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稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是世界范围内最严重的水稻病害之一。除了侵染水稻,稻瘟病菌还可侵染50多种禾本科植物。稻瘟病菌为异宗配合丝状子囊菌,其交配型由单一基因位点(MAT1)决定,且对有性繁殖而言,2种交配型必须同时存在;而育性则是由多个位点控制的。虽然,在稻瘟病菌中有性繁殖的重要性常常被高频率的无性繁殖所掩盖。但是,越来越多的间接证据表明,交配型及其有性态是病原菌重要的群体特征之一,在其漫长的演化过程中发挥着重要的作用。另一方面,有性态的创造和获得,是对病原真菌重要的功能基因进行遗传研究的基础。从上述2个观点出发,本研究对来源于中国5个稻作区的稻瘟病菌群体的交配型结构及其育性情况进行了比较分析,其主要结果如下:
1.稻瘟病菌群体的交配型及育性结构利用2组标准菌株对广东、四川、辽宁、吉林和黑龙江等5个稻瘟病菌群体的共400个菌株进行了交配型测定。结果表明,315个菌株能与标准菌株杂交并产生子囊壳,可育性菌株的比率为78.8%。具体到各个群体而言,上述5个群体的可育性菌株比率分别为95.0%,91.3%,56.5%,79.1%和93.4%。由此可以看出,各个群体的育性结构存在一定的差异。
在交配型结构方面,广东和四川群体以MAT1-2型菌株占优势,其比率分别为83.3%和79.7%;而辽宁、吉林和黑龙江3个群体则以MAT1-1型菌株占绝对优势,且其比率逐渐增大,分别为50.8%,77.9%和93.4%。这些结果说明,在供试的5个稻瘟病菌群体之间,交配型结构既存在明显的差异,又存在一定的规律,即随地理环境、气候类型、生态条件及稻作类型的变化而变化。
在性别结构方面,上述5个稻瘟病菌群体均以雄性菌株居多,分别为94.7%,85.7%,74.3%,88.2%和94.7%;两性菌株很少,分别为5.3%,1.6%,7.1%,10.3%和3.5%;除广东省稻瘟病菌群体外,在其他4省的稻瘟病菌群体中还发现了少数雌性菌株。
在育性结构方面,上述5个稻瘟病菌群体中高育性菌株的比率分别为26.7%,27.5%,17.7%,53.5%和86.9%。由此说明,可育性菌株比率与高育性菌株比率之间并没有相关性;群体间育性能力的差异以高育性菌株比率来衡量可能更为合适。
2.2组标准菌株鉴别能力的比较本研究以分离自泰国大麦稻瘟病菌的2个菌株CHL1和CHL2,以及来自我国云南的2个早稻稻瘟病菌菌株CHL43和CHL42为2组标准菌株,利用上述5个群体对2组标准菌株的鉴别能力进行比较分析。结果表明,标准菌株CHL1和CHL2对5个群体的鉴别率分别为85.0%,91.3%,50.8%,77.9%和93.4%,而标准菌株CHL43和CHL42的鉴别率分别为33.3%,26.1%,28.2%,55.8%和57.4%。由此说明,标准菌株CHL1和CHL2的鉴别能力明显地高于标准菌株CHL43和CHL42的鉴别能力,但是后者对前者有重要的补充和检验作用。因此,在进行交配型测定时,标准菌株的遗传背景及其与待测菌株的配合能力是应该考虑的重要因素。