黑龙江省水稻立枯病菌的种群结构及遗传多样性分析

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水稻是世界上最重要粮食作物之一。水稻栽培中经常遭受多种病原菌侵染为害如水稻立枯病,严重影响了水稻秧苗的生产。作为我国东北地区水稻重要产区,黑龙江省由于特殊的寒地冷凉条件导致水稻立枯病成为水稻苗期最严重的病害。有效控制黑龙江省水稻立枯病病害的前提和基础是明确致病菌的种类及分布。因此,本研究从黑龙江省水稻的主栽地区采集水稻立枯病病样,进行分离并鉴定,在此基础上对优势菌株的抗药性以及遗传多样性进行了系统的分析,其结果将对黑龙江省水稻立枯病的防治提供重要理论依据,有针对性地指导田间生产。本文对来自黑龙江省10个水稻主产地区哈尔滨、齐齐哈尔、鸡西、双鸭山、牡丹江、伊春、黑河、佳木斯、绥化和大庆的病样进行了分离和鉴定,共分离获得225株水稻立枯病菌。通过形态学和分子生物学鉴定为9种病原真菌,分别为尖镰孢(Fusarium oxysporum)108株,占比48.0%、轮枝镰孢(F.verticillioides)26株,占比11.6%、三线镰孢(F.tricinctum)18株,占比8.0%、芳香镰孢(F.redolens)15株,占比6.7%、木贼镰孢(F.equiseti)14株,占比6.2%、腐皮镰孢(F.solani)14株,占比6.2%、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)15株,占比6.7%、链格孢(Alternaria alternata)9株,占比4.0%、缩窄弯孢(Curvularia coatesiae)6株,占比2.6%。其中,尖镰孢为黑龙江省水稻立枯病菌优势种群。此外,链格孢和缩窄弯孢作为水稻立枯病的病原菌在中国东北地区首次被发现。针对黑龙江省水稻立枯病菌优势种群的74株尖镰孢单孢株,开展了致病力及对常用化学药剂多菌灵、咪鲜胺和咯菌腈的室内敏感性测定,结果发现:黑龙江省水稻立枯病菌优势种尖镰孢大多为中等致病力菌株;多菌灵在有效剂量达10μg/m L时,菌株均在中抗以上,无敏感菌株,表明黑龙江省水稻立枯病优势菌株对多菌灵已产生了抗药性,不适合在该地区应用;咪鲜胺的EC50平均值为13.4562μg/m L;咯菌腈的EC50平均值为0.3393μg/m L,远小于咪鲜胺的平均EC50值。也就是说,咪鲜胺和咯菌腈均可抑制水稻立枯病的发生,但咯菌腈更适合在该省作为防治水稻立枯病的有效药剂进行推广。本研究采用SSR标记技术评估了74个黑龙江省不同地理来源的水稻立枯病菌优势种单孢株的遗传多样性,从22对SSR引物中筛选出14对引物进行扩增,以相似系数0.79为界,将来自不同地区的74株尖镰孢群体划分成9个类群。分子方差(AMOVA)分析表明,尖镰孢群体与地理来源、致病力和对多菌灵的敏感性(10μg/m L)之间均存在显著相关性。不同地理来源的种群间存在很大程度的遗传分化(Fsp=0.374),说明黑龙江省不同地理来源对水稻立枯病优势菌株群体分化有显著影响。
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