基于基因序列变异分析的玉米尾孢Cercospora zeina传播研究

【作者】 赵立萍； 段灿星； 武小菲； 宋凤景； 杨知还； 王晓鸣；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所；

【摘要】 由玉米尾孢Cercospora zeina引起的玉米灰斑病(gray leaf spot,GLS)是玉米上的一种重要叶部病害,目前在我国的发生区域逐步扩大,严重影响玉米的生产。利用现代技术研究玉米尾孢的扩散过程,对于掌握病害流行趋势和指导玉米灰斑病的防治具有重要意义。本实验利用2008年~2014年从云南、湖北、贵州、四川、陕西、河南采集的64份玉米灰斑分离菌株,采用ITS区段(447bp)和18sRNA(1700bp)基因序列变异分析技术,尝试从不同地域病菌的分子变异程度解析病菌的可能扩散途径和过程。研究结果如下:(1)不同地区C.zeina的分子遗传多态性对ITS片段(ITS1-5.8s-ITS2)的测序结果表明,64个菌株中共产生9个多态性位点,其中单一信息位点8个,简约信息位点1个;9个变异位点中,转换位点为0个,颠换位点为9个,未发现缺失和插入位点,变异位点主要集中在ITS2区段;产生3个单倍型,其中共享单倍型2个,特有单倍型1个。对18sRNA基因序列进行比较,共产生4个多态性位点,其中单一信息位点4个,简约信息位点0个;4个变异位点中,转换位点为0个,颠换位点为4个,没有缺失和插入位点;共产生4个单倍型,其中共享单倍型1个,特有单倍型3个。(2)C.zeina群体间遗传分化和基因流Fst值显示云南和陕西菌株与其他省菌株的遗传分化较小,6省份菌株间遗传分化不显著。基因流检测结果表明,两两群体间均能检测到基因流的存在。(3)C.zeina群体遗传结构AMOVA分析结果表明,C.zeina群体内和区域间都存在一定程度的遗传分化,且群体内的遗传变异是变异的主要来源,但都不显著。单倍型网状图表明,云南单倍型多为古老的单倍型,遗传多样性较高。核苷酸错配分布表明,种群经历过扩张事件。中性检验表明,云南省菌株群体的Taiima’s D、Fu’s and Li’8 D和Fu’s andLi’s F值检测均显著,表明云南省玉米尾孢经历过种群的扩张,即从一个遗传背景比较单一的群体演化为一个具有一定遗传变异的群体。更多还原