甘肃省白菜死棵病病原菌鉴定及其融合群检测技术

摘要：

[目的]明确引起甘肃省白菜死棵病的病原菌种类,并建立该病原菌的分子生物学检测方法,为白菜死棵病的预防及有效防治提供参考依据.[方法]对采自甘肃省的白菜死棵病菌分离、纯化培养,观察菌落形态,初步明确其病原菌为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani),为准确鉴定,从分离菌株中选取部分菌株利用通用引物rDNA-ITS和TEF-1a(translation elongation factor,1-alpha)进行PCR扩增、测序,采用MEGA 7.0中最大似然法(maximum likelihood,ML)构建系统发育树,同时用特异性引物对F-RS/R-RS进行融合群鉴定;采用叶面喷雾和茎基部灌根法对20个白菜品种进行致病力测定.根据立枯丝核菌rDNA-ITS基因保守区域序列,运用Primer 5.0设计1对特异性检测引物,建立实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,real-time PCR)检测该病原菌的方法.利用立枯丝核菌融合群(anastomosis groups,AGs) AG3—AG11、双核丝核菌AG-A (binulceate Rhizoctonia AG-A)、水稻纹枯病菌(R.solani AG-1-IA)、镰孢菌(Fusarium spp.)、腐霉菌(Pythium spp.)等常见病原菌的菌丝DNA进行常规PCR和real-time PCR检测,对特异性、灵敏度和可重复性进行评价.利用该体系对人工接种不同天数和田间采集的白菜病株及其根际土壤进行检测.[结果]共分离得到86株立枯丝核菌,经常规PCR特异性检测,结果表明大多数菌株属于立枯丝核菌融合群AG-2-1 (68/86),少数为AG-1-IB (18/86);选取5 0个代表菌株进行ITS和TEF-1a基因测序和系统发育分析,AG-2-1和AG-1-IB分别与相应融合群参考序列聚在一支,且亲缘关系置信度为100％;致病力测定结果表明,两个融合群代表菌株对20个白菜品种的茎基部均可致病,AG-2-1对金娃娃、小皇宝叶部无致病力,且AG-1-IB的致病力稍强于AG-2-1.设计的引物特异性强,常规PCR检测结果表明仅白菜死棵病菌有扩增条带.Real-time PCR检测结果表明引物F-RS/R-RS特异性强,对白菜上立枯丝核菌有唯一的产物吸收峰,对其余对照菌株均未检测到荧光信号.常规PCR检测的灵敏度为8.41×105copies/μL,real-time PCR的灵敏度可达到8.41×103copies/μL,提高了2个数量级.以携带目的基因片段的重组质粒为标准品,构建的real-time PCR标准曲线循环阈值与模板浓度呈良好的线性关系,熔解曲线的吸收峰单一,相关系数为0.9983,扩增效率为91％.该方法能成功检测出田间采集的白菜病株及根际土壤中的立枯丝核菌,对人工接种后不同发病天数的盆栽白菜进行real-time PCR检测,结果表明接种后第5天植株及土壤带菌量最大.[结论]通过对白菜死棵病菌进行分子生物学鉴定和致病力测定,明确了甘肃省白菜死棵病是由立枯丝核菌AG-2-1和AG-1-IB两个融合群侵染所致.建立的real-time PCR测定立枯丝核菌的方法特异性强、灵敏度高,可实现植株和土壤的带菌检测及监测,可为病害早期预警及管理提供技术支持.

关键词：白菜、立枯丝核菌融合群、实时荧光定量PCR、检测

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资助基金：现代农业产业技术体系北京叶类蔬菜创新团队BAIC-2018;中国农业科学院科技创新工程

在线出版日期：2019-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2787-2799