水稻纹枯病菌的致病力分化及遗传多样性研究

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水稻纹枯病是我国水稻生产上的重要病害,迄今为止尚未找到高抗或免疫品种,给防治带来不少困难,已经引起植物病理学家和水稻育种专家的普遍重视。本研究从水稻纹枯病标本的采集和病原菌的分离着手,以分离自我国华南三省(广东、广西、海南)的335个水稻纹枯病菌株为研究对象,对它们的培养性状、菌丝融合群、菌丝细胞核数目以及致病力分化进行了研究,并从中选取了72个代表性菌株,对其基因组DNA的ISSR指纹图谱进行了比较分析,了解其遗传分化,以期对该病的预测预报和防治提供一定的理论依据。主要研究结果如下: 从培养性状上来看,所有的水稻纹枯病菌株在PDA培养基上虽然表现出一定的多样性,但总体来看培养性状较为相似:菌落呈浅褐色,少数浅黄色和深褐色,菌核较大,呈蜂窝状,结构致密,菌核的大小和数量不等;按照菌丝生长速率,供试菌株可划分为3个不同的培养类型:即菌丝生长速率较慢、菌丝生长速率中等和菌丝生长速率较快,菌株数分别为3株、136株和196株,分别占总菌株数的0.90%、40.60%和58.50%;按照产生菌核的数量,所有供试菌株可划分为4个不同的培养类型:即无菌核或极少形成菌核、菌核量比较少、菌核量中等和菌核量比较多4个类型,各有5株、59株、238株和33株,分别占总菌株数的1.19%、17.61%、71.04%和10.15%。 对采集到的335个水稻纹枯病菌株进行融合群测定,测定结果显示,所有采集到的菌株均属于融合群AG—1—IA。从中随机选取50个菌株进行细胞核染色,染色结果显示,水稻纹枯病菌的细胞核数目介于7~13之间。 选取270个菌株进行致病力测定,结果表明,所有菌株对5个标准水稻品种均有不同程度的致病力,各菌株之间存在着明显的致病力分化。根据各菌株对单一水稻品种的病级(病情指数),供试菌株可划分为弱致病力、中等致病力和强致病力3个致病型。而当综合考虑供试菌株对全部5个标准水稻品种的平均病级(病情指数)时,供试菌株只可划分为2个致病型:即中等致病力和强致病力,菌株数分别为208株和62株,分别占总菌株数的77.04%和22.96%,未发现弱致病力菌株。所测菌株的致病型与地理来源并无相关性,而且致病型的差异与菌丝生长速率的差异之间也没有一定的相关性。 本研究应用简单序列重复区间(Inter—Simple Sequence Repeat,ISSR)标记技术对广东、广西、海南3省12个县(市)72个水稻纹枯病菌株的遗传多样性进行了分析。从30条随机引物中筛选出6条重复性好,特异性高的引物对供试菌株进行ISSR-PCR扩增,共产生87个ISSR分子标记,扩增的片段大部分为500~2500bp,多态位点数82个,平均多态位点20.62个,94.25%的片段具有多态性。这说明供试菌株个体间存在较大的遗传变异。ISSR遗传聚类组群的划分与菌株的地理来源有明显的相关性,但菌株的致病力差异与遗传聚类组群的划分、菌株的生长速率都没有明显的相关性。 本研究用ISSR标记技术从分子水平上研究了我国华南三省的水稻纹枯病菌的群体遗传多样性,建立了一套适合水稻纹枯病菌ISSR分析的实验方案,包括基因组DNA的提取,PCR扩增体系以及试验数据的分析等。明确了我国华南三省水稻纹枯病菌地理群体的遗传分化现象,从遗传本质上探明了水稻纹枯病菌的致病力演化规律,为病害的预测预报及病害的防治提供了一定的理论依据。
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