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马铃薯晚疫病由致病疫霉(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary)侵染引起,在全球大面积发生和流行。致病疫霉结构的研究始终是人们关注的焦点。黑龙江、吉林、辽宁、河北和内蒙古等北方五省是中国北方马铃薯的主产区和马铃薯种薯的主要生产基地。本文通过对2013-2017年采自北方五省致病疫霉mtDNA单倍型和SSR基因型的研究,系统分析了北方五省致病疫霉群体的基因型多样性。同时,连续2年监测了北方致病疫霉群体对防治晚疫病常用杀菌剂恶唑菌酮霜脲氰、双炔酰菌胺和恶霜灵·锰锌的敏感性,取得如下结果。
1.2016年至2017年,从黑龙江、吉林、辽宁、河北和内蒙古北方五省分离和纯化了303株致病疫霉(Phytophthora infestans),编入本课题组马铃薯病害研究中心致病疫霉菌库。
2.测定了2013~2017年采自黑龙江、吉林、辽宁、河北和内蒙古等北方五省的致病疫霉群体的mtDNA单倍型,在五个省份共720株P.infestans菌株共检测到ⅠR1、ⅠR2、ⅠR3、ⅡR1、ⅡR2、ⅡR3六种单倍型,其中ⅠR3和ⅡR3两种单倍型在五年间稳定存在,且ⅡR3单倍型占绝对优势。就不同省份来说,ⅠR3和ⅡR3这两种单倍型在五省均有存在,且每省占比最高的mtDNA单倍型均为ⅡR3型,这表明ⅡR3型是致病疫霉中的优势单倍型。
3.利用12对SSR引物测定了2013-2017年中国北方五省的665株致病疫霉菌株的遗传多样性,杂合等位基因占主导地位。就不同省份来说,遗传多样性的丰富性是:辽宁>黑龙江>吉林>河北>内蒙古。就不同年份来说,2013年群体遗传多样性最高,2015年次之,2017年遗传多样性最低。
分子方差分析(AMOVA)表明,表明年度群体遗传变异的59%来源于年度间,41%来源于年份内,群体间分化系数为0.29,说明5个不同年份的群体间存在很大的分化。而北方省份群体中的遗传变异主要存在于省份内部,而非省份间,群体间分化系数为0.036,说明五省间遗传分化很小。任意2个省份间的基因流和这2个省份间的直线距离进行相关性分析,相关系数R<0(P<0.001),表明,两两群体间的基因流和群体间直线距离的自然对数呈极显著负相关,即随着地理距离的增加,基因交流减弱,说明五省间基因交流受到地理距离的影响。
4.采用菌丝生长抑制法室内测定了3种杀菌剂对2015~2016年北方致病疫霉群体的毒力。结果表明:3种杀菌剂对2015~2016年北方致病疫霉菌丝生长都有一定的抑制作用,化学杀菌剂23.4%双炔酰菌胺悬浮剂对2015~2016年东北和华北地区致病疫霉群体毒力最强,其两年的平均EC50值为0.0677mg/L;其次是52.5%恶唑菌酮霜脲氰水分散粒剂,其EC50值为0.2674mg/L;64%恶霜灵·锰锌可湿性粉剂的毒力最差,其EC50值为3.4360mg/L。因此说明,针对北方致病疫霉群体,双炔酰菌胺和恶唑菌酮霜脲氰防治效果较好,恶霜灵·锰锌的防治效果相对较弱,应在田间与其他抑菌效果较好的药剂配合施用,具体其是否产生抗药性还有待进一步验证。
1.2016年至2017年,从黑龙江、吉林、辽宁、河北和内蒙古北方五省分离和纯化了303株致病疫霉(Phytophthora infestans),编入本课题组马铃薯病害研究中心致病疫霉菌库。
2.测定了2013~2017年采自黑龙江、吉林、辽宁、河北和内蒙古等北方五省的致病疫霉群体的mtDNA单倍型,在五个省份共720株P.infestans菌株共检测到ⅠR1、ⅠR2、ⅠR3、ⅡR1、ⅡR2、ⅡR3六种单倍型,其中ⅠR3和ⅡR3两种单倍型在五年间稳定存在,且ⅡR3单倍型占绝对优势。就不同省份来说,ⅠR3和ⅡR3这两种单倍型在五省均有存在,且每省占比最高的mtDNA单倍型均为ⅡR3型,这表明ⅡR3型是致病疫霉中的优势单倍型。
3.利用12对SSR引物测定了2013-2017年中国北方五省的665株致病疫霉菌株的遗传多样性,杂合等位基因占主导地位。就不同省份来说,遗传多样性的丰富性是:辽宁>黑龙江>吉林>河北>内蒙古。就不同年份来说,2013年群体遗传多样性最高,2015年次之,2017年遗传多样性最低。
分子方差分析(AMOVA)表明,表明年度群体遗传变异的59%来源于年度间,41%来源于年份内,群体间分化系数为0.29,说明5个不同年份的群体间存在很大的分化。而北方省份群体中的遗传变异主要存在于省份内部,而非省份间,群体间分化系数为0.036,说明五省间遗传分化很小。任意2个省份间的基因流和这2个省份间的直线距离进行相关性分析,相关系数R<0(P<0.001),表明,两两群体间的基因流和群体间直线距离的自然对数呈极显著负相关,即随着地理距离的增加,基因交流减弱,说明五省间基因交流受到地理距离的影响。
4.采用菌丝生长抑制法室内测定了3种杀菌剂对2015~2016年北方致病疫霉群体的毒力。结果表明:3种杀菌剂对2015~2016年北方致病疫霉菌丝生长都有一定的抑制作用,化学杀菌剂23.4%双炔酰菌胺悬浮剂对2015~2016年东北和华北地区致病疫霉群体毒力最强,其两年的平均EC50值为0.0677mg/L;其次是52.5%恶唑菌酮霜脲氰水分散粒剂,其EC50值为0.2674mg/L;64%恶霜灵·锰锌可湿性粉剂的毒力最差,其EC50值为3.4360mg/L。因此说明,针对北方致病疫霉群体,双炔酰菌胺和恶唑菌酮霜脲氰防治效果较好,恶霜灵·锰锌的防治效果相对较弱,应在田间与其他抑菌效果较好的药剂配合施用,具体其是否产生抗药性还有待进一步验证。