文献类型： 中文期刊

作者： 王宝宝 ¹ ; 郭成 ² ; 孙素丽 ¹ ; 夏玉生 ¹ ; 朱振东 ¹ ; 段灿星 ¹ ;

作者机构： 1.中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程

2.甘肃省农业科学院植物保护研究所

关键词： 玉米穗腐病;禾谷镰孢复合种;遗传多样性;毒素化学型;致病力

期刊名称： 中国农业科学

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年卷期： 2020 年 023 期

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收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]明确中国玉米穗腐病致病禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)的菌群遗传结构、致病力、毒素化学型及其相互关系,为玉米镰孢穗腐病防控提供参考信息.[方法]从中国玉米主产区采集玉米穗腐病样本,经单孢分离鉴定,选取代表性的禾谷镰孢复合种,利用22对SSR和10对VNTR引物,使用Popgen32、NTsys2.1、STRUCTURE2.3.4群体遗传学研究软件进行数据分析,结合TEF-1α、β-tubulin和RPB2基因测序构建系统发育树,分析7个地理区域禾谷镰孢复合种的遗传多样性,采用花丝通道注射接种法测定各镰孢菌的致病力,利用产毒基因特异性引物进行毒素化学型的检测.[结果]在禾谷镰孢复合种中共检测到等位位点数48个,多态性位点数39个,多态性条带比率为81.25%,每对引物扩增出多态性条带2-4条;禾谷镰孢复合种7个地理群体平均Shannon's信息指数和Nei's遗传多样性指数分别为0.41和0.29,7个地理区域遗传相似度集中在0.6677-0.8797,遗传距离为0.1282-0.4039,表明菌群间具有较丰富的遗传多样性.依据Nei's遗传距离对7个地理种群进行UPGMA聚类分析,可划分为3个类群;STRUCTURE2.3.4群体结构分析表明,禾谷镰孢复合种菌群被分为2个大类群最合适,西北地区绝大部分属于类群A,华中地区和华南地区菌株均属于类群B,东北地区50%以上菌株属于类群B.TEF-1α、β-tubulin和RPB2基因序列分析表明禾谷镰孢复合种由禾谷镰孢(F. graminearum)、亚洲镰孢(F. asiaticum)、布氏镰孢(F. boothii)和南方镰孢(F.meridionale)构成,上述镰孢菌中存在142个单核苷酸多态性位点(SNP),通过这些差异序列构建的聚类图能清楚显示出各个种内与种间的遗传分化情况,各镰孢种内遗传多样性十分丰富.禾谷镰孢致病力最强,平均发病面积百分比为20.79%;亚洲镰孢、布氏镰孢和南方镰孢的平均发病面积百分比分别为15.79%、11.77%和8.12%.统计分析表明,不同镰孢种所引起的穗腐病平均发病面积占比存在显著差异.禾谷镰孢毒素化学型为15ADON、3ADON、NIV和3ADON+15ADON+NIV 4种,以15ADON为主;布氏镰孢毒素化学型为15ADON、3ADON、NIV、3ADON+15ADON和3ADON+15ADON+NIV 5种,以15ADON为主;亚洲镰孢毒素化学型只有3ADON;南方镰孢毒素化学型为15ADON、3ADON、15ADON+NIV 3种,15ADON为优势类型.此外,15ADON、NIV和3ADON毒素类型菌株平均发病面积百分比分别为17.87%、17.20%和12.37%.[结论]我国不同地理区域尤其是相邻区域禾谷镰孢复合种菌群间存在较为频繁的基因交流与交换.本研究中禾谷镰孢复合种的主要毒素化学型为15ADON,致病力由强到弱依次为禾谷镰孢>亚洲镰孢>布氏镰孢>南方镰孢.整体看来,毒素化学型与菌种类型相关性不显著,致病力主要与菌种类型有关.