稻曲病菌生物学特性与致病力及遗传多样性的研究

论文摘要

水稻稻曲病是由拟黑粉菌[Ustilaginoidea virens（Cook.） Tak]侵染而引起的一种水稻穗期病害,过去由于仅在中晚稻田少量发生,一直缺乏重视。稻曲病的发生影响水稻产量与品质,随着稻田氮肥用量增加和大穗、密穗型晚熟品种的大面积种植,该病逐年加重,已成为威胁水稻高产稳产的重要病害。本研究测定了采自江苏省100个稻曲病菌菌株的产孢能力、生长速率、色泽、胞外物质对麦种根长抑制率及其致病性,并用SPSS软件分析了其产孢能力、生长速率、色泽、对麦种萌发抑制率与致病性的相关性。结果表明：在两优培九中未致病的菌株有33个；致病性弱（平均病粒率为0.1%-1%,或平均每穗病粒数1-2.64粒）的菌株有8个；致病性中等（平均病粒率为1%-10%,或平均每穗病粒数2.64-26.4粒）的菌株有35个；致病性强（平均病粒率大于10%,或平均每穗病粒数>26.4粒）的菌株有24个。不产孢的菌株有12个；产孢量少（150×104个/ml）的菌株有46个；产孢量中等（50-250×104个/ml）的菌株有30个；产孢量多（大于250×104个/ml）的菌株有12个。生长速率慢（小于1.5mm/d）的菌株有6个；生长速率中等（1.5-3.0mm/d）的菌株有88个；生长速率快（大于3.0mm/d）的菌株有6个。培养基色泽为白色的菌株有27个；黄色的有11个；黄绿色的有33株；墨绿色的有29株。稻曲病菌菌株胞外物质对麦粒根长的抑制率,抑制率强（>50%）的菌株有22个；抑制率中等（20%-50%）的菌株有62个；抑制率弱（<20%）的菌株有16个。菌株的产孢能力、培养基色泽与致病性呈正相关；对麦种根长抑制率与致病性的相关系数无统计学意义。菌株的生长速率与致病性呈负相关。其中,菌株的产孢能力和致病性呈中度相关；培养基色泽、生长速率与致病性呈低度相关。对全国9个省市的150个稻曲病菌进行产孢能力及致病性实验,结果表明：稻曲病菌产孢较稳定,三次产孢实验中产孢量标准偏差小于10.0的菌株有132个,占总数的88%。两优培九为稻曲病感病品种,平均病情指数为67.73,有98个菌株病情指数大于50；淮稻5号为稻曲病中等抗病品种,平均病情指数为21.80；武育粳3号为抗病品种,平均病情指数为16.07,有113个菌株病情指数小于25。根据150个稻曲病菌菌株在武育粳3号、淮稻5号和两优培九3个不同抗性品种上的致病性的明显差异,可划分为7个致病类型,其中,1号（三种水稻品种分别呈感、感、感）与3号（三种水稻品种分别呈抗、抗、感）致病类型为优势致病类型,1号致病类型有36个菌株占总数24%；3号致病类型有53个菌株占总数35.33%。通过rep-PCR技术,分析了来源江苏省徐州、苏州、南京、盐城和南通稻区稻曲病菌的群体遗传多样性。用3对特异性引物BOX、REP和ERIC对48个菌株基因组DNA进行了PCR扩增,以彼此间的带位相似率达90%为界,BOX扩增的谱型被分为4簇,REP的谱型被分为4簇,ERIC的谱型被分为5簇。BOX引物由于参试菌株遗传多样性值最大（0.55）,簇群分类与地理位置显著相关,所以较其他两种引物更适合进行稻曲病菌的群体遗传多样性分析。群体遗传多样性值BOX为0.55、REP为0.44、ERIC为0.42,说明江苏省这五个地区稻曲病菌群体的遗传分化不明显,遗传多样性稳定。48个稻曲病菌株接种于感病品种“两优培九”上,被划分为3个致病性类型,其中弱致病性类型占50%,为优势致病性类型。江苏省五大稻区48个稻曲病菌的BOX、REP、ERIC簇群分类与地理位置、致病性类型均无显著的相关性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 上篇 文献综述
• 第一章 稻曲病研究进展
• 1 前言
• 2 稻曲病的生物学特性
• 2.1 病害症状
• 2.2 分生孢子的形态特征
• 2.3 厚垣孢子的形态特征
• 2.4 有性态阶段的形态特征
• 3 稻曲病发生的影响因素
• 3.1 气象因素
• 3.2 栽培条件因素
• 3.3 品种抗感性因素
• 3.4 病原菌因素
• 4 稻曲病的防治
• 4.1 农业防治
• 4.2 化学防治
• 4.3 生物防治
• 第二章 分子标记技术在植物病原真菌群体遗传中的应用
• 1 随机扩增多态性（RAPD）
• 2 扩增片段长度多态性（AFLP）
• 3 rep-PCR
• 4 限制性片段长度多态性（RFLP）
• 5 微卫星DNA分子标记技术（SSR）
• 6 单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP）
• 下篇 研究内容
• 第一章 稻曲病菌生物学特性与致病性相关性研究
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果分析
• 2.1 稻曲病菌菌株致病性鉴定结果
• 2.2 稻曲病菌菌株产孢能力及其与致病性的相关性
• 2.3 稻曲病菌菌株生长速率及其与致病性的相关性
• 2.4 稻曲病菌菌落背部色泽与致病性的相关性分析
• 2.5 稻曲病菌对小麦种子根部生长长的抑制活性和致病性的相关性分析
• 3 讨论
• 第二章 稻曲病菌产孢能力及致病性的研究
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 材料与方法
• 1.1 稻曲病菌的分离与纯化
• 1.2 供试水稻品种与接种方法
• 1.3 接种
• 1.4 稻曲病菌产孢能力的测定
• 1.5 稻曲病菌致病性测定
• 2 结果分析
• 2.1 稻曲病菌菌株产孢能力稳定性测定
• 2.2 稻曲病菌的致病性分化
• 2.3 稻曲病菌产孢能力与致病性分化的关系
• 2.4 稻曲病菌的致病性分化
• 3. 讨论
• 第三章 江苏五大稻区稻曲病菌的群体遗传结构研究
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 材料与方法
• 1.1 供试菌株的分离和培养
• 1.2 接种
• 1.3 稻曲病菌致病性测定
• 1.4 稻曲病菌基因组DNA提取及鉴定
• 1.5 rep-PCR标记分析
• 1.6 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 稻曲病菌的致病性
• 2.2 稻曲病菌致病性与菌株地理来源相关性分析
• 2.3 BOX-PCR、REP-PCR和ERIC-PCR分子指纹图谱及其分析
• 2.4 水稻稻曲病菌的簇群与地理来源、致病类型相关性分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢