稻瘟病菌无毒基因研究 28-29 第四节水稻稻瘟病抗性研究 29-33 1 水稻的抗病性 29 2 水稻抗稻瘟病基因研究 29-33 第五节本研究的目的和意义 33-35下篇研究内容 35-85 第一章江苏省稻瘟病菌群体结构研究 37-59 第一节江苏省稻瘟病菌遗传多样性 37-46 1 材料和方法 37-39 1.1 供试菌株 37-38 1.2 菌株的分离与培养 38 1.3 基因组DNA的制备 38 1.4 Pot2-rep-PCR扩增 38-39 1.5 扩增结果检测与Synergel凝胶电泳 39 1.6 数据统计与分析方法 39 2 结果与分析 39-44 2.1 江苏省稻瘟病菌rep-PCR指纹图谱和单型编码程式 39-42 2.2 稻瘟病菌的rep-PCR分析与系谱划分 42 2.3 病菌系谱的地区分布 42-44 2.4 病菌群体结构的年度间变异 44 3 讨论与结论 44-46 第二节江苏稻瘟病菌毒性多样性 46-53 1 材料与方法 46-47 1.1 供试菌株 46 1.2 供试品种 46 1.3 育苗 46-47 1.4 致病性测定 47 1.5 统计分析方法 47 2 结果与分析 47-51 2.1 江苏省稻区稻瘟病菌生理小种结构组成 47-48 2.2 江苏稻区稻瘟病菌毒性的群体结构分析 48-51 2.3 毒性类型与系谱的关系 51 3 讨论 51-53 第三节同一生态系中稻瘟病菌遗传多样性 53-59 1 材料与方法 53 1.1 菌株来源 53 1.2 菌株的培养 53 1.3 基因组DNA提取 53 1.4 Rep-PCR扩增 53 1.5 Synergel凝胶电泳 53 1.6 扩增结果检测与Synergel凝胶电泳 53 1.7 数据统计与分析等方法 53 2 结果与分析 53-56 2.1 稻瘟病菌Rep-PCR分析系谱划分 53-54 2.2 江苏赣榆100个稻瘟病菌的编码程式及系谱比较分析 54-56 3 讨论 56-59 第二章水稻抗瘟基因鉴定 59-85 1 材料与方法 59-60 1.1 供试品种 59 1.2 鉴定菌株 59 1.3 菌株培养方法 59 1.4 育苗和接种 59 1.5 调查方法和记载标准 59-60 1.6 抗瘟基因推导方法 60 2 结果与分析 60-83 2.1 抗瘟基因的分布 60-80 2.2 抗瘟基因型联合出现频率 80-83 3 小结与讨论 83-85全文总结 85-87参考文献 87-97附录A 常用试剂及缓冲液配方 97-98附录B 常用分子生物学试剂与仪器 98-99致谢 99-101攻读学位期间发表的学术文章 101

江苏省稻瘟病菌遗传多样性及水稻抗瘟基因鉴定

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