【摘 要】
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桉树(桃金娘科、桃金娘目)是世界上广泛种植的商品林树种,提供了我国超过30%的木材产量,为保障我国的木材安全发挥了重要作用。丽赤壳属(Calonectria)真菌的许多物种是重要的植物病原菌,可危害一些重要的林木、农作物和园艺类植物。在亚洲和南美洲,由丽赤壳属真菌引起的桉树叶焦枯病是对桉树最具威胁的病害之一。在我国,丽赤壳属真菌广泛分布于桉树人工林和苗圃,给我国桉树产业带来很大的经济损失。广东省雷
【基金项目】
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中国林科院院基金项目(项目编号:CAFYBB2018QC003); 林木遗传育种国家重点实验室专项(项目编号:TGB2017001); 国家自然科学基金委-优秀青年科学基金项目(项目编号:31622019); 国家“万人计划”青年拔尖人才项目(证书编号:W03070115);
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桉树(桃金娘科、桃金娘目)是世界上广泛种植的商品林树种,提供了我国超过30%的木材产量,为保障我国的木材安全发挥了重要作用。丽赤壳属(Calonectria)真菌的许多物种是重要的植物病原菌,可危害一些重要的林木、农作物和园艺类植物。在亚洲和南美洲,由丽赤壳属真菌引起的桉树叶焦枯病是对桉树最具威胁的病害之一。在我国,丽赤壳属真菌广泛分布于桉树人工林和苗圃,给我国桉树产业带来很大的经济损失。广东省雷州半岛是我国桉树人工林集约化经营的代表性区域之一,受桉树叶焦枯病影响严重。自1993年在雷州半岛发现桉树叶焦枯病以来,该区域病害每年都有不同程度的发生。1995年,林业部将桉树叶焦枯病列为检疫对象。目前对雷州半岛地区桉树叶焦枯病病原菌的研究十分有限。2017至2018年,本研究组在雷州半岛地区多个地点、不同桉树基因型的人工林和苗圃进行系统的病害调查和样品采集。本论文针对引起雷州半岛人工林桉树叶焦枯病和苗圃桉树苗茎腐病的丽赤壳属真菌进行遗传多样性、桉树寄主和地理分布范围、致病力测定研究,并测试了华南地区广泛种植桉树基因型对丽赤壳属病原菌的抗病性。本论文第一章阐述了桉树叶焦枯病在我国的发生状况和引起病害的丽赤壳属真菌的形态学特征;对世界范围内丽赤壳属真菌的物种多样性、分类方法以及分布和危害进行了概述;并介绍了国内外丽赤壳属真菌的致病力测试方法和抗病桉树基因型选择的研究进展。第二章针对引起广东雷州半岛地区人工林桉树叶焦枯病和苗圃桉树苗茎腐病的丽赤壳属真菌的遗传多样性和致病性进行研究。对雷州半岛进行系统的病害调查和样品采集。调查结果表明,雷州半岛地区的人工林桉树及苗圃桉树苗普遍出现由丽赤壳属真菌引起的叶片焦枯、枝梢枯萎、树木死亡及幼苗腐烂等症状。样品采集于该区域的13个桉树人工林和1个桉树苗圃中的尾细桉、尾巨桉、巨尾桉等杂交种的多个基因型和10个桉树树种。从683棵桉树上分离到773株丽赤壳属菌株。选择其中来自不同地点不同桉树基因型的55株菌进行多基因(calmodulin、histone H3、translation elongation factor 1-alpha和β-tubulin)序列系统发生分析,并结合形态特征对菌株进行鉴定。结果表明55株菌株属于同一个物种Calonectria pentaseptata。四段基因序列比较分析显示55株菌株分属2个基于多基因序列基因型(multi-locus genotype,MLG),其中54株菌属于同一MLG,表明本研究的菌株基因型多样性很低。生长实验结果表明Ca.pentaseptata是一种高温适生物种。性亲和性试验结果显示Ca.pentaseptata可能是异宗配合或缺乏重组产生可育后代的能力。致病力试验结果表明Ca.pentaseptata可导致两种华南地区广泛种植的桉树基因型试验苗在接种三天内死亡,Ca.pentaseptata两株菌的致病力存在显著差异,两种桉树基因型对Ca.pentaseptata的抗病性存在显著差异。为选择出抗病原菌Ca.pentaseptata的桉树基因型,本研究第三章把具有显著致病性而致病力存在差异的两株Ca.pentaseptata菌株CSF13317和CSF13636接种至华南地区广泛种植的8种桉树基因型,包括7种尾巨桉基因型CEPT1848、CEPT1849、CEPT1850、CEPT1851、CEPT1852、CEPT1853和CEPT1855,以及1种尾赤桉基因型CEPT1854。通过比较焦枯叶片百分比评估各桉树基因型的抗病性,结果表明2株被测试Ca.pentaseptata菌株在同一桉树基因型的致病力存在显著差异;7种尾巨桉基因型之间的抗病性也存在显著差异,基因型CEPT1851的抗病性最强,基因型CEPT1849、CEPT1850和CEPT1855的抗病性相对弱;测试的尾赤桉基因型CEPT1854的抗病性介于7个尾巨桉基因型之间。方差分析表明,Ca.pentaseptata菌株和桉树基因型之间存在交互效应,这表明测试的桉树基因型对不同Ca.pentaseptata菌株的抗病效应并不一致。本研究结果指示在进行抗病桉树遗传材料选择的过程中,要采用尽量多的病原菌菌株在多种桉树基因型上进行致病性/抗病性测试,这有利于选择出抗病性稳定的桉树遗传材料。
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