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小麦印度腥黑粉菌Tilletia indica Mitra是小麦的一种重要真菌病原物,同时也是一种世界范围内的检疫性有害生物。由于其冬孢子形态特征和近似种非常相似,故仅依靠冬孢子形态特征难以准确鉴定。尽管近年来分子生物学方法开始应用于小麦印度腥黑粉菌的鉴定,但它和近似种黑麦草腥黑粉菌T. walkeri在ITS序列上也仅有一个碱基的差异。而线粒体基因组作为细胞核外的遗传系统,具有完整性、多态性、自主性和小型性等特点,其进化速率是核基因的5~10倍,常用于系统发生学和群体遗传学的研究。因此,对小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组全序列的研究,既可以分析其基因组成、基因排列和基因结构特点及其进化特点,也可以通过腥黑粉菌不同种之间的系统分析,进一步阐明小麦印度腥黑粉菌线粒体基因的遗传变异特征,从而为小麦印度腥黑粉菌的检测鉴定提供分子生物学方面的依据。本论文建立了简易快捷的真菌线粒体DNA(mtDNA)的提取方法,测定和分析了小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组全序列,并对物种间线粒体基因的进化特点和系统演化进行了分析。主要内容包括:1.小麦印度腥黑粉菌mtDNA的提取。利用两次氯化铯密度梯度超速离心分离得到了小麦印度腥黑粉菌的mtDNA;酶切结果证实是mtDNA。2.小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组的分析。(1)全序列及其结构分析:通过构建线粒体DNA文库,测得其基因组全长为65 147 bp(GenBank登录号:DQ993814),AT含量为71.14%。包含14个蛋白质编码基因,2个rRNA基因,24个tRNA基因。其组成和其它4种担子菌线粒体基因组基本相同,但基因排列差异很大。(2)tRNA的组成及二级结构分析:包含24个tRNA基因,tRNA-Ser与tRNA-Arg各有2个,3个tRNA-Met,其它17种tRNA都只有1个,并绘制了各种tRNA的二级结构。(3)蛋白质编码基因的分析:共编码14种疏水性蛋白质多肽,包括细胞色素b(cytb),3个atp酶的亚单位(atp6、atp8、atp9),3个细胞色素C氧化酶的亚单位(cox1、cox2、cox3),7个NADH还原酶复合体的亚单位(nad1、nad 2、nad 3、nad4、nad4L、nad5、nad6)。它们的起始子都是ATG,终止子有11个为TAA,3个为TAG。其中5个(即nad1、nad4、nad5、cox1、cytb)有内含子,9个为单一的基因(即atp6、atp8、atp9、cox2、cox3、nad2、nad3、nad4L、nad6)。3.小麦印度腥黑粉菌线粒体基因组进化分析。对T.indica的线粒体基因atp6和cytb以及GenBank中各真菌的对应基因进行同源性比较,并构建了atp6和cytb基因序列的系统进化树,为腥黑粉菌的分类鉴定提供了参考。