中国部分地区的马铃薯粉痂病原菌的群体遗传结构分析

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马铃薯粉痂病是一种严重的土传性病害,其病原菌马铃薯粉痂病菌(Spongospora subterranean,Sss)是一种活体寄生的土壤专性寄生菌。1841年马铃薯粉痂病首次被报道,之后随着Sss在世界各国马铃薯栽培区的发生和流行,国内外学者对其已经开展了很多研究,但对其群体遗传结构的研究还很少。在我国,马铃薯粉痂病原菌的群体遗传多样性和群体遗传结构的研究尚未见报道。对马铃薯粉痂病原菌群体遗传多样性和群体结构的研究,可为病害防控策略的制定以及抗病品种的合理布局提供指导。
  本研究利用核基因序列的ITS序列和肌动蛋白(actin)序列以及SSR分子标记技术,分析来自我国湖北、河北和内蒙古等地区的Sss群体遗传多样性和群体结构,得到如下主要结果:
  1.采用马铃薯粉痂病菌的专一性引物检测来自湖北、河北和内蒙古等地共5个地区的马铃薯块茎和土壤。
  2.采用ITS序列和肌动蛋白(actin)联合序列分析方法,对湖北、河北和内蒙古三个群体,共94个感染Sss马铃薯块茎的样本进行基因型和系统发育分析,同时与已报到其他国家和地区的马铃薯粉痂病菌基因型相比较。结果表明:三个群体中,84%的单倍型有与南美洲特有的单倍型相同,其特有的5个新单倍型也和南美洲的亲缘关系很近。由此可知,与国外已公布的单倍型相比,国内Sss群体单倍型多样性低,且与南美洲的亲缘关系很近。
  3.群体遗传结构分析:采用生物信息学方法分析Sss转录组文库序列简单重复序列(SSR)位点,筛选和鉴定了4对Sss引物。结合文献报道的4对引物,共8对SSR引物,分析了湖北、河北和内蒙古三个群体的遗传结构。结果表明,湖北Sss群体的Neis值、Shannon指数、多态性位点数与其它两个群体相比较都是最高的;遗传距离分析显示三个群体间遗传距离很小;湖北群体23个样本检测出了6个基因型,其中有3个基因型是和河北群体、内蒙古群体共有的,湖北地区特有的3个基因型,频率为14.8%。总之,虽然来自湖北的Sss群体表现出相对丰富的遗传多样性,但三个群体的遗传距离低,相似度高。
  本研究的结果表明,河北、湖北和内蒙古三个地区间Sss群体的遗传结构相似,且与南美洲的Sss群体亲缘关系很近。南美洲是Sss病原的起源地,Sss的遗传多样性和遗传分化也更高。所以需要进一步完善植物检疫法规及其实施,防止病原体的区域间传播。本研究为进一步明确我国Sss的遗传结构和时空动态,建立有效的区域管理制度及培育抗性品种提供理论依据。
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