【摘要】：由條形柄銹菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的條銹病是小麥上重要的真菌病害,常年為害小麥并嚴重威脅小麥安全生產。由于特殊的地理位置,我國西藏小麥種植區(qū)與內陸小麥產區(qū)隔離,同時小麥條銹病在該區(qū)域發(fā)生頻繁,造成嚴重產量損失。因此,分析該地區(qū)小麥條銹菌的毒性小種組成及群體遺傳結構,對于我國這一個小麥條銹病相對獨立的流行區(qū)病害的防治及抗銹基因在該區(qū)域的合理布局,均有重要的指導作用。本研究以采自西藏地區(qū)的150個單孢子菌系為研究對象,利用中國鑒別寄主及國際近等基因系兩套鑒別寄主對其進行毒性表型鑒定,并采用KASP-SNP標記技術對西藏小麥條銹菌群體進行分子基因型標記,所得結果如下:一、基于中國鑒別寄主的毒性表型(1)生理小種鑒定結果顯示,共鑒定到19個已知的條銹菌生理小種及11個未知小種;流行類群為Hybrid46致病類群,出現(xiàn)頻率為42.67%,其中Hybrid46-7為優(yōu)勢小種,主要流行于米林縣西部,頻率為26.67%;居于第二位的是CYR 27以前的致病小種類型,頻率為39.33%,其中CYR23出現(xiàn)頻率最高,頻率為14.67%,還有近十年沒有出現(xiàn)的小種,如CYR10;值得關注的是,出現(xiàn)頻率第三高的是貴農22類群,頻率為6.67%,主要生理小種為CYR34分布米林縣,這是西藏地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)CYR34類型生理小種。(2)毒性基因分析結果表明,豐產3號、丹麥1號、Hybrid46、Trigo-Eureka、洛夫林10/13、阿夫對應的毒性基因V1、V3、V3b、V4b、V6、V9、VA頻率分別為95.90%、94.90%、49.30%、62.50%、53.70%、99.40%。說明西藏豐產3號,丹麥1號,阿夫對條銹菌喪失有效抗性,與前人研究一致;而V6、V9相比以前出現(xiàn)頻率下降。(3)毒性多樣性分析結果表明,Nei’s多樣性指數(shù)(Hs)最高是米林縣東部菌系,為0.222,第二高則是洛扎縣菌系,為0.197,米林縣西部菌系最低。(4)聚類分析結果表明,群體遺傳相似系數(shù)范圍為:0.79~1.00,西藏條銹菌群體表型聚類可以分為3個群體,一是巴宜區(qū)菌系與毒性結構極為相似的米林縣東部菌系組成的群體;二是比較相似的波密縣菌系與洛扎縣菌系組成的群體;三是米林縣西部菌系構成的群體。其中米林縣西部群體與其他兩個群體差異性較大。二、基于近等基因系鑒別寄主的毒性表型(1)生理小種鑒定結果顯示,鑒定到88個生理小種類型,其中出現(xiàn)菌株數(shù)大于2株的生理小種有19個。最高出現(xiàn)頻率的是為octal數(shù)值為400021的生理小種,頻率為10%,居于后位的有octal值分別為541223,500021,561223的小種,頻率分別為8.7%,5.3%,5.3%。(2)毒性基因分析結果表明,150個單孢子堆菌系對抗性基因Yr5和Yr15均無毒,表明抗性基因Yr5、Yr15仍具有效抗性;5個地區(qū)的條銹菌群體對抗性基因Yr1、Yr3、Yr9、Yr44,YrTye,Yr31的毒性頻率均超過80%,表明這些抗性基因在西藏地區(qū)沒有有效抗性。(3)毒性多樣性分析結果表明,Nei’s多樣性指數(shù)(Hs)米林縣東部菌系,為0.167,第二高是巴宜區(qū)菌系,為0.128,洛扎縣波密菌系多樣性都比較低。(4)聚類分析結果表明,群體遺傳相似系數(shù)范圍為:0.89~0.97,西藏條銹菌群體表型聚類可以分為3個群體,與基于中國鑒別寄主的毒性聚類結果一致。三、基于SNP分子標記(1)Structure群體分析表明,150西藏菌株及23個云南西部菌株最佳K值為4,云南西部群體與西藏群體相對獨立,西藏群體分為米林縣西部群體、洛扎縣與波密縣群體、巴宜區(qū)米林縣西部群體,波密縣群體與地理位置相近的米林東部群體具有一定的相似性。(2)對西藏群體的主成分判定分析發(fā)現(xiàn),西藏群體分為米林縣西部群體、巴宜和米林縣東部群體、波密和洛扎縣群體,其中米林縣西部群體相對另外兩個群體較為獨立,巴宜和米林縣東部群體、波密和洛扎縣群體這兩個群體具有一定的相似性。(3)分子聚類分析發(fā)現(xiàn),150個西藏單孢子菌系大體分為三個群體,按照地理群體聚類分析發(fā)現(xiàn),洛扎縣與波密縣群體與米林縣西部群體較為相似、巴宜區(qū)米林縣西部群體相對獨立。(4)物種水平上平均遺傳多樣性值(GD)為0.2645,多態(tài)信息量(PIC)是0.2148,5個地區(qū)群體的遺傳多樣性(表3-2)表明米林縣東部菌系的遺傳多樣性最高,第二高的為洛扎縣菌系,之后時波密縣菌系、巴宜區(qū)菌系和米林縣西部菌系。這與毒性多樣性分析存在差異。(5)基因流分析發(fā)現(xiàn),洛扎與波密、洛扎與米林縣東部存在高度基因交流,巴宜與米林東部存在中度基因交流。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S435.121.42

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