新疆伊犁地区小麦条锈菌群体遗传结构分析

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小麦条锈病是因条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起,是我国小麦生产上最为重要的病害之一,对我国粮食生产安全造成严重威胁。前人研究表明,西北越夏区中的甘肃陇南和川西北越夏区是最重要的菌源发源地以及新小种产生地,是全国各流行地麦区秋季条锈病发病源头。而新疆是我国小麦条锈病的独立流行区,尤以凉爽湿润的伊犁地区小麦条锈病危害最为严重,而该地区小麦条锈菌群体遗传结构相关报道较少。本研究为明确新疆伊犁地区小麦条锈菌群体的群体遗传结构,遗传多样性水平以及与川西北流行区之间的关系,运用SSR分子标记和分子群体遗传学方法,对2021年新疆伊犁地区与四川绵阳地区8县348份小麦条锈菌标样进行了群体遗传学分析。此外本研究尝试利用多重置换扩增技术(MDA)扩增得到的基因组DNA和传统CTAB提取技术得到的基因组DNA进行SSR分析比较。具体结果如下:1、初步查明新疆伊犁地区条锈菌群体遗传多样性水平较高,伊犁地区总体的Shannon信息指数为0.709,有效等位基因数为2.025,观察杂合度为0.419,期望杂合度为0.394,伊犁地区中新源亚群体的遗传多样性水平最高,巩留亚群体水平最低。群体遗传分化结果与基于Nei’s遗传距离的聚类分析,表明伊犁地区各亚群体之间除巩留与新源亚群体遗传距离较大外均存在一定程度的菌源交流。察布查尔与新源亚群体、察布查尔与伊宁亚群体菌源交流最为频繁(Nm>4)。结合主成分分析与聚类分析推测新源产生了新的亚群体,并向察布查尔传播扩散。2、新疆和四川群体的遗传多样性水平均较高,新疆群体的Shannon信息指数为0.838,有效等位基因数为2.197,四川群体Shannon信息指数为0.858,有效等位基因数为2.282,且四川群体观察杂合度高于新疆群体,四川群体遗传多样性水平略高于新疆。变异主要来自于群体内部,群体间变异占26%,群体间有较大的遗传分化,遗传差异较大,菌源交流不畅。3、利用MDA技术提取发病叶片单个夏孢子堆直接扩增得到的基因组DNA和利用CTAB方法得到的基因组DNA在小麦条锈菌群体遗传结构分析中所得结果表现出高度一致性。而MDA技术操作便捷,效率高,可在未来的后续研究中推广使用。
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