致病疫霉群体遗传结构及无毒基因Avr3a进化分析

论文摘要

致病疫霉[Phytophthora infestans（Mont）de Bary]引起的晚疫病,是全世界重要的毁灭性病害之一。目前对该病防治主要依靠培育抗病品种和使用化学药剂,由于化学防治不仅增加成本且易造成环境污染,栽培抗病品种是防治晚疫病最经济有效的方法,但是由于致病疫霉群体易变异性使抗病品种抗性丧失。因此明确致病疫霉的群体遗传结构和毒性变异规律,能为寻找新的防病措施、制订病害治理的策略提供理论依据。对采集自宁德周宁郊区的80个致病疫霉群体遗传表现型进行研究,结果显示：甲霜灵高抗菌株和中抗菌株分别占90%和10%,未发现甲霜灵敏感菌株；待测的80个致病疫霉菌全部是A1交配型,未发现A2交配型、A1A2交配型和自育型菌株。线粒体DNA （mtDNA）单倍型测定结果显示：Ⅱa单倍型和Ⅱb单倍型菌株分别占待测菌株的68.75%和31.25%,未发现Ⅰa和Ⅰb单倍型。利用SSR分子标记技术对同一地块不同时期致病疫霉群体遗传多样性进行比较分析,结果表明晚期致病疫霉群体遗传多样性高于早期致病疫霉群体。聚类分析表明,早期菌株和晚期菌株交叉分布于不同的聚类组中,表明SSR分子标记技术不能有效的区分不同时期致病疫霉群体。利用SSR分子标记技术对采集自中国不同地区不同寄主来源的60个致病疫霉群体遗传结构进行分析,结果表明番茄致病疫霉群体遗传多样性高于马铃薯致病疫霉群体。马铃薯致病疫霉种群与番茄致病疫霉种群遗传距离为0.0250,表明致病疫霉分化时间较短。聚类分析表明：马铃薯晚疫病菌与番茄晚疫病菌不能完全划分为两个不同的组群,而是交叉分布在不同的组群中。将菌株对甲霜灵抗性、交配型及mtDNA单倍型结果与聚类结果结合起来分析表明：SSR分子标记检测的DNA多样性与病原菌甲霜灵抗性、交配型等无相关性,与mtDNA单倍型有一定关系。对采集自中国不同地区103个致病疫霉无毒基因Avr3a进行测序。用ClustalX1.81与Dnasp5.10.0.1软件对致病疫霉无毒基因Avr3a序列多态性、群体遗传多样性及单倍型预测数进行检测,结果表明：致病疫霉无毒基因Avr3a序列多态性是由于基本的碱基替换（转换、颠换）、插入及缺失引起的,主要突变区域发生在109-117位碱基处,包括缺失和替换；南方致病疫霉群体遗传多样性比北方群体高,致病疫霉无毒基因Avr3a遵循中性进化模型。用TOPALi v2.5软件中最小二乘法（DSS）检测基因内重组断点,表明致病疫霉群体无毒基因Avr3a未发生基因内重组。用分子进化遗传分析软件MEGA5,构建系统发育进化树,结果表明：广西田阳的菌株TZ5、TZ7与标准菌株Avr3a进化关系最近,其余菌株次之,黑龙江鹤岗菌株W34与标准菌株进化关系最远。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 目录
• 绪论
• 1 晚疫病概述
• 1.1 晚疫病的发生和传播
• 1.1.1 致病疫霉分类地位
• 1.1.2 致病疫霉形态生理特征
• 1.1.3 致病疫霉生活史、越冬与传播
• 1.1.4 晚疫病发生条件及症状
• 2 国内外致病疫霉群体遗传研究现状及发展趋势
• 2.1 致病疫霉群体遗传结构表现型研究
• 2.1.1 致病疫霉交配型组成
• 2.1.2 致病疫霉抗药性
• 2.2 致病疫霉群体遗传结构基因型研究
• 3 无毒基因
• 3.1 卵菌无毒基因
• 3.2 致病疫霉无毒基因Avr3a
• 3.3 无毒基因的毒性机理
• 4 本研究目的意义、内容和研究方案
• 4.1 研究的目的与意义
• 4.2 研究内容
• 4.2.1 致病疫霉菌株分离纯化
• 4.2.2 致病疫霉甲霜灵抗性、交配型及mtDNA单倍型测定
• 4.2.3 SSR分子标记技术分析同一地块不同时期菌株群体遗传多样性
• 4.2.4 SSR标记技术分析不同寄主来源致病疫霉菌群体遗传多样性
• 4.2.5 致病疫霉无毒基因Avr3a进化分析
• 4.3 研究方案
• 第1章 不同时期致病疫霉群体遗传结构表现型及遗传多样性分析
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 培养基
• 2.1.2 供试菌株
• 2.1.3 药品
• 2.1.4 酶
• 2.1.5 试剂与溶液
• 2.2 方法
• 2.2.1 分离纯化方法
• 2.2.2 菌株保存方法
• 2.2.3 甲霜灵抗性测定方法
• 2.2.4 致病疫霉交配型测定方法
• 2.2.5 液体培养方法
• 2.2.6 菌丝的收集与处理
• 2.2.7 基因组DNA提取
• 2.2.8 PCR扩增体系与条件
• 2.2.9 致病疫霉mtDNA-PCR产物酶切分析
• 2.2.10 SSR数据处理分析
• 3 结果分析
• 3.1 菌株分离结果
• 3.2 菌株抗药性测定结果
• 3.2.1 标准菌株的生长情况
• 3.2.2 供试菌株甲霜灵抗性测定结果
• 3.3 交配型测定结果
• 3.4 mtDNA单倍型测定结果
• 3.4.1 PCR扩增结果检测
• 3.4.2 致病疫霉mtDNA-PCR产物酶切结果
• 3.5 不同时期致病疫霉群体遗传结构的SSR较分析
• 3.5.1 SSR引物扩增结果
• 3.5.2 遗传多样性分析
• 3.5.3 遗传距离及聚类分析
• 4 小结与讨论
• 第2章 不同寄主致病疫霉群体遗传结构的SSR分析
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试菌株
• 2.2 基因组DNA提取
• 2.3 PCR扩增体系与条件
• 2.4 数据处理分析
• 3 结果与分析
• 3.1 SSR引物扩增结果
• 3.2 遗传多样性分析
• 3.3 遗传距离及聚类分析
• 3.4 SSR标记与甲霜灵敏感性、交配型及mtDNA单倍型关系分析
• 4 小结与讨论
• 第3章 致病疫霉无毒基因Avr3a的进化分析
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试菌株
• 2.2 基因组DNA提取
• 2.3 PCR扩增体系与条件
• 2.4 数据分析处理
• 3 结果与分析
• 3.1 PCR产物电泳检测
• 3.2 序列多态性
• 3.3 群体遗传多样性
• 3.4 单倍型预测数
• 3.5 基因内重组检测
• 3.6 系统发育树的构建
• 4 小结与讨论
• 第4章 结论
• 1 不同时期致病疫霉群体遗传表现型及遗传多样性分析
• 2 不同寄主致病疫霉群体遗传结构的SSR比较分析
• 3 致病疫霉无毒基因Avr3a的进化分析
• 附录一 80个致病疫霉菌株群体遗传学特征
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历