甘肃、青海地区小麦条锈菌监测及群体遗传多样性分析

摘要：

[目的]了解甘肃和青海小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)春季流行传播路线、群体遗传多样性和生殖模式,明确春季流行期两省小麦条锈菌的传播关系及菌源交流规律,进而为两省小麦条锈病的预测预报、确定越夏初始菌源来源和有效治理提供理论依据.[方法]选择条锈病常发生的地区作为调查和研究区域.甘肃省4个试验点:陇南市文县、陇东平凉市崆峒区、中部麦区定西市临洮县、临夏州临夏县;青海省2个试验点:西宁市城北区、海东市互助县.2017年秋季,在甘肃和青海省6个试验点内根据当地小麦播种适期依次种植82份变异观察圃材料.2018年4-8月,对试验点82份变异观察圃材料进行田间病害调查,并采集到551份小麦条锈菌标样,使用15对引物进行SSR分子标记分析.利用GenA1Ex和P0PPR v2.5.0软件对数据进行相关分析,不显著的rbarD值表示连锁平衡,用于推断群体是否发生有性重组.[结果]82份变异观察圃材料在甘肃地区发病比青海地区严重.15对引物组合共扩增出81个位点,每对引物组合产生的多态性位点为2-12个.551份样本克隆矫正后,共鉴定出505个多位点基因型(MLG),其中仅有32个MLG被克隆并进行了2-6次重新采样.甘肃和青海群体总的基因型多样性(G=0.917)较高,其中,甘肃平凉群体的最高,青海互助群体次之,甘肃临洮群体最低.小麦条锈菌的遗传变异主要在各群体内部个体之间.春季流行期,菌源在各群体之间交流频繁,青海东部(互助和西宁)群体与甘肃(平凉和临夏)群体之间的基因流高于青海(互助和西宁)群体与甘肃文县群体之间的基因流.最小时空网络图(MSN)和非参数主成分分析(DAPC)表明青海互助和西宁的群体与来自于甘肃平凉和临夏的群体之间菌源关系最密切,差异最小;与临洮群体遗传距离相对较远且临洮群体相对独立;文县群体则是一个完全独立的群体,与其他5个群体之间的差异最大.连锁不平衡分析表明,甘肃文县、临夏和青海西宁群体存在不显著的rbarD值表示连锁平衡,是有性生殖群体,其中文县群体(rbarD=0.0139,P=0.186)显示出明显的有性重组特征.[结论]小麦条锈病春季流行期,甘肃地区与青海东部地区的传播路线以甘肃平凉、临夏到青海的传播为主,甘肃文县到青海的传播为辅.甘肃文县、临夏和青海西宁3个群体存在有性生殖现象,对甘肃、青海地区条锈菌丰富的遗传多样性的形成具有一定作用.

关键词：小麦条锈菌、小麦条锈病、群体遗传多样性、基因流、有性生殖

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资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划;中国农业科学院科技创新工程CAAS-ASTIP;国家小麦产业技术体系

在线出版日期：2020-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：3693-3706