【摘要】：大麗輪枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)導(dǎo)致的棉花黃萎病在世界范圍內(nèi)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。大麗輪枝菌極易產(chǎn)生致病性分化,從而導(dǎo)致品種抗病性快速喪失,目前,棉花黃萎病尚無有效防治措施,仍然是生產(chǎn)中的主要限制因素。本文通過分離黃萎病病圃(接菌單一菌株Vd076)種植不同棉花品種8年后的后代菌株,以后代菌株組成的群體為研究對象,探究其生理特性、致病類型、生理小種、群體遺傳學(xué)的變異情況;同時(shí),利用溫室模擬試驗(yàn),探究致病力分化與寄主定向選擇之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:1.按照培養(yǎng)類型將所有供試菌株分為菌核型、中間型和菌絲型三種類型,且以中間型為主(64.4%);大多數(shù)菌株培養(yǎng)性狀之間差異不顯著,且發(fā)生顯著變化的菌株以顯著高于Vd076為主。2.90株Vd076后代菌株的致病力明顯不同,平均病情指數(shù)介于13.6~65.7之間。聚類分析可將其分為強(qiáng)、中、弱三種致病力類型,以強(qiáng)致病力和中等致病力菌株為主。從耐病品種分離的菌株致病力范圍相較于感病品種更加寬泛。經(jīng)過分子檢測,所有的供試菌株均為落葉型菌株,且均屬于2號生理小種,與原始菌株Vd076相比,未發(fā)生明顯的變異。3.利用篩選出14對ISSR引物,對供試菌株的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性進(jìn)行分析,Nei’s基因多樣性指數(shù)H為0.2778,Shannon信息指數(shù)I為0.4213,整個(gè)供試菌株群體表現(xiàn)出比較豐富的遺傳多樣性,強(qiáng)致病力類型菌株的遺傳多樣性水平高于中等和弱致病力類型。聚類分析結(jié)果顯示,菌株的ISSR指紋圖譜與培養(yǎng)性狀和致病力均沒有表現(xiàn)出相關(guān)性。4.重測序結(jié)果顯示,共得到109,223個(gè)SNP,1,067,133個(gè)Indel,35,714個(gè)SV,2,969個(gè)CNV。大多數(shù)后代菌株SNP的非同義替換與同義替換的比值(Ka/Ks)約為0.6,正在經(jīng)歷負(fù)選擇作用。后代菌株出現(xiàn)了不同程度的變異,且變化水平較高。4株相對變異較少的菌株,均為弱致病力和中等致病力類型菌株。5.利用大麗輪枝菌中等致病力菌株Vd076連續(xù)7代接種抗病品種(中植棉2號)、感病品種(冀棉11)以及交替接菌抗、感病品種,探究寄主選擇壓力對大麗輪枝菌的誘導(dǎo)作用。結(jié)果顯示連續(xù)接種感病品種和抗、感病品種交替接種的處理,7代之內(nèi)病原菌的致病力并未發(fā)生顯著變化,而連續(xù)接種抗病品種從第5代起,病原菌致病力出現(xiàn)上升趨勢。這些結(jié)果表明,大麗輪枝菌Vd076的后代菌株在培養(yǎng)性狀、致病力以及遺傳多樣性方面均存在一定的差異,說明后代菌株存在一定的變異,且抗性寄主有使病原菌致病力變強(qiáng)的選擇作用。該結(jié)果對于監(jiān)測病菌在自然條件下的致病性早期變異情況,以及對田間抗病品種的合理布局能夠提供一定的依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.1 黃萎病的病害循環(huán)Figure 1.1 Disease cycle of Verticillium wilt萎病的流行受多種因素的影響，除病原菌致病力、土壤中病原菌的積累量、寄外，環(huán)境因素、農(nóng)藝因素和生物因素的綜合作用對棉花黃萎病也有一定的影響的發(fā)生受空氣和土壤溫度的影響，氣溫在 20℃~25℃之間有利于病害的嚴(yán)重發(fā)30℃時(shí)則對病害的進(jìn)一步發(fā)展有一定的抑制作用(Navas-Cortés et al, 2008; Shet al, 1998; Wilhelm et al, 1965)。大麗輪枝菌致病機(jī)制的研究主要存在兩種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)：一是堵塞學(xué)說，有學(xué)者通量的菌絲富集在病株的維管束，薄壁細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生膠狀物堵塞導(dǎo)管，阻礙水分和無機(jī)鹽向上的傳輸，導(dǎo)致寄主植株運(yùn)輸功能受損的系統(tǒng)病害(Garb毒素學(xué)說，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，雖然維管束中富集了大量的大麗輪枝菌，并且嚴(yán)重阻，但是這并不足以影響植株的正常生活，起主要作用的是病原菌分泌的毒蛋白號傳導(dǎo)物質(zhì)，在寄主與病原的互作過程中起著重要作用，從而引起寄主植株發(fā)染植物進(jìn)入維管束后，病原菌產(chǎn)生的毒素和激發(fā)子對其在維管束中定殖也能起。枝菌發(fā)酵液中提取的毒素蛋白，能夠使寄主的細(xì)胞膜破裂，從而導(dǎo)致細(xì)胞滲透胞死亡，導(dǎo)致植株發(fā)病(章元壽等, 1991; Wang et al, 2004)。De Jonge 等從大麗

代菌株的產(chǎn)孢量測定 Czapek 液體培養(yǎng)基，每瓶 100 mL 裝入 200 mL 的三角瓶中，，滅菌后待使用，利孔器，在上述單孢菌落的邊緣打菌餅，并挑取一塊菌餅到滅過菌的 Czapek 液恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，25℃，200 r min-1培養(yǎng) 6 d，用滅過菌的 4 層紗布將孢子并在顯微鏡下借助血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，計(jì)算孢子液的濃度。驗(yàn)結(jié)果代菌株的形態(tài)鑒定結(jié)果驗(yàn)共分離得到 90 株 Vd076 的后代菌株，其中 49 株分離自冀棉 11，25 株分離分離自新陸早 7 號。顯微鏡對分離到的菌株進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察，顯微鏡下觀察到無色透明，橢圓形或大小為（4.0~8.0）μm×（2.0~3.0）μm，如圖 2.1A。分生孢子梗無色透明，直常由 1~3 層輪枝和一個(gè)頂枝組成，三層輪枝常見，每層輪枝有 3~4 個(gè)瓶頸，分部，常聚集成孢子球，如圖 2.1B。結(jié)果表明，所分離的 90 株 Vd076 的后代菌株均為典型的大麗輪枝菌。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S435.621.2

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本文編號：2680027