中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (21): 112-121.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1080
韩旭晨(), 董岩, 韩豪杰, 谭艳平, 刘学群, 刘新琼, 徐鑫, 李开, 王春台()
收稿日期:
2021-11-11
修回日期:
2022-02-05
出版日期:
2022-07-25
发布日期:
2022-08-23
通讯作者:
王春台
作者简介:
韩旭晨,男,1996年出生,河南安阳人,在读硕士研究生,研究方向:鄂西南稻瘟病菌群体遗传研究。通信地址:430074 湖北省武汉市洪山区182号 中南民族大学生命科学学院,Tel:027-67843239,E-mail: 基金资助:
HAN Xuchen(), DONG Yan, HAN Haojie, TAN Yanping, LIU Xuequn, LIU Xinqiong, XU Xin, LI Kai, WANG Chuntai()
Received:
2021-11-11
Revised:
2022-02-05
Online:
2022-07-25
Published:
2022-08-23
Contact:
WANG Chuntai
摘要:
为了解鄂西南地区稻瘟病菌AVR-Pia的分布和动态变化,于2017—2020年在鄂西南9个地点同时种植特定100个水稻品种,采集感病稻杆并分离稻瘟病菌;利用水稻单基因系IRBLa-A进行致病性鉴定,设计无毒基因AVR-Pia特异性引物进行PCR扩增和序列分析。结果表明2017—2020年分离保存的661株稻瘟病菌菌株中,有49株含有无毒基因AVR-Pia(占7.4%),不同年份及不同地点AVR-Pia出现频率差异明显,2017—2020年分别为7.5%、16.0%、3.1%、5.0%,AVR-Pia出现频率最高的是野三关(15.8%),其次是柏杨和来凤(都是14.6%),咸丰、建始和太平未出现。含Pia的单基因系IRBLa-A对其中91个菌株(13.8%)具有抗性。49个菌株能扩增出463 bp的特异性条带,序列分析发现其CDS区域未发现突变,起始密码子上游109 bp位点发生碱基突变G/T,该位点变异是否与表达相关有待进一步研究。说明鄂西南地区无毒基因AVR-Pia存在较少,抗性基因Pia不适合在鄂西南地区作为主效抗病基因来选择育种。
中图分类号:
韩旭晨, 董岩, 韩豪杰, 谭艳平, 刘学群, 刘新琼, 徐鑫, 李开, 王春台. 鄂西南地区稻瘟病菌AVR-Pia动态变化研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(21): 112-121.
HAN Xuchen, DONG Yan, HAN Haojie, TAN Yanping, LIU Xuequn, LIU Xinqiong, XU Xin, LI Kai, WANG Chuntai. Study on Dynamic Changes of AVR-Pia of Magnaporthe grisea in Southwestern Hubei[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(21): 112-121.
序号 | 水稻品种 | 序号 | 水稻品种 | 序号 | 水稻品种 | 序号 | 水稻品种 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | IRBLA-A | 26 | 草笛(Pik, Pish) | 51 | Pi20 | 76 | 杨优1号 |
2 | IRBLA-C | 27 | 梅雨明(Pikm) | 52 | ZD11 | 77 | 黔香优302 |
3 | IRBLI-F5 (Pii) | 28 | 福锦(PiZ, Pish) | 53 | ZD12 | 78 | T优1655 |
4 | IRBLks-F5 | 29 | K1 (Pita) | 54 | ZD16 | 79 | C两优755 |
5 | IRBLKS-F5 | 30 | Pi4号 (Pita2) | 55 | YTB | 80 | 深优9516 |
6 | IRBLK-KA | 31 | 砦1号 (Pizt) | 56 | 9311 | 81 | 全优2689 |
7 | IRBLKP-K60(Pikp) | 32 | K60 | 57 | kahei | 82 | 宜香优62 |
8 | IRBLKH-K3(Pikh) | 33 | BL1 | 58 | 骏优522 | 83 | 谷优92 |
9 | IRBLZ-FU (Piz) | 34 | K59 | 59 | 丰城优质米 | 84 | 中9优恩66 |
10 | IRBLZT-T(Pizt) | 35 | IRBLKM-TS | 60 | 华占 | 85 | 宜香107 |
11 | IRBLTA-CT2 | 36 | IRBLTA2-RE | 61 | 418B | 86 | 中9优591 |
12 | IRBLTA-CP1 | 37 | 特特普 | 62 | R527 | 87 | 楚梗28 |
13 | IRBLB-B(Pib) | 38 | 珍龙13 | 63 | 骏1B | 88 | T优583 |
14 | IRBLT-K59(Pit) | 39 | 四丰43 | 64 | R964 | 89 | 山珍 |
15 | IRBLSH-S(Pish) | 40 | 东农363 | 65 | R522 | 90 | ZJ1 |
16 | IRBLSH-B | 41 | 关东51 | 66 | R172 | 91 | ZJ2 |
17 | F80-1 | 42 | 合江18 | 67 | 骏优172 | 92 | ZJ3 |
18 | F98-7 | 43 | 丽江 | 68 | 荣优华占 | 93 | ZJ4 |
19 | F124-1 | 44 | IRBL1-CL (Pi1) | 69 | T优191 | 94 | ZJ5 |
20 | F128-1(Pita2) | 45 | IRBLZ5-CA (Piz5) | 70 | 日本晴 | 95 | ZJ6 |
22 | F145-2 | 47 | C104PKt | 72 | 两优6206 | 97 | ZJ8 |
23 | 新2号(Pish) | 48 | IRBL5-M | 73 | C两优651 | 98 | ZJ9 |
24 | 爱知旭(Pia) | 49 | IRBL7-M | 74 | 渝香203 | 99 | ZJ10 |
25 | 藤坂5号(Pii) | 50 | IRBL9-W (Pi9) | 75 | 陆267 两优267 | 100 | 华优8830 |
序号 | 水稻品种 | 序号 | 水稻品种 | 序号 | 水稻品种 | 序号 | 水稻品种 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | IRBLA-A | 26 | 草笛(Pik, Pish) | 51 | Pi20 | 76 | 杨优1号 |
2 | IRBLA-C | 27 | 梅雨明(Pikm) | 52 | ZD11 | 77 | 黔香优302 |
3 | IRBLI-F5 (Pii) | 28 | 福锦(PiZ, Pish) | 53 | ZD12 | 78 | T优1655 |
4 | IRBLks-F5 | 29 | K1 (Pita) | 54 | ZD16 | 79 | C两优755 |
5 | IRBLKS-F5 | 30 | Pi4号 (Pita2) | 55 | YTB | 80 | 深优9516 |
6 | IRBLK-KA | 31 | 砦1号 (Pizt) | 56 | 9311 | 81 | 全优2689 |
7 | IRBLKP-K60(Pikp) | 32 | K60 | 57 | kahei | 82 | 宜香优62 |
8 | IRBLKH-K3(Pikh) | 33 | BL1 | 58 | 骏优522 | 83 | 谷优92 |
9 | IRBLZ-FU (Piz) | 34 | K59 | 59 | 丰城优质米 | 84 | 中9优恩66 |
10 | IRBLZT-T(Pizt) | 35 | IRBLKM-TS | 60 | 华占 | 85 | 宜香107 |
11 | IRBLTA-CT2 | 36 | IRBLTA2-RE | 61 | 418B | 86 | 中9优591 |
12 | IRBLTA-CP1 | 37 | 特特普 | 62 | R527 | 87 | 楚梗28 |
13 | IRBLB-B(Pib) | 38 | 珍龙13 | 63 | 骏1B | 88 | T优583 |
14 | IRBLT-K59(Pit) | 39 | 四丰43 | 64 | R964 | 89 | 山珍 |
15 | IRBLSH-S(Pish) | 40 | 东农363 | 65 | R522 | 90 | ZJ1 |
16 | IRBLSH-B | 41 | 关东51 | 66 | R172 | 91 | ZJ2 |
17 | F80-1 | 42 | 合江18 | 67 | 骏优172 | 92 | ZJ3 |
18 | F98-7 | 43 | 丽江 | 68 | 荣优华占 | 93 | ZJ4 |
19 | F124-1 | 44 | IRBL1-CL (Pi1) | 69 | T优191 | 94 | ZJ5 |
20 | F128-1(Pita2) | 45 | IRBLZ5-CA (Piz5) | 70 | 日本晴 | 95 | ZJ6 |
22 | F145-2 | 47 | C104PKt | 72 | 两优6206 | 97 | ZJ8 |
23 | 新2号(Pish) | 48 | IRBL5-M | 73 | C两优651 | 98 | ZJ9 |
24 | 爱知旭(Pia) | 49 | IRBL7-M | 74 | 渝香203 | 99 | ZJ10 |
25 | 藤坂5号(Pii) | 50 | IRBL9-W (Pi9) | 75 | 陆267 两优267 | 100 | 华优8830 |
采集地 | 2017年 | 2018年 | 2019年 | 2020年 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | 感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | 感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | 感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | ||||
咸丰 | 0 | 0 | 16 | 31 | 23 | 0 | 42 | 15 | |||
宣恩 | 16 | 17 | 37 | 18 | 88 | 11 | 77 | 69 | |||
柏杨 | 69 | 31 | 30 | 49 | 38 | 15 | 65 | 69 | |||
建始 | 51 | 27 | 23 | 3 | 51 | 55 | 24 | 1 | |||
鹤峰 | 38 | 6 | 1 | 0 | 29 | 24 | 26 | 23 | |||
来凤 | 14 | 7 | 10 | 13 | 34 | 47 | 33 | 22 | |||
忠路 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 76 | 24 | |||
贺家坪 | 16 | 18 | 13 | 10 | 46 | 0 | 70 | 37 | |||
野三关 | 0 | 0 | 5 | 10 | 28 | 9 | 3 | 0 | |||
总计 | 204 | 106 | 136 | 134 | 317 | 161 | 416 | 260 |
采集地 | 2017年 | 2018年 | 2019年 | 2020年 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | 感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | 感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | 感病水稻 品种数 | 分离菌 株数 | ||||
咸丰 | 0 | 0 | 16 | 31 | 23 | 0 | 42 | 15 | |||
宣恩 | 16 | 17 | 37 | 18 | 88 | 11 | 77 | 69 | |||
柏杨 | 69 | 31 | 30 | 49 | 38 | 15 | 65 | 69 | |||
建始 | 51 | 27 | 23 | 3 | 51 | 55 | 24 | 1 | |||
鹤峰 | 38 | 6 | 1 | 0 | 29 | 24 | 26 | 23 | |||
来凤 | 14 | 7 | 10 | 13 | 34 | 47 | 33 | 22 | |||
忠路 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 76 | 24 | |||
贺家坪 | 16 | 18 | 13 | 10 | 46 | 0 | 70 | 37 | |||
野三关 | 0 | 0 | 5 | 10 | 28 | 9 | 3 | 0 | |||
总计 | 204 | 106 | 136 | 134 | 317 | 161 | 416 | 260 |
引物名称 | 引物序列 | 目的片段长度/bp | NCBI GenBank number |
---|---|---|---|
AVR-Pia F1 | TTATTGCTACCACCTTCCTC | 463 | AB498873.1 |
AVR-Pia R1 | GTAGTAACTGAGTTGGCGTT | ||
AVR-Pia F2 | TCAGAGAAACGGACTTGGAGG | 993 | |
AVR-Pia R2 | GTAATAGTCGCTGTAGTGCCG |
引物名称 | 引物序列 | 目的片段长度/bp | NCBI GenBank number |
---|---|---|---|
AVR-Pia F1 | TTATTGCTACCACCTTCCTC | 463 | AB498873.1 |
AVR-Pia R1 | GTAGTAACTGAGTTGGCGTT | ||
AVR-Pia F2 | TCAGAGAAACGGACTTGGAGG | 993 | |
AVR-Pia R2 | GTAATAGTCGCTGTAGTGCCG |
地区 | 2017年 | 2018年 | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
总数 | 检出数 | 比例/% | 总数 | 检出数 | 比例/% | |||||||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 31 | 0 | 0 | ||||||
宣恩 | 17 | 0 | 0 | 18 | 0 | 0 | ||||||
柏杨 | 31 | 7 | 22.6 | 49 | 11 | 22.4 | ||||||
建始 | 27 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | ||||||
太平 | 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
来凤 | 7 | 1 | 14.3 | 13 | 7 | 53.8 | ||||||
忠路 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
贺家坪 | 18 | 0 | 0 | 10 | 2 | 20.0 | ||||||
野三关 | 0 | 0 | 0 | 10 | 3 | 30.0 | ||||||
总计 | 106 | 8 | 7.5 | 134 | 23 | 16.0 | ||||||
地区 | 2019年 | 2020年 | ||||||||||
总数 | 检出数 | 比例/% | 总数 | 检出数 | 比例/% | |||||||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | 0 | ||||||
宣恩 | 11 | 0 | 0 | 69 | 7 | 10.1 | ||||||
柏杨 | 15 | 0 | 0 | 69 | 6 | 8.7 | ||||||
建始 | 55 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||||||
太平 | 24 | 0 | 0 | 23 | 0 | 0 | ||||||
来凤 | 47 | 5 | 10.6 | 22 | 0 | 0 | ||||||
忠路 | 0 | 0 | 0 | 24 | 0 | 0 | ||||||
贺家坪 | 0 | 0 | 0 | 37 | 0 | 0 | ||||||
野三关 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
总计 | 161 | 5 | 3.1 | 260 | 13 | 5.0 |
地区 | 2017年 | 2018年 | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
总数 | 检出数 | 比例/% | 总数 | 检出数 | 比例/% | |||||||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 31 | 0 | 0 | ||||||
宣恩 | 17 | 0 | 0 | 18 | 0 | 0 | ||||||
柏杨 | 31 | 7 | 22.6 | 49 | 11 | 22.4 | ||||||
建始 | 27 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | ||||||
太平 | 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
来凤 | 7 | 1 | 14.3 | 13 | 7 | 53.8 | ||||||
忠路 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
贺家坪 | 18 | 0 | 0 | 10 | 2 | 20.0 | ||||||
野三关 | 0 | 0 | 0 | 10 | 3 | 30.0 | ||||||
总计 | 106 | 8 | 7.5 | 134 | 23 | 16.0 | ||||||
地区 | 2019年 | 2020年 | ||||||||||
总数 | 检出数 | 比例/% | 总数 | 检出数 | 比例/% | |||||||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | 0 | ||||||
宣恩 | 11 | 0 | 0 | 69 | 7 | 10.1 | ||||||
柏杨 | 15 | 0 | 0 | 69 | 6 | 8.7 | ||||||
建始 | 55 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||||||
太平 | 24 | 0 | 0 | 23 | 0 | 0 | ||||||
来凤 | 47 | 5 | 10.6 | 22 | 0 | 0 | ||||||
忠路 | 0 | 0 | 0 | 24 | 0 | 0 | ||||||
贺家坪 | 0 | 0 | 0 | 37 | 0 | 0 | ||||||
野三关 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
总计 | 161 | 5 | 3.1 | 260 | 13 | 5.0 |
地点 | 2017年 | 2018年 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | 菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | ||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 31 | 27 | 87.1 | |
宣恩 | 17 | 16 | 94.1 | 18 | 14 | 77.8 | |
柏杨 | 31 | 22 | 80.0 | 49 | 37 | 75.5 | |
建始 | 27 | 22 | 81.5 | 3 | 3 | 100 | |
太平 | 6 | 5 | 83.3 | 0 | 0 | 0 | |
来凤 | 0 | 0 | 0 | 13 | 7 | 53.8 | |
忠路 | 7 | 6 | 85.7 | 0 | 0 | 0 | |
贺家坪 | 18 | 18 | 100 | 10 | 8 | 80.0 | |
野三关 | 0 | 0 | 0 | 10 | 7 | 70.0 | |
总计 | 106 | 89 | 84.0 | 134 | 103 | 76.9 | |
地点 | 2019年 | 2020年 | |||||
菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | 菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | ||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 15 | 15 | 100 | |
宣恩 | 11 | 10 | 91.0 | 69 | 61 | 88.4 | |
柏杨 | 15 | 12 | 80.0 | 69 | 59 | 85.5 | |
建始 | 55 | 49 | 89.1 | 1 | 1 | 100 | |
太平 | 24 | 22 | 91.7 | 23 | 20 | 87.0 | |
来凤 | 47 | 41 | 87.2 | 22 | 20 | 90.9 | |
忠路 | 0 | 0 | 0 | 24 | 20 | 83.3 | |
贺家坪 | 0 | 0 | 0 | 37 | 37 | 100 | |
野三关 | 9 | 9 | 100 | 0 | 0 | 0 | |
总计 | 161 | 143 | 88.8 | 260 | 235 | 90.4 |
地点 | 2017年 | 2018年 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | 菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | ||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 31 | 27 | 87.1 | |
宣恩 | 17 | 16 | 94.1 | 18 | 14 | 77.8 | |
柏杨 | 31 | 22 | 80.0 | 49 | 37 | 75.5 | |
建始 | 27 | 22 | 81.5 | 3 | 3 | 100 | |
太平 | 6 | 5 | 83.3 | 0 | 0 | 0 | |
来凤 | 0 | 0 | 0 | 13 | 7 | 53.8 | |
忠路 | 7 | 6 | 85.7 | 0 | 0 | 0 | |
贺家坪 | 18 | 18 | 100 | 10 | 8 | 80.0 | |
野三关 | 0 | 0 | 0 | 10 | 7 | 70.0 | |
总计 | 106 | 89 | 84.0 | 134 | 103 | 76.9 | |
地点 | 2019年 | 2020年 | |||||
菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | 菌株数 | 感病菌株数 | 比例/% | ||
咸丰 | 0 | 0 | 0 | 15 | 15 | 100 | |
宣恩 | 11 | 10 | 91.0 | 69 | 61 | 88.4 | |
柏杨 | 15 | 12 | 80.0 | 69 | 59 | 85.5 | |
建始 | 55 | 49 | 89.1 | 1 | 1 | 100 | |
太平 | 24 | 22 | 91.7 | 23 | 20 | 87.0 | |
来凤 | 47 | 41 | 87.2 | 22 | 20 | 90.9 | |
忠路 | 0 | 0 | 0 | 24 | 20 | 83.3 | |
贺家坪 | 0 | 0 | 0 | 37 | 37 | 100 | |
野三关 | 9 | 9 | 100 | 0 | 0 | 0 | |
总计 | 161 | 143 | 88.8 | 260 | 235 | 90.4 |
调控元件 | 核心序列 | 位置 | 功能 |
---|---|---|---|
TATA box | TATA/TATAA/TATACA/ATTATA | +356/-678/-354/+49 | core promoter element around -30 of transcription start |
Unnamed__4 | CTCC | -117/+148/+602/643/+717/+758 | |
ABRE | GCAACGTGTC/CACGTG/ACGTG | -87/-543/+544/+555 | cis-acting element involved in the abscisic acid responsiveness |
CAAT-box | CAAT/CAAAT/CCAAT | +47/+83/+221/++277/-320/+473/+572/+854 | common cis-acting element in promoter and enhancer regions |
MRE | AACCTAA | -440 | MYB binding site |
TCT-motif | TCTTAC | +396 | part of a light responsive element |
Box 4 | ATTAAT | +229/+374 | part of a conserved DNA module involved in light responsiveness |
WUN-motif | AAATTACT | -179 | |
LTR | CCGAAA | -310 | cis-acting element involved in low-temperature responsiveness |
调控元件 | 核心序列 | 位置 | 功能 |
---|---|---|---|
TATA box | TATA/TATAA/TATACA/ATTATA | +356/-678/-354/+49 | core promoter element around -30 of transcription start |
Unnamed__4 | CTCC | -117/+148/+602/643/+717/+758 | |
ABRE | GCAACGTGTC/CACGTG/ACGTG | -87/-543/+544/+555 | cis-acting element involved in the abscisic acid responsiveness |
CAAT-box | CAAT/CAAAT/CCAAT | +47/+83/+221/++277/-320/+473/+572/+854 | common cis-acting element in promoter and enhancer regions |
MRE | AACCTAA | -440 | MYB binding site |
TCT-motif | TCTTAC | +396 | part of a light responsive element |
Box 4 | ATTAAT | +229/+374 | part of a conserved DNA module involved in light responsiveness |
WUN-motif | AAATTACT | -179 | |
LTR | CCGAAA | -310 | cis-acting element involved in low-temperature responsiveness |
调控元件 | 核心序列 | 位置 |
---|---|---|
SW15 | GGCTGG | -97/-724/-814 |
ADR1 | TCTCC | +147 |
GCN4 | TGATTT | -157/+255/-365/-539 |
GCR1 | CTTCC | +713/+861/+934 |
BAS2 | TAATGA | -187/-227/+376 |
AP-1 | TTATTAA | +227 |
STE12 | TGAAACA | +523 |
CPF1 | TCACGTG | +542 |
PHO4 | CACGTG | +543/+944 |
ABF1 | TCACGTATTACG | +549/-915 |
REB1 | CTACCCG | +807 |
SCB | CACGAAA | +825 |
STRE | AGGGG | -864 |
MSE | CGCAAAA | -910 |
调控元件 | 核心序列 | 位置 |
---|---|---|
SW15 | GGCTGG | -97/-724/-814 |
ADR1 | TCTCC | +147 |
GCN4 | TGATTT | -157/+255/-365/-539 |
GCR1 | CTTCC | +713/+861/+934 |
BAS2 | TAATGA | -187/-227/+376 |
AP-1 | TTATTAA | +227 |
STE12 | TGAAACA | +523 |
CPF1 | TCACGTG | +542 |
PHO4 | CACGTG | +543/+944 |
ABF1 | TCACGTATTACG | +549/-915 |
REB1 | CTACCCG | +807 |
SCB | CACGAAA | +825 |
STRE | AGGGG | -864 |
MSE | CGCAAAA | -910 |
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