论文部分内容阅读
由致病疫霉Phytophthora infestans Montagne de Bary引起的晚疫病是世界范围内危害马铃薯生产最为严重的病害。黑龙江省是中国重要的马铃薯种薯、商品薯和加工原料薯生产基地之一,同时也是晚疫病常年发生区。晚疫病的发生程度业已成为影响黑龙江省马铃薯生产的最重要因素之一,因此加大对黑龙江省晚疫病的防治研究力度,很有必要。目前对黑龙江省马铃薯晚疫病菌群体结构的研究基本停留在表现型研究水平,利用遗传标记技术特别是分子标记技术研究晚疫病菌群体遗传多样性的报道很少。本研究利用21对SSR引物对103份马铃薯晚疫病菌株进行群体遗传多样性EST-SSR分析,旨在监测黑龙江省晚疫病菌群体结构的变化、探明晚疫病菌间的亲缘关系以及黑龙江省内晚疫病菌群体遗传多样性的丰富程度,进而为评价晚疫病菌有性重组的风险、研究寄主与病原物互作、病害有效控制以及马铃薯抗晚疫病育种等工作提供科学依据。主要研究结果如下:1.试验共采集2004、2005、2006、2008年中国黑龙江省内不同地区的93份马铃薯晚疫病菌株和分别来自美国、荷兰、中国四川、中国云南、中国福建的10份参考菌株,总计103份菌株,组成供试晚疫病菌群体。2.应用SSR查找软件SSRIT对总长约896 kb的1414条马铃薯晚疫病菌EST进行发掘,共在31条EST中发现31个SSR,有2.19%的EST含有SSR,马铃薯晚疫病菌基因组表达部分平均每28.90kb含有1个SSR。在鉴定的SSR中三核苷酸重复基元的SSR类型最多,占鉴定总数的35.48%。经检测全部31条EST中均只含有1个SSR,共发现31个SSR基元,其中CAG基元是出现频率最高的EST-SSR类型。3.开发出13对EST-SSR引物,全部扩增出目标片段条带。其中9对为多态性EST-SSR引物;4对为单态性EST-SSR引物。4.优化了适合晚疫病菌PCR扩增的最佳反应条件。以晚疫病菌株HH06-23的DNA为模板,以Pi08N为引物,研究了晚疫病菌EST-SSR PCR反应体系中各主要成份和退火温度对扩增结果的影响。优化后的PCR反应体系为:25 ng模板DNA,0.5 mmol?L-1 dNTPs, 2μL 10×Buffer(Mg2+ free),1.75 mmol?L-1 MgCl2,15 pmol引物,1.2 U Taq DNA聚合酶,加ddH2O至20μL;同时确定优化后的PCR反应程序为:94℃预变性2 min;94℃变性30 s,63℃退火30 s,72℃延伸30 s,共35个循环;72℃延伸7 min;4℃保存。优化后的PCR反应体系扩增效果稳定、产物谱带清晰,适合进行马铃薯晚疫病菌群体遗传多样性分析。5.利用全部29对引物进行多态性筛选,选出能产生多态性且条带清晰的21对引物(占72.4%)。采用21对多态性SSR引物(含9对自行开发设计的EST-SSR引物),对103份晚疫病菌群体进行遗传多样性分析。结果表明黑龙江省内晚疫病菌群体的遗传多样性比较丰富。103份晚疫病菌DNA多样性与地理来源有明显的相关性,与采集年份没有表现出相关性。6.利用3种方法(SM方法、Jaccard方法、Nei & Li方法)计算各菌株间的遗传相似系数,菌株间的相似系数SM变化范围在0.337-1.000;Jaccard变化范围在0.153-1.000;Nei & Li变化范围在0.265-1.000。系统聚类分析将103份晚疫病菌菌株分为4组;根据SM相似系数进行主坐标分析,分析结果将103份晚疫病菌菌株分为3个大组,两种分类方法结果基本一致。对SM、Jaccard、Nei & Li三种计算遗传相似系数矩阵进行了Mantel检验,相关系数均为r﹥0.90,达到极显著相关。7.选择了来自黑龙江省哈尔滨市分别采于2005年、2006年和2008年的17份菌株进行系统聚类分析,结果表明在相同地点采集的晚疫病菌株与采集年份有一定相关性;同时,又选择了2006年分别采自黑龙江省内加格达奇、哈尔滨、黑河、海伦、克山、青冈、讷河和绥化8个地点共计46份菌株进行聚类分析,结果表明在同一年份黑龙江省内的晚疫病菌株与地理来源有一定相关性。