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烟草赤星病是发生于烟草成熟后期的叶部真菌病害,严重威胁着世界各产烟区的烟叶产量和质量。给我国国民经济也造成了严重的损失。生产上主要以化学药剂防治为主,杀菌剂的长期大量使用,烟草赤星病的抗药性问题日益突出。了解烟草赤星病的病原菌组成和病原菌的遗传基础,可促进对烟草赤星病害的全面认识,为制定有效的赤星病防治措施提供信息。本研究主要对烟草赤星病菌的分离鉴定、遗传多样性、致病力分化以及碳氮源利用进行了系统地分析,主要研究结果如下: 1.2014~2016年间于我国重庆等9个省市的烟草生产区采集典型的烟草赤星病样品(300份),通过单孢分离共获得289株赤星病菌。从各省市随机挑选15株共135株进行了系统的形态学鉴定,发现其中有70株链格孢菌Alternaria alternata和65株长柄链格孢菌A.longipes;采用引物ITS1和ITS4对135株病原菌进行PCR扩增,并构建系统发育树,供试菌株均与NCBI下载的小孢子种链格孢聚为一组,而与大孢子种链格孢各聚为一组,表明供试菌株为链格孢属小孢子种,ITS序列可作为鉴定烟草赤星病菌的辅助技术。 2.采用正交试验设计方法对影响ISSR-PCR反应的主要因子Mg2+,dNTP,Taq DNA聚合酶和引物4个因素进行了优化试验,并进行梯度PCR试验确定最适退火温度和循环次数,且验证稳定性,建立了赤星病菌的ISSR-PCR最佳反应体系。在25μL总反应体系中含1.00 mmol/L Mg2+,0.15 mmol/L dNTP,0.30μmol/L引物,0.75 U Taq DNA聚合酶,1×PCR Buffer和30.00 ng DAN模板。扩增程序为94℃预变性4 min,94℃变性1 min,50℃退火1 min,72℃延伸90 s,共36个循环,最后72℃延伸10 min。从40条初筛引物中,筛选出扩增条带清晰、多态性及稳定性较好的17条ISSR引物。 3.17条引物分别对135株烟草赤星病菌的基因组DNA进行ISSR-PCR扩增,共扩增出192条谱带,其中多态性谱带177条,多态率为92.19%,扩增片段的大小介于100~3000 bp。UPGMA聚类分析显示,链格孢菌和长柄链格孢菌的遗传相似性系数分别在0.67~1.00和0.66~1.00之间,遗传相似系数为0.83可使链格孢菌和长柄链格孢菌分别划分为5个和6个亚群,其中链格孢菌的不同地理种群间表现出一定的地理相关性,长柄链格孢菌的不同菌株随机分组。PopGene分析显示,病菌种群的基因多态性和遗传多样性丰富,链格孢菌和长柄链格孢菌的群体间遗传分化系数(GST)分别为0.36和0.37,均存在遗传分化,两种赤星病菌的遗传分化结构表现出相似性;群居每代迁移数(Nm)分别为0.89和0.85,不同地理种群间存在基因交流。表明链格孢菌和长柄链格孢菌均存在丰富的遗传多样性,且二者进化方向相似,ISSR标记能较好地揭示烟草赤星病菌种群之间的亲缘关系和遗传差异性。 4.采用菌丝块创伤接种法,测定了135株赤星病菌对云烟87离体叶片的致病力,链格孢菌和长柄链格孢菌的致病力均可分为强、较强、中等、弱和无致病力5个类型,都以致病力较强和致病力中等两个类型的分布比例较高,致病力强、致病力弱和无致病力分布较少且均衡。两种病原菌,其中致病力较强类型的最高分布比率出现在链格孢菌中,占38.6%,而致病力强类型的分布比例最高是长柄链格孢菌,占10.8%。不同省市的菌株在5个致病力类型中分布差异较大,表明我国烟草赤星病菌致病力分化差异明显。 5.采用全自动微生物鉴定系统分析2株链格孢菌CQ1(中等致病力)和GZ11 (中等致病力)及2株长柄链格孢菌HuN2(强致病力)和YN4(弱致病力)对PM1、PM2中190种碳源物质以及PM3中95种氮源物质的利用情况,结果显示,4株赤星病菌对3个微孔板中碳氮源物质利用总体一致,碳源利用率约为24.21%,氮源利用率约86.31%。不同致病力菌株的利用也表现出差异,长柄链格孢菌的强致病力菌株HuN2比弱致病力菌株YN6对D-甘露糖、D-木糖、D-甘露醇、b-环糊精L-缬氨酸、D-天门冬酰胺、腺苷和i-赤藓糖醇等物质利用更好;链格孢菌的中等致病力菌株CQ1比GZ11对L-鼠李糖、海带多糖和二羟基丙酮利用更好;且弱致病力菌株YN4对水杨苷的利用比强致病力菌株HuN2和中等致病力菌株CQ1、GZ11都好。表明烟草赤星病菌种群内个体间对碳氮源物质的利用上存在差异,从表型上证实我国烟草赤星病菌丰富的遗传多样性。