大麥白粉菌遺傳多樣性分析、抗病基因鑒定及致病型鑒別寄主體系建立.pdf

1、大麥白粉病是由布氏白粉菌大麥?；虰lumeria graminis f.sp.hordei（簡(jiǎn)稱Bgh）活體寄生大麥葉片引起的病害，多發(fā)生在溫帶潮濕、半潮濕地區(qū)，一般可造成20％以上的產(chǎn)量損失，嚴(yán)重時(shí)損失達(dá)30％，目前是中國(guó)冬大麥區(qū)重要的病害之一。近年來(lái)，由于作物種植密度提高，氮肥使用量增大，以及種植品種單一化，從而使該病害日益嚴(yán)重。大麥抗白粉病育種是控制該病害最有效的手段，不但能減少產(chǎn)量損失，還能減少化學(xué)農(nóng)藥的使用、降低環(huán)境污染，B

2、gh群體遺傳結(jié)構(gòu)研究和抗病基因鑒定是合理布局和利用抗白粉病基因的先決條件。本研究利用‘Pallas’近等基因系和其它5個(gè)大麥品種作為鑒別寄主，鑒定分析了我國(guó)大麥白粉菌種群毒性與致病型構(gòu)成、分布和動(dòng)態(tài);運(yùn)用AFLP（amplified fragment length polymorphism，AFLP）分子標(biāo)記技術(shù)，對(duì)來(lái)源于不同地區(qū)、不同致病型菌株基因組DNA進(jìn)行多態(tài)性分析，進(jìn)一步揭示我國(guó)大麥白粉菌種群遺傳變異程度和演化規(guī)律。通過(guò)抗譜分析

3、的方法，鑒定了我國(guó)大麥主產(chǎn)區(qū)大麥骨干親本和育成品種的抗病性和抗病基因;選擇112個(gè)具有廣泛代表性的Bgh菌株接種備選大麥品種（系），篩選我國(guó)大麥白粉病致病型鑒別品種。
　　 2006年，從我國(guó)7個(gè)冬大麥主產(chǎn)區(qū)不同栽培品種上采集575個(gè)Bgh菌株，利用26個(gè)鑒別寄主進(jìn)行毒性鑒定。所有的菌株共劃分為58個(gè)不同的致病型，81％的菌株包含于其中13個(gè)致病型中，最優(yōu)勢(shì)的致病型為0047(18.3％)，其次分別為0045(11.8％)和(7

4、.8％);7個(gè)不同的Bgh群體中大多數(shù)毒性基因頻率相似。因此，中國(guó)冬大麥區(qū)可視為統(tǒng)一的大麥白粉病害流行區(qū)，這些地區(qū)所種植的大麥品種可能具有相似的遺傳背景。KOIND軟件分析顯示，Bgh不同群體內(nèi)和群體間遺傳多樣性指數(shù)顯著不同，不同地區(qū)之間的遺傳距離大小和地理距離遠(yuǎn)近無(wú)相關(guān)性。由此表明，中國(guó)冬大麥區(qū)Bgh群體遺傳多樣性主要源于本地區(qū)病原菌的遺傳分化和長(zhǎng)距離病原菌傳播的基因流動(dòng)。
　　 分子標(biāo)記技術(shù)可對(duì)病原菌基因組的多個(gè)變異位點(diǎn)進(jìn)行

5、遺傳分析，已成為研究病原菌群體遺傳多樣性的重要手段，本研究利用AFLP分子標(biāo)記，對(duì)來(lái)源于7個(gè)不同地區(qū)、12個(gè)不同致病型的79個(gè)Bgh菌株基因組DNA進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)，篩選的7對(duì)引物組合共擴(kuò)增出337個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)。UPGMA(unweighted pair group method average， UPGMA)法聚類分析，供試菌株可劃分為7個(gè)不同的遺傳宗譜，遺傳宗譜與致病型不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，但具有一定的相關(guān)性，與菌株的地理來(lái)源密切關(guān)聯(lián)。

6、通過(guò)POPGENE軟件分析可見(jiàn)，我國(guó)冬大麥區(qū)Bgh群體具有豐富的遺傳多樣性，不同地區(qū)Bgh群體遺傳多樣性與該地區(qū)大麥播種面積、主栽品種及白粉病易于發(fā)生和越夏的氣候條件有關(guān);不同地區(qū)間Bgh群體遺傳一致度較大，遺傳距離大小與地理距離遠(yuǎn)近呈正相關(guān)，Bgh群體基因流動(dòng)性較大。分子標(biāo)記與毒性鑒定方法分別對(duì)Bgh群體遺傳多樣性檢測(cè)的部分結(jié)果相互矛盾，但運(yùn)用分子標(biāo)記技術(shù)得到的研究結(jié)果能更為合理地揭示Bgh不同地理群體遺傳分化的特點(diǎn)。
　　

7、對(duì)2005和2006年Bgh群體毒性頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)抗譜分析的方法鑒定了328份大麥品種（系）的白粉病抗性和抗病基因。結(jié)果顯示:大麥白粉菌群體對(duì)抗病基因Mla3、Mla9、Mlp1、Mla1 Mla(A12)、Mla6 Mla14、Mla7 Mla(No3)、Mla7 Ml（Lg2）、Mla9 Mlk、Mla13 MlaRu3、Mlg（Cp）和mlo5的毒性頻率為0，對(duì)Mla12MlaEm2、Mla7 Mlk、Mlat Mla8、Ml

8、a10 MlaDu2和Mlk1的毒性頻率很低，分別為0.1％、0.4％、0.9％、2.8％和4.2％;這些抗病基因可應(yīng)用于大麥抗病育種中。所鑒定的328份材料絕大多數(shù)感病，抗病材料僅37份，能明確推導(dǎo)出抗白粉病基因的品種（品系）很少，這些品種（品系）可能含有的抗白粉病基因?yàn)镸l（Bw）、Mla8、Mlg、Mlra Mla8、Mla9 Mlk、Mla1 Mla(A12)或mlo5。
　　 來(lái)源于不同地區(qū)、不同致病型Bgh菌株112

9、個(gè)，接種篩選的112個(gè)來(lái)源于不同地區(qū)的大麥主栽品種（系）和骨干親本。根據(jù)寄主毒性頻率的梯度間隔、反應(yīng)型的穩(wěn)定性和明確性及寄主不同的遺傳背景，選擇鑒別品種（系），建立一套適合我國(guó)大麥白粉菌致病型鑒別寄主體系。結(jié)果顯示，供試菌株對(duì)寄主的毒性頻率在0～60％范圍內(nèi)呈連續(xù)的變化，毒性頻率在60％～70％范圍內(nèi)的品種無(wú)，1個(gè)品種的毒性頻率在70％～80％范圍內(nèi)，1個(gè)品種的毒性頻率在80％～90％范圍內(nèi)，1個(gè)品種的毒性頻率為100％。大多數(shù)寄主對(duì)菌