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大豆胞囊線蟲種群多樣性及遺傳分化研究

發(fā)布時(shí)間:2016-12-18 00:15

  本文關(guān)鍵詞:大豆胞囊線蟲種群多樣性及遺傳分化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

大豆胞囊線蟲種群多樣性及遺傳分化研究

王東  

【摘要】:大豆胞囊線蟲(Soybean cyst nematode, SCN, Heterodera glycines)是一種危害嚴(yán)重且難以防治的植物病原線蟲,每年給我國乃至世界的大豆生產(chǎn)均造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于該病原物個(gè)體微小、適應(yīng)性強(qiáng)、分布范圍較廣、寄主種類相對(duì)較多且具有明顯的寄主;,在長(zhǎng)期的選擇和進(jìn)化過程中容易受到地理環(huán)境、氣候條件、寄主植物以及人類活動(dòng)等的多重影響而產(chǎn)生較大的種群多樣性和遺傳分化。因此,深入探討大豆胞囊線蟲的生理分化和遺傳多樣性,有助于解釋其群體進(jìn)化及產(chǎn)生變異的主要原因,對(duì)于有效防控大豆胞囊線蟲這種有害生物具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本研究運(yùn)用生理生化以及多種分子生物學(xué)研究技術(shù)和方法,主要分析了我國大豆胞囊線蟲地理群體和寄主群體(毒力表型)的種群多樣性及其遺傳變異,同時(shí)比較了我國常見胞囊線蟲種類的形態(tài)學(xué)與分子特征以明確我國胞囊線蟲從屬種到種群的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系。取得了以下研究結(jié)果:1.在全國范圍內(nèi)開展了大豆胞囊線蟲種群監(jiān)測(cè)工作:2012-2014年,對(duì)國家大豆產(chǎn)業(yè)體系30個(gè)大豆試驗(yàn)站所轄150個(gè)示范縣進(jìn)行了大豆胞囊線蟲的種群調(diào)查和密度監(jiān)測(cè),明確了大豆胞囊線蟲目前在我國的黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山西、山東、河南、安徽、江蘇、浙江、陜西、江西、甘肅、寧夏、新疆、四川、貴州、云南和廣西等共20個(gè)省(市/自治區(qū))發(fā)生分布,總檢出率達(dá)69.4%。2.對(duì)我國大豆胞囊線蟲群體的生理小種和HG類型進(jìn)行了比較研究。同時(shí)采用生理小種和HG類型2種鑒定方法,利用國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)鑒別寄主對(duì)10個(gè)大豆胞囊線蟲群體進(jìn)行了毒力表型的鑒定,首次報(bào)道了我國大豆胞囊線蟲8個(gè)HG類型,進(jìn)一步探討了我國大豆胞囊線蟲生理小種與HG類型的關(guān)系。3.開展了我國胞囊線蟲的種群多樣性研究:對(duì)采自我國各地的胞囊線蟲標(biāo)樣進(jìn)行形態(tài)學(xué)與分子鑒定,共鑒定出2屬7個(gè)種;其中新紀(jì)錄種2個(gè),胞囊線蟲新病害2個(gè),發(fā)現(xiàn)了部分胞囊線蟲種類在我國的新分布。采用PCR-RFLP技術(shù)對(duì)我國主要作物上胞囊線蟲種群的rDNA進(jìn)行了比較分析,檢測(cè)出區(qū)分不同種類胞囊線蟲的分子特征;利用限制酶AvaI對(duì)大豆胞囊線蟲不同種群的ITS區(qū)進(jìn)行酶切分析,發(fā)現(xiàn)了大豆胞囊線蟲種內(nèi)存在較高水平的遺傳多樣性;基于rDNA-ITS和28S rDNA-D2D3基因,分別構(gòu)建了我國胞囊線蟲主要種類及大豆胞囊線蟲種下各個(gè)種群之間的系統(tǒng)進(jìn)化樹。4.對(duì)我國大豆胞囊線蟲的mtDNA COI基因及CLE基因的遺傳分化開展了研究:通過測(cè)定大豆胞囊線蟲16個(gè)種群318個(gè)個(gè)體的mtDNA COI基因的遺傳多樣性,對(duì)我國大豆胞囊線蟲的種群遺傳結(jié)構(gòu)及基因流進(jìn)行分析,結(jié)果表明總體上各種群之間存在遺傳分化,但同時(shí)也存在一定的基因交流;產(chǎn)生的變異主要來源于大豆胞囊線蟲種群內(nèi)部的遺傳多樣性,而并非來自種群間或區(qū)域組群間;地理距離并非是導(dǎo)致大豆胞囊線蟲種群間遺傳分化的主要因素,推測(cè)大豆胞囊線蟲會(huì)伴隨著人類活動(dòng)或風(fēng)雨、水流等自然因素進(jìn)行長(zhǎng)距離的被動(dòng)傳播。利用寄生基因CLE分析了我國大豆胞囊線蟲不同種群的遺傳多樣性,用以揭示寄生基因多態(tài)性與致病性(毒性)之間的相互關(guān)系。結(jié)果表明,大豆胞囊線蟲寄生基因Hg-cle-2在種群間及種群內(nèi)均存在較高的遺傳多樣性,SX種群Hg-cle-2編碼序列核苷酸多態(tài)性明顯區(qū)別于其他種群,且在系統(tǒng)進(jìn)化樹中,該群體的4個(gè)Hg-cle-2克隆明顯獨(dú)立聚為一支。5.發(fā)現(xiàn)了分支酸變位酶CM基因與大豆胞囊線蟲的致病性密切相關(guān):本研究在大豆胞囊線蟲種內(nèi)發(fā)現(xiàn)了2種CM基因,即Hg-cm-1和新定義的Hg-cm-3。其中Hg-cm-3與已經(jīng)報(bào)道的Hg-cm-1同源,但全長(zhǎng)和編碼區(qū)均較短,編碼序列較Hg-cm-1減少了408bp,認(rèn)為是大豆胞囊線蟲的一個(gè)新的CM基因。研究發(fā)現(xiàn),Hg-cm-3只存在于寄生煙草的SCN中,而在寄生大豆的SCN種群中未檢測(cè)出,推測(cè)CM基因的變異與大豆胞囊線蟲的寄主適應(yīng)性及致病性密切相關(guān);Hg-cm-1僅存在于寄生大豆的SCN種群中,并且發(fā)現(xiàn)除了已報(bào)道的Hg-cm-1A和Hg-cm-1B之外,還主要有Hg-cm-1C、Hg-cm-1D和Hg-cm-1E 3種新類型的存在,這進(jìn)一步揭示了大豆胞囊線蟲的毒性可能具有較高的多樣性和復(fù)雜性。6.比較了大豆胞囊線蟲不同毒性群體(3號(hào)和4號(hào)小種)對(duì)感病大豆品種的寄生適合度。結(jié)果表明:在感病寄主上,3號(hào)和4號(hào)小種雖然產(chǎn)生的胞囊量差異不顯著,但由于3號(hào)小種胞囊內(nèi)卵量較高,繼而孵化的J2數(shù)量較多,3號(hào)小種在感病寄主上的繁殖力更強(qiáng),寄生適合度更高。因此,推測(cè)大豆胞囊線蟲毒性群體存在寄生適合度代價(jià),其繁殖力會(huì)伴隨著毒性升高而減弱。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S435.651
【目錄】:

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【參考文獻(xiàn)】

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5 宋潔;大豆胞囊線蟲抑制性土壤及其抑制因子研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2012年

6 劉淑霞;大豆抗大豆胞囊線蟲機(jī)制的研究[D];黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué);2009年

7 賈洪琪;大豆胞囊線蟲病生防菌株篩選與防效的初步研究[D];黑龍江大學(xué);2010年

8 屈佳玉;大豆胞囊線蟲生防菌的初步研究[D];黑龍江大學(xué);2008年

9 馬銳;大豆胞囊線蟲二齡幼蟲寄生菌的研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2000年

10 劉世濤;黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種的分布及大豆品種對(duì)胞囊線蟲4號(hào)生理小種抗性機(jī)制的研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年


  本文關(guān)鍵詞:大豆胞囊線蟲種群多樣性及遺傳分化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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