江淮流域小麦赤霉病菌的遗传多样性

小麦赤霉病是温暖潮湿和半潮湿地区麦类作物的重要病害.小麦感染赤霉病后,不仅减产严重、品质变劣,而且病菌产生的毒素还会对人畜健康产生危害.引起小麦赤霉病的镰刀菌至少有20种,鉴定病原菌及种群结构对赤霉病的防治具有重要意义.针对我国江淮流域江苏、河南、安徽、湖北省的赤霉病菌株,利用7对种属特异性引物进行种属鉴定,在此基础上依据RAPD和AFLP分子标记进行遗传多样性分析.研究结果表明,所有供试菌株均属于禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw),分子标记Shannon多样性指数(I)以及Nei氏基因多样度(h)均显示江淮流域禾谷镰刀菌具有较为丰富的遗传多样性.遗传标记相似系数变异范围为0.57～0.99,表明菌株间存在明显的遗传多样性.以相似系数0.63为阈值,可将供试菌株划分为3类,亚类分析表明江淮流域收集菌株具有一定的地域性分布.     

四川省小麦赤霉病菌的种群组成

2002～2004年在四川省的12个地区26个市县采集小麦赤霉病病穗标样经组织分离和单孢分离共获得345个镰刀菌属的菌株。按照Booth分类标准鉴定出7个镰刀菌种。它们是禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)出现频率为94．5％，燕麦镰刀菌(Fusarium avenaceum)出现频率为2．61％。串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)出现频率为0．87％。三线镰刀菌(Fusarium tricinctum)出现频率为0．58％。木赋镰刀(Fusarium equiseti)、黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)和雪腐镰刀菌(Fusarium nivale)出现频率为0．29％。     

一株禾谷镰刀菌拮抗菌株的筛选及鉴定

【目的】筛选对禾谷镰刀菌具有高拮抗活性的微生物菌株,探索小麦赤霉病的生物防治方法。【方法】用稀释平板涂布法及平板对峙法从24份取自河南郑州近郊、信阳、新乡、商丘、开封等地区发生小麦赤霉病的田间土样中分离、筛选禾谷镰刀菌的拮抗菌株。【结果】从24份土样中分离纯化到65株菌株,对峙实验发现其中8株对禾谷镰刀菌具有拮抗作用,其中,菌株Jc-07的拮抗效果最佳。根据形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析,将菌株Jc-07初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。抑菌实验表明,菌株Jc-07发酵滤液明显抑制禾谷镰刀菌的菌丝生长,使禾谷镰刀菌孢子萌发率显著降低。【结论】筛选得到的菌株Jc-07对禾谷镰刀菌具有较高的拮抗活性,具有防治小麦赤霉病的潜在应用价值。     

河北省小麦赤霉病病原鉴定及毒性差异分析

为安全高效地减少由Fusarium spp.引起的小麦赤霉病带来的损失和危害,对小麦赤霉病病原菌的类型、产毒类型及致病性差异进行了分析。通过对河北省小麦赤霉病病菌的分离鉴定、致病性和产毒素类型分析,明确了引起河北省小麦赤霉病的病原菌及其特点。分子鉴定和形态学鉴定表明引起河北省小麦赤霉病的病原菌为禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）,产毒类型为脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol, DON）毒素类型,其中78株菌株产15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-AcDON),1株菌株产3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-AcDON),F.graminearum不同菌株间致病性存在差异。试验表明病原菌的扩展速度与毒素产生量之间呈正相关。研究结果对于有效筛选抗病品种、选择防控药剂、生防菌株的筛选等具有重要指导作用。     

利用DONtest-HPLC检测小麦镰刀菌毒素DON含量的差异

以2003年长江中下游地区赤霉病大流行后收获的8个不同抗、感赤霉病小麦为材料,探讨DONtest HPLC在低毒素小麦选育中的利用价值,并揭示不同抗性小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量的差异特点。研究结果表明,本方法具有快速、准确的特点,平均回收率达78.2%;不同抗性品种DON含量差异明显,3个抗病品种中望水白含量最低,3个中抗类型中扬麦158最低。高产毒素镰刀菌菌株接种鉴定结果进一步证实了这种差异。研究结果还表明,2003年江苏4个地区12份样本均受到不同程度污染,DON变幅为0.175～7.239mg·kg-1。自然发病条件下,病粒率与DON含量存在显著相关性,可以作为毒素选择的间接指标。     

利用DONtest-HPLC检测小麦镰刀菌毒素DON含量的差异

以2003年长江中下游地区赤霉病大流行后收获的8个不同抗、感赤霉病小麦为材料,探讨DONtest-HPLC在低毒素小麦选育中的利用价值,并揭示不同抗性小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量的差异特点.研究结果表明,本方法具有快速、准确的特点,平均回收率达78.2%;不同抗性品种DON含量差异明显,3个抗病品种中望水白含量最低,3个中抗类型中扬麦158最低.高产毒素镰刀菌菌株接种鉴定结果进一步证实了这种差异.研究结果还表明,2003年江苏4个地区12份样本均受到不同程度污染,DON变幅为0.175～7.239 mg·kg-1.自然发病条件下,病粒率与DON含量存在显著相关性,可以作为毒素选择的间接指标.     

粉蕉种植土镰刀菌分离与鉴定

利用PPA培养基对粉蕉不同生长周期根际土壤中镰刀菌进行分离,通过形态学和分子生物学对分离的菌株进行描述与鉴定,并分析粉蕉不同生长周期根际土壤中镰刀菌群落变化.试验结果表明,在粉蕉不同生长期根际土壤中共分离出31株镰刀菌,经形态学和分子生物学鉴定,31株镰刀菌分属于茄病镰刀菌(Fus arium solani)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)、层出镰刀菌(Fusarium proliferatum)和串珠镰刀菌(Gibberella moniliformis).随着粉蕉生长,粉蕉根际土壤中可分离的镰刀菌种类表现出先上升后下降的趋势,且菌株种类逐渐稳定.在生殖生长期,由于受到枯萎病病原菌的影响,土壤中镰刀菌种类产生显著变化,菌株种类数量显著增加.     

巢式PCR检测油茶根腐病菌的研究

为建立油茶Camellia oleifera根腐病菌层生镰刀菌Fusarium proliferatum的巢式聚合酶链式反应（PCR）快速检测体系．扩增层生镰刀菌核糖体DNA基因间隔序列（ITS）区并测定其序列,比较该序列与GenBank中近似种的ITS序列差异．设计了特异性引物GF1和GR2,利用该对引物与ITS1和ITS4进行巢式PCR扩增检测层生镰刀菌。结果显示,巢式PCR对层生镰刀菌的检测灵敏度可达100ag基因组DNA,比常规扩增方法提高了1万倍。利用设计的GF1／GR2特异性引物与ITS区通用引物进行巢式PCR扩增．可灵敏地扩增出油茶根腐病菌层生镰刀菌DNA。     

苜蓿根腐病菌(Fusarium solani)的LAMP快速检测方法

通过比较茄镰刀菌(Fusarium solani)与其近缘种之间的TEF-1α(translation elongation factor-1 alpha)基因序列差异,设计并筛选出一套对茄镰刀菌具有种特异性的LAMP引物,建立了检测苜蓿根腐病菌的环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)技术体系,并进行了特异性和灵敏度验证。该方法在64℃等温条件下进行核酸扩增反应60 min,即可肉眼根据反应液颜色变化判定扩增产物。在特异性实验中,仅茄镰刀菌的DNA在检测后呈绿色的阳性反应,而其它供试菌株的DNA均呈橙色的阴性反应。该方法对目标病菌DNA的最低检测限为10 fg/μL,同时还可检测出苜蓿发病组织中的目标菌,因此,该方法具有快速、准确和灵敏的优点。     

引起玉米穗腐病的禾谷镰刀菌LAMP快速检测方法的建立

针对引起玉米穗腐病的禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum),根据翻译延伸因子基因(EF-1alpha)的保守区域设计特异性引物,通过优化反应时间和温度,建立一种灵敏、快速的环介导等温扩增(LAMP)检测方法,并对优化的F.graminearum LAMP反应体系进行特异性、灵敏度及可行性检测。结果表明,该LAMP方法能够有效检测禾谷镰刀菌的基因组DNA,64℃、45 min为最优反应条件。在最佳条件下,该方法对禾谷镰刀菌具有良好的特异性,检测灵敏度可达到100 pg/μl。该检测方法为禾谷镰刀菌引起的玉米穗腐病的田间快速诊断及病原菌监测奠定了基础。     

西瓜枯萎病菌致病型的遗传多样性分析

从我国7个西瓜产区(山东、湖北、安徽、江苏、湖南、河南及河北)的西瓜枯萎病病株和病土样中分离获得31株西瓜枯萎病菌株,采用幼苗共培养法测定各菌株的致病力。利用12个寡聚核苷酸随机引物对受试菌株的全基因组DNA进行PCR-RAPD分析。结果表明:31个受试西瓜枯萎病菌株可被划分为非致病型、弱致病型和强致病型3种致病型;其中非致病型菌株5株,致病型菌株26株。利用UPGMA软件对受试菌株间的遗传距离进行聚类分析,也发现来自不同地区的西瓜枯萎病菌存在明显的致病型分化;不同致病型的西瓜枯萎病菌具有丰富的遗传多样性,并划分为两个大的基因型,但与菌株的致病型没有显著的关系。     

利用cpSSR分子标记法对丹参遗传特征的分析

[目的]利用cpSSR(叶绿体微卫星)分子标记法对丹参的遗传特征进行分析。[方法]选择12对cpSSR扩增良好、重复性好、条带清晰的SSR引物,对全国8省25县31个采样点的丹参进行cpSSR检测分析。[结果]丹参在细胞质遗传(cpSSR)上,总体均体现为中等水平;在地区上存在不同程度差异。基于Shannon多样性指数和Nei’s基因多样性指数的细胞质遗传多样性各省间大小依次为:山西、河南、山东、河北、四川、江苏、陕西、安徽。8省区间丹参的遗传变异以种群间的遗传变异为主导;省区内种群间的基因流有限,而省区间的基因交流较明显。[结论]综合分析认为道地产区和传统主产区的丹参主要为就地引种栽培,在栽培过程中引入了部分外来种源;在道地产区四川、山东、河南之间很早就存在种质互换,新产区多从道地产区引种。但在遗传分化方面未显示地理相关性,进一步说明全国丹参种质之间存在广泛的基因交流,是由于人类活动中对丹参的异地引种所造成。     

利用cpSSR分子标记法对丹参遗传特征的分析(英文)

[目的]利用cpSSR(叶绿体微卫星)分子标记法对丹参的遗传特征进行分析。[方法]选择12对cpSSR扩增良好、重复性好、条带清晰的SSR引物,对全国8省25县31个采样点的丹参进行cpSSR检测分析。[结果]丹参在细胞质遗传(cpSSR)上,总体均体现为中等水平;在地区上存在不同程度差异。基于Shannon多样性指数和Nei’s基因多样性指数的细胞质遗传多样性各省间大小依次为:山西、河南、山东、河北、四川、江苏、陕西、安徽。8省区间丹参的遗传变异以种群间的遗传变异为主导;省区内种群间的基因流有限,而省区间的基因交流较明显。[结论]综合分析认为道地产区和传统主产区的丹参主要为就地引种栽培,在栽培过程中引入了部分外来种源;在道地产区四川、山东、河南之间很早就存在种质互换,新产区多从道地产区引种。但在遗传分化方面未显示地理相关性,进一步说明全国丹参种质之间存在广泛的基因交流,是由于人类活动中对丹参的异地引种所造成。     

4种镰刀菌基因组DNA提取方法的比较研究

[目的]寻找一种简便、高效的基因组DNA提取方法,为进一步开展镰刀菌等丝状真菌的分子生物学研究提供科学基础。[方法]采用改良的CTABS、DS、高盐沉淀和SDS-CTAB 4种方法提取8个镰刀菌菌株的基因组DNA,并对其进行质量测定及PCR分析,比较不同提取方法的效果。[结果]4种提取方法均可提取到基因组DNA,其抽提质量优劣依次为SDS、SDS-CTAB法、高盐沉淀法和CTAB法。其中采用SDS法可成功提取到所有供试菌株基因组DNA,而且DNA浓度和纯度均较高,RNA及其他杂质污染少。而高盐沉淀法和CTAB法提取到的基因组DNA不够完整或浓度较低。[结论]SDS法更适合于镰刀菌等丝状真菌基因组DNA的提取。     

近20年黄淮海地区气候变暖对夏玉米生育进程及产量的影响

【目的】探求黄淮海地区近20年气候变暖对夏玉米生长发育进程及产量的影响,为气候变暖背景下夏玉米的高产稳产制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】选取黄淮海地区,包括河北、京津地区、河南、山东、安徽和江苏等地区进行区域研究,利用该地区近20年长期观察的气候数据和夏玉米生产数据以及历史产量数据,采用相关分析和非线性多元回归等分析方法,明确气候因子（温度和降水）与夏玉米生育期和产量的关系。【结果】近20年间黄淮海大部分地区夏玉米生长季内区域平均温度呈上升趋势,但存在地区间差异。降水方面,该区东北部的京津-河北地区与山东降水量呈下降的趋势。与1990s相比,2000s河北和山东夏玉米营养生长期天数呈下降趋势,分别下降2 d和1 d,河南呈上升趋势,增加1 d;而生殖生长期呈上升趋势,分别上升4 d和2 d,河南下降1 d。全生育期天数有所增加,平均增加2 d和1 d。河南保持不变。利用F检验法分析审定品种和试验地玉米全生育期线性趋势一致性。结果表明,审定品种生育期和试验地玉米生育期变化呈现一致的趋势,说明品种的变化是影响夏玉米生育期的因子。采用线性偏回归测验法分析品种和气候因子对夏玉米生育期影响重要性。结果表明,气候因子是夏玉米生育期变化的主要因子,影响率占75.3%。黄淮海地区（除江苏外）夏玉米产量以增产为主。非线性分析表明,气温升高会导致黄淮海地区北部的河北与西部的河南夏玉米产量上升,东南部地区各省份夏玉米的减产。降水对该地区干旱少雨的北部地区夏玉米产量有正效应,对湿润多雨的南部地区有负效应。此外,当GDD10上升时,黄淮海地区北部的河北与西部的河南的夏玉米产量会随着上升,而东部和南部的山东、安徽与江苏夏玉米产量将会下降;整个黄淮海地区,当GDD30上升时,会造成全地区夏玉米产量下降,且山东下降最为明显。【结论】黄淮海地区夏玉米的实际生产受气候变暖的影响,夏玉米对气候变暖是逐步适应,可以利用其适应潜力,通过选育生育期长和耐热的夏玉米品种和改进栽培措施来适应气候变暖,从而提高夏玉米产量。     

禾谷镰孢菌对戊唑醇敏感基线的建立和不同杀菌剂的交互抗性

为了明确禾谷镰孢菌对三唑类杀菌剂戊唑醇的敏感性及该药剂与其他杀菌剂的交互抗性,采用菌丝生长速率法测定了河南、山东和河北等不同地区的120个禾谷镰孢菌单孢菌株对戊唑醇的敏感性,同时测定了10株敏感菌株对异菌脲、福美双、百菌清、苯醚甲环唑和多菌灵的交互抗药性。结果表明:戊唑醇对禾谷镰孢菌的菌丝生长具有明显的抑制作用,EC50范围为0.007 2～0.200 7μg/mL,最大值与最小值相差27.875倍,平均值为(0.102 6±0.045 4)μg/mL,其敏感性频率呈近似正态分布,可作为禾谷镰孢菌对戊唑醇的相对敏感性基线。戊唑醇与上述不同作用机制杀菌剂之间相关系数低,均无交互抗性。     

大麦黄条点花叶病毒的分布及其分离物的遗传多样性

【目的】明确大麦黄条点花叶病毒（Barley yellow striate mosaic virus,BYSMV）在中国北方小麦主产区的分布及其种群遗传多样性,为病害流行预警和防控提供理论依据。【方法】2008-2016年,在河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和山西等7个省66个县/市/区田间,采集了864份疑似病毒病症状的植物样品。提取样品总RNA,利用一步法三重RT-PCR技术检测样品中的BYSMV、水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV）和北方禾谷花叶病毒（Northern cereal mosaic virus,NCMV）。利用RT-PCR扩增获得BYSMV的L和N基因片段,克隆并测定核苷酸序列,应用MEGA、DnaSP和PAML等软件分析BYSMV分离物的系统进化和遗传多样性特征。【结果】从48个县/市/区采集的336份样品中检测到BYSMV,检出率为38.89%,该病毒主要分布于陕西、河北、山西和山东,另外,河南及安徽北部亦有分布,江苏徐州和邳州仅局部发生。基于BYSMV的L、N基因序列构建的系统发育树均可将分离物划分为2个亚组,亚组I中的分离物其来源涉及全部7个省份,而亚组II中的分离物仅来自陕西和山西2个省,基于L基因序列系统发育分析表明亚组II分离物与伊朗的分离物亲缘关系较近,BYSMV的遗传分化与分离物的地理来源相关,而与寄主植物、发生时间无明显相关性。运用RDP程序包的7个软件进行基因重组分析显示没有支持重组的证据。选择压力分析显示,亚组内和亚组间的ω（dN/dS）值（0.02-0.19）远小于1,表明群体正承受净化选择。L和N基因的单倍型多样性（Hd）值（0.90909和0.99524）均大于0.5、核苷酸多样性（π）值（0.01324和0.01224）均高于0.005,表明中国BYSMV群体遗传多样性丰富。基于L和N基因片段的遗传分化研究显示,东部和西部群体的遗传分化系数（F_ST）值（0.32201和0.37326）均大于0.25,且统计检验差异显著,表明东部和西部的BYSMV群体严重分化;基因流（Nm）值（0.53和0.42）均小于1,说明有限的基因流是促使群体发生遗传分化的主要原因。【结论】BYSMV在中国北方小麦主产区分布广泛,河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和山西等地均有不同程度的发生。BYSMV群体具有丰富的遗传多样性,且东部和西部群体之间存在严重的遗传分化。     

禾谷镰孢复合种毒素化学型及遗传多样性分析

【目的】明确不同省（自治区）引起玉米穗腐病的禾谷镰孢复合种（Fusarium graminearum species complex,FGSC）的毒素化学型和它们之间的遗传差异以及亲缘关系。【方法】选用根据基因Tri13和Tri3序列设计的特异性引物分析来自11个省（自治区）的92株禾谷镰孢复合种菌株的毒素化学型;从100条哥伦比亚大学（UBC）开发的通用引物中筛选出13 条扩增条带丰富、重复性好、信号强、背景清晰的引物,利用筛选出的引物对供试菌株进行ISSR-PCR扩增,使用Popgen32软件计算多态性位点百分率、Shannon’s多样性指数、群体间的遗传距离和遗传相似性;依据Nei’s 遗传距离,利用NTsys2.10e软件进行UPGMA聚类分析,并构建供试菌株的聚类图。【结果】供试的92株禾谷镰孢复合种菌株的产毒素化学型有4种：DON、15-ADON、DON+15-ADON和NIV+15-ADON。其中产生DON和15-ADON的菌株分别为1株和20株;同时产生15-ADON和NIV的有1株;同时产生15-ADON和DON的有55株。筛选出的13条引物对所有供试菌株进行PCR扩增,共获得102条带,其中多态性条带101条,多态性比率为99.02%,平均每条引物产生条带为7.85条。在群体平均水平上,基因多样性指数（H）为0.3129,Shannon’s的信息指数（I）为0.4774,表明禾谷镰孢复合种存在较高的遗传多样性水平;不同地理种群间,各群体的遗传多样性水平具有一定差异,河北、山西、黑龙江和吉林种群遗传多样性最高,安徽和河南种群最低。地理种群间的基因分化系数（Gst）为0.2722,说明不同地理种群间存在一定的遗传变异,但大部分遗传变异（72.78%）发生在种群内。遗传分化系数估算的基因流值Nm=1.3372（＞1）,表明不同地理种群间存在一定的基因流动;遗传关系结果表明河北、山西、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古和甘肃菌株群体间亲缘关系较近,山东、江苏、河南和安徽菌株间亲缘关系较近,安徽和内蒙古菌株间的亲缘关系最远。聚类分析显示所有菌株相似系数为0.43-0.95。在相似系数为0.43时,所有菌株分成2大类群,Group 1包括4株北方春播区菌株（吉林、山西和河北张家口）,不产生NIV和DON;Group 2由余下的88株菌株构成,产生的毒素类型主要为DON和15-ADON,其来源于北方春播区（山西、黑龙江、吉林、辽宁、甘肃和河北张家口、唐山）和黄淮海夏播区（河北石家庄、河南、山东、江苏和安徽）,在相似系数为0.664时,各类群分成不同的亚群,亚群的结果与菌株来源有一定的相关性。聚类分析结果和毒素化学型分析显示,同一地理种群的菌株多数聚在一起,个别菌株分散到不同的分支上。【结论】北方春播区和黄淮海夏播区的禾谷镰孢复合种主要的毒素化学型为DON和15-ADON。引起玉米穗腐病的禾谷镰孢复合种菌株群体内存在丰富的遗传变异,不同地理种群间存在一定的基因交流,遗传多样性与地理来源有关。     

广西香蕉枯萎病病原菌4号生理小种的分子检测与鉴定

[目的]明确在广西个别香蕉产区发现的香蕉枯萎病病原种类,为防控该病害提供科学依据.[方法]从广西不同香蕉产区采集香蕉枯萎病病株样本,分离纯化获得6株菌株,以香蕉枯萎病1号和4号生理小种为阳性对照,采用特异PCR的方法,对分离到的6株菌株进行分子检测,并用盆栽香蕉和西贡蕉小苗接种进行菌株致病性鉴定.[结果]经ST1/ST2特异引物扩增,1号菌株与香蕉枯萎病菌1号生理小种扩增到约200 bp片段;2~6号菌株和香蕉枯萎病菌4号生理小种扩增到约250 bp片段.与标样对比结果表明,1号菌株为香蕉枯萎病1号生理小种,2~6号菌株为香蕉枯萎病4号生理小种;盆栽接种致病性鉴定结果与分子检测结果相同.[结论]广西个别蕉区已遭受香蕉枯萎病菌4号小种侵染,各级部门应高度重视.     

我国小麦品种的Rht1、Rht2矮秆基因鉴定及分布研究

利用赤霉酸不敏感性作为矮秆基因的遗传标记,通过系谱分析和基因等位性测验,认定了我国76个优良矮秆小麦品种或材料的赤霉酸不敏感矮秆基因。主要结果如下：（1）在所认定的76个品种中,Rht1基因型的16个,占21%;Rht2基因型的55个,占72%;Rht1+Rht2基因型的5个,占7%。表明我国优良矮秆小麦遗传资源中,Rht2基因型占绝对优势,Rht1基因型次之,Rht1+Rht2基因型较少。（2）Rht1基因型遗传资源主要分布在河南、陕西和河北等省;Rht2基因型遗传资源以山东最多,河北、河南和北京次之,其它省较少。（3）Rht2基因在生产上的累计推广面积为Rht1的2倍;Rht1基因在生产上的累计推广面积以河南最多,安徽、江苏和陕西次之,其它省较少;Rht2基因以山东累计推广面积最大,河南次之,江苏也有较大面积,其它省较少。但它们的利用与育种密切相关。因此,Rht1和Rht2在我国的利用可能没有特殊的地域性。