甘肃省中西部地区镰孢菌的分类研究

甘肃省中西部地区镰孢菌的分类研究

论文摘要

镰孢菌属(Fusarium Link)是真菌中的一个重要类群,普遍存在于土壤和动植物有机体中。其中许多种类是重要的植物病原菌,可侵染多种经济作物,导致作物减产和引起巨大的经济损失。甘肃省位于我国西部,其镰孢菌种类资源丰富。虽然过去曾有许多学者对甘肃省内的镰孢菌进行过不同程度的分类学和病理学研究,但以现代的镰孢菌分类系统观点对该属真菌开展的研究还很有限。因此,作者根据现代镰孢菌分类系统,在传统形态分类学基础上,对甘肃省内的镰孢菌进行了系统研究,目的是明确甘肃省发生的镰孢菌属真菌的种类和多样性分布特点,为镰孢菌病害的正确病原鉴定及科学防治提供理论依据。在20062007年间,在甘肃省包括高寒草地在内的23个市、县、镇的主要作物产区,采集不同植物及其根际土壤标样,采用常规的方法对各个样品进行真菌分离,共得到862个镰孢菌菌株,根据培养和形态学特征鉴定出16种镰孢菌。采用rDNA ITS和EF-1α序列分析的方法对疑难镰孢菌株进行了比较研究,进一步明确了这些镰孢菌的分类地位。另外,采用ISSR-PCR分子标记技术对来自甘肃省的89株木贼镰孢菌进行了遗传多样性分析。研究结果如下:(1)根据培养和形态学特征鉴定出的16种镰孢菌为木贼镰孢(F. equiseti)、尖镰孢(F. oxysporum)、腐皮镰孢(F. solani)、锐顶镰孢(F. acuminatum)、芬芳镰孢(F. redolens)、轮枝镰孢(F. verticillioides)、大刀镰孢(F. culmorum)、层出镰孢(F. proliferatum)、半裸镰孢(F. semitectum)、弯角镰孢(F. camptoceras)、砖红镰孢(F. lateritium)、三线镰孢(F. tricinctum)、燕麦镰孢(F. avenaceum )、接骨木镰孢(F. sambucinum)、胶孢镰孢(F. subglutinans)和克鲁克威尔镰孢(F. crookwellense)。(2)在分离获得的镰孢菌中,分离频率最高的4个种依次是木贼镰孢(F. equiseti)、尖镰孢(F. oxysporum)、腐皮镰孢(F. solani)以及锐顶镰孢(F. acuminatum),分离频率分别占总鉴定菌株总数的29.93%、28.54%、12.18%和10.09%。其他分离鉴定的镰孢菌包括芬芳镰孢(F. redolens)、轮枝镰孢(F. verticillioides)、大刀镰孢(F. culmorum)、层出镰孢(F. proliferatum)、半裸镰孢(F. semitectum)和弯角镰孢(F. camptoceras),这些镰孢菌的分离频率低于10%,但高于1%。分离频率低于1%的镰孢菌包括砖红镰孢(F. lateritium)、三线镰孢(F. tricinctum)、燕麦镰孢(F. avenaceum )、接骨木镰孢(F. sambucinum)、胶孢镰孢(F. subglutinans)和克鲁克威尔镰孢(F. crookwellense)。(3)16种镰孢菌中的优势种为木贼镰孢和尖镰孢,其分布几乎覆盖在甘肃省的所有市、县;其次是锐顶镰孢和腐皮镰孢,它们分别分布于12个和10个市、县;芬芳镰孢和大刀镰孢分布于8个和5个市、县,其余10个种的分布地区较少,均在5个市、县以下,其中胶孢镰孢和克鲁克威尔镰孢两个种只在兰州1个市发现,而接骨木镰孢只在酒泉市分离得到2株。(4)采用EF-1α和rDNA ITS序列分析方法对6株疑难镰孢菌株进行了研究,经与GenBank中已知菌株序列对比,最后分别确定为层出镰孢(F. proliferatum)1株,芬芳镰孢(F. redolens)1株,尖镰孢(F. oxysporum)1株,锐顶镰孢(F. acuminatum)1株,腐皮镰孢(F. solani)2株。(5)采用ISSR指纹图谱分析技术,对来自甘肃不同地区的89株木贼镰孢菌的基因组DNA的遗传多样性进行了研究。从供试21个引物中筛选出3个引物,并进行扩增和分析。采用NYSTS2.10e软件对矩阵进行遗传分析,形成聚类图。在相似系数为0.675时,可将试验菌株分为6个类群。图谱分析结果表明,ISSR图谱多样性与其菌株的培养性状之间存在一定的相关性,但与寄主和地理来源之间未表现出相关性。

论文目录

  • 摘要
  • Summary
  • 第一章 绪论
  • 1. 研究意义
  • 2. 镰孢菌的分类研究进展
  • 2.1 种的概念
  • 2.1.1 形态学种的概念
  • 2.1.2 生物学种的概念
  • 2.1.3 系统发育学种的概念
  • 2.2 镰孢菌属形态学分类研究进展
  • 2.2.1 国外镰孢菌属的分类历史及分类概况
  • 2.2.2 我国镰孢菌属的分类历史及分类概况
  • 2.2.3 镰孢菌的组
  • 2.2.4 镰孢菌属真菌形态学分类依据
  • 2.2.4.1 菌落特征
  • 2.2.4.2 分生孢子座上大孢子特征
  • 2.2.4.3 气生菌丝上小孢子特征
  • 2.2.4.4 分生孢子梗特征
  • 2.2.4.5 厚垣孢子特征
  • 2.2.4.6 代谢产物分类研究
  • 2.2.5 影响镰孢菌培养鉴定的因素
  • 2.2.5.1 影响镰孢菌产生分生孢子的因素
  • 2.2.5.2 促进厚垣孢子的形成
  • 2.2.5.3 有性阶段的产生
  • 2.2.5.4 影响镰孢菌生长的其他因素
  • 2.3 镰孢菌属生物学种的研究
  • 2.4 镰孢菌属系统发育学种的研究
  • 2.5 其他现代技术在镰孢菌分类上的应用
  • 2.5.1 营养体亲和群(vegetative compatibility groups,VCG)
  • 2.5.2 大分子实验数据
  • 2.6 趋势及展望
  • 第二章 甘肃省镰孢菌形态学分类研究
  • 1. 材料与方法
  • 1.1 供试材料
  • 1.2 供试培养基
  • 1.3 分离方法
  • 1.3.1 苗期根腐样品的分离
  • 1.3.2 植物根茎的分离
  • 1.3.3 穗部样品的分离
  • 1.3.4 植物根际土壤的分离
  • 1.3.5 细菌污染的排除方法
  • 1.4 培养鉴定方法
  • 1.4.1 单孢分离
  • 1.4.2 镰孢菌的培养鉴定
  • 2. 结果与分析
  • 2.1 镰孢菌的种类及其分布
  • 2.2 镰孢菌的种类描述
  • 3. 讨论
  • 第三章 镰孢菌的rDNA ITS 和EF-1α基因的序列分析
  • 1. 材料与方法
  • 1.1 供试菌株
  • 1.2 基因组DNA 的提取
  • 1.2.1 原理
  • 1.2.2 试剂
  • 1.2.3 试验仪器
  • 1.2.4 真菌DNA 提取步骤
  • 1.3 基因组DNA(StockDNA)的检测
  • 1.3.1 原理
  • 1.3.2 操作步骤
  • 1.3.2.1 琼脂糖凝胶制备
  • 1.3.2.2 电泳与照相
  • 1.3.2.3 working DNA 的配制
  • 1.4 rDNA ITS 和EF-1α基因序列的扩增及检测
  • 1.4.1 主要试剂
  • 1.4.2 主要仪器
  • 1.4.3 反应体系
  • 1.4.4 PCR 扩增程序
  • 1.4.5 PCR 扩增结果检测
  • 2. 结果与分析
  • 3. 讨论
  • 第四章 木贼镰孢菌的ISSR-PCR 遗传多样性分析
  • 1. 材料与方法
  • 1.1 供试菌株
  • 1.2 基因组DNA 的提取及检测
  • 1.3 ISSR-PCR 图谱分析
  • 1.3.1 主要材料及仪器
  • 1.3.2 ISSR-PCR 引物的筛选
  • 1.3.3 待测菌株的ISSR-PCR 扩增反应
  • 1.3.4 PCR 扩增结果检测及数据分析
  • 2. 结果与分析
  • 2.1 引物的筛选结果
  • 2.2 PCR 扩增结果
  • 3. 讨论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 镰孢菌属分类检索表
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 相关论文文献

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