山西省植物病原镰孢菌种群分布及遗传变异分析

摘要：

[目的]通过对镰孢菌(Fusarium)ITS、EF-1α和β-tubulin3个基因序列比较分析,筛选适合于镰孢菌种类鉴定的基因序列,并以此序列分析山西省植物病原镰孢菌种群分布及遗传变异情况.[方法]从2013-2015年在山西省11市28县(区)采集分离的625株镰孢菌菌株中选取形态学清晰的菌株进行ITS、EF-1α和β-tubulin基因序列联合分析,运用Sequencher软件对序列进行拼接和校对,将测序结果与NCBI及FUSARIUM-ID数据库中所有已公布的序列进行BLAST分析,结合下载概念清晰或标准种序列,运用ClustalX和GelDoc软件进行序列对齐和编辑,运用MEGA、Excel、DNAstar和TaxonGap软件分析镰孢菌种内种间遗传变异情况,从ITS、EF-1α和β-tubulin中筛选适合镰孢菌种类鉴定的基因序列,并以此序列分析山西省镰孢菌的种群分布特点等.[结果]在3个候选基因序列中,EF-1α基因序列是最适用于镰孢菌种类鉴定的基因序列,其种间平均遗传距离分别是种内平均遗传距离的24倍,种内差异小于种间差异的种的数量最多,达到供试种的73％,物种鉴定准确率最强,达到87％.基于EF-1α基因片段的系统发育分析结果表明,在供试的27种镰孢菌中,有22种表现出单系性,相同种的不同菌株以较高支持率聚成独立支.在27种镰孢菌中,F.oxysporum是山西省镰孢菌的优势种,分离频率最高(22.1％),且分布最广,在23个县(区)均有分布;其次是F.solani (13.8％),在14个县(区)有分布.从不同地区镰孢菌的种群结构及分布来看,运城、临汾、忻州、长治、吕梁、晋中和太原均以F.oxysporum为优势种,朔州以F.lateritium为优势种,大同以F.solani为优势种,晋城以F.verticillioides为优势种,阳泉以F.incarnatum为优势种;其中晋中和忻州的镰孢菌种类最丰富,临汾次之,朔州最少.从不同寄主镰孢菌的种群结构及分布来看,番茄上镰孢菌的种类最多(15种),其次是马铃薯(13种)和大豆(12种);番茄、黄瓜、西瓜、马铃薯、茄子、西葫芦和甘蓝,均以F.oxysporum为优势种,大豆和玉米以F.verticillioides为优势种,心麦以F.avenaceum和F.graminearum为优势种.[结论]镰孢菌种内种间存在丰富的遗传变异,其中EF-1α基因序列的遗传变异最适用于镰孢菌种类的鉴定,但形态学种和系统发育学种不完全吻合.F.oxysporum是山西省镰孢菌的优势种,不同地区、不同寄主上镰孢菌种群存在明显的遗传分化;研究结果可为镰孢菌的分类鉴定、DNA条形码筛选、检验检疫及其综合防治提供理论依据.

关键词：镰孢菌、种群分布、种内种间差异、遗传变异、系统发育分析

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分类号：S43;Q94

资助基金：山西省科技攻关项目20120311019-3;山西省科技基础条件平台建设项目1105-0104

在线出版日期：2017-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1802-1816