四川稻瘟病菌对杂交稻毒性的研究

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稻瘟病是全世界范围内水稻上的毁灭性病害,发生严重时可导致稻谷严重减产甚至绝收。实践证明选育和推广抗病品种是防治稻瘟病最好的方法,但是抗瘟品种的田间表现受到病菌群体毒性的影响,因此研究和监测稻瘟病菌毒性的变化,对预警水稻品种抗性变化和指导水稻稻瘟病的防治具有重要意义。本研究采用喷雾和离体接种相结合的方法,鉴定了2002-2009年分离自四川省各县(市)638个稻瘟病菌的毒性类型;在分析国际水稻所抗稻瘟病近等单基因系中三个含Pi-ta基因的材料Pi-ta基因碱基序列的基础上,测定了2002-2009年220个菌株对Pi-ta基因毒性频率,取得的主要结果如下:1.建立了一套四川稻瘟病菌毒性类型的划分和命名方法:将病菌对丽江新团黑谷(LJH)、IR24、明恢63、多恢一号、成恢448、内恢99-14和RHR-1具毒性的毒性得分分别赋值以1、2、4、8、16、32、64,不同毒性谱菌株的毒性积分等于其侵染各品种的毒性得分之和,因毒性积分与不同毒性类型的毒性谱具有严格的对应关系,可将其作为各毒性类型的代号。2.根据病菌不同菌株对LJH、IR24、明恢63、多恢一号、成恢448、内恢99-14和RHR-1的毒性谱,所测定的638个菌株被划分为56个毒性类型,其中出现频率大于0.5%的有24个毒性类型,毒性类型“15”(对LJH、IR24、明恢63和多恢一号具毒性)和“127”(对上述7个品种全部具毒性)为主要毒性类型,其出现频率分别为15.99%和15.83%;而毒性类型“19”等8个毒性类型则未检出。3.在出现频率高于2.0%的毒性类型中,对多恢一号致病的毒性类型多数对明恢63致病,对成恢448、内恢99-14或RHR-1致病的毒性类型则全部对明恢63具有毒性,且多数对IR24和多恢一号具毒性,说明对这三个四川省历史上先后大面积推广的抗病品种的毒性,是四川稻瘟病菌毒性进化的主要途径。4.638个菌株中对IR24、明恢63、多恢一号、成恢448、内恢99-14和RHR-1毒力频率分别为74.6%、79.5%、73.8%、37.0%、39.0%和40.4%。5.对不同年份稻瘟病菌毒性类型构成分析发现,2002、2003、2004、2007年以毒性类型“15”出现频率最高,在当年群体中分别占26.8%、30.0%、25.4%和25.9%;2005、2006、2008和2009年则以"127"为主,其在当年群体中分别占24.6%、19.3%、20.3%和23.3%。2005年后,除个别(2007)年份外,病菌群体对成恢448和RHR-1的毒性均显著增强,其毒力频率分别从2004年的25.42%和25.42%增加到40.00%和40.35%以上。6.对2008-2009年不同毒性类型病菌的寄主品种来源的分析发现,不同品种来源的菌株毒性具差异:76.9%的毒性类型“1”分离自常规稻和糯稻,90%的毒性类型“127”来自于杂交稻,杂交稻D优177上分离的3个菌株和西农优30分离的4个菌株对上述所有品种都致病。7.对国际水稻所抗瘟单基因系IRBL12、13、29和特特普的Pi-ta基因碱基序列测定结果表明,IRBL13和特特普编码的Pi-ta蛋白在918位点为抗性等位基因特有的丙氨酸,而IRBL12和IRBL29在该位点则为感病等位基因所特有的丝氨酸。8.对近等基因系IRBL13接种220个四川稻瘟病菌发现,207个菌株对其致病,2002-2009年四川稻瘟病菌对Pi-ta的毒力频率均在86.36%以上,表明来自特特普的Pi-ta基因在四川2002年后已失去作用。
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