云南不同稻区稻瘟病菌群体遗传结构的SSR分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0399

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (12): 123-130.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0399

云南不同稻区稻瘟病菌群体遗传结构的SSR分析

刘树芳¹(), 张先闻¹^,², 董丽英¹, 刘沛¹, 田维逵³, 周伍民¹^,², 杨勤忠¹()

¹ 云南省农业科学院农业环境资源研究所/云南省农业跨境有害生物绿色防控重点实验室，昆明 650205
² 云南大学农学院，昆明 650091
³ 勐海县植保植检与土壤肥料工作站，云南景洪 666200

收稿日期:2022-05-18 修回日期:2022-06-30 出版日期:2023-04-25 发布日期:2023-04-21
通讯作者: 杨勤忠，男，1970年出生，云南晋宁人，研究员，博士，研究方向：作物抗病遗传与病害防控。通信地址：650205 昆明市北京路2238号，Tel：0871-65892205，E-mail：qzhyang@163.com。
作者简介:
刘树芳，男，1981年出生，云南大理人，副研究员，硕士，研究方向：作物病害防控。通信地址：650205 昆明市北京路2238号，Tel：0871-65892205，E-mail：lshufang80@163.com。
基金资助:
云南省农业联合专项“大湄公河次区域水稻稻瘟病菌群体致病性分析”(202101BD070001-067); 云南省重大科技专项计划“农业跨境病虫害绿色防控技术研究与推广应用”(202102AE090003); 国家自然科学基金项目“非洲栽培稻抗稻瘟病新基因Pi67(t)的克隆”(31860524); 国家自然科学基金项目“稻瘟病菌无毒基因AvrPiz-t在大湄公河次区域的变异及进化机制”(31560493)

SSR Analysis of Population Genetic Structure of Magnaporthe oryzae from Different Rice-growing Regions in Yunnan

LIU Shufang¹(), ZHANG Xianwen¹^,², DONG Liying¹, LIU Pei¹, TIAN Weikui³, ZHOU Wumin¹^,², YANG Qinzhong¹()

¹ Institute of Agricultural Environment Resource Research, Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Green Prevention and Control of Agricultural Transboundary Pest of Yunnan Province, Kunming 650205
² School of Agriculture, Yunnan University, Kunming 650091
³ Plant Protection and Quarantine & Soil Fertilizer Workstation of Menghai County, Jinghong, Yunnan 666200

Received:2022-05-18 Revised:2022-06-30 Online:2023-04-25 Published:2023-04-21

摘要/Abstract

摘要：

为了解稻瘟病菌的群体遗传结构，选用13对SSR标记对2007—2013年分离自云南省陆稻区、籼稻区和粳稻区（共计13个州）的125个稻瘟病菌单孢菌株的全基因组DNA进行PCR扩增及分析，结果13对引物共检测出128个等位基因；聚类分析表明，在相似系数为0.57时，125个供试菌株可划分为29个遗传宗谱，优势宗谱YN02包含了39个菌株，占总菌株数的31.20%，次优势宗谱YN08包含了15个菌株，占总菌株数的12.00%，其余71个菌株分属27个宗谱；表明云南省既有优势宗谱，又有较多遗传多样性的小宗谱，菌株群体遗传多样性丰富；比较不同稻区菌株群体的宗谱频率发现，陆稻区菌株的宗谱频率为65.52%，粳稻区和籼稻区菌株的宗谱频率分别为27.59%和13.79%，表明陆稻区菌株群体的遗传结构比粳稻区、籼稻区菌株复杂。因此，针对菌株群体宗谱较少，且优势宗谱突出的地方，应加强品种多样化种植，有利于稻瘟病菌群体的稳定化选择，降低病害流行风险。

关键词: 水稻, 稻瘟病菌, SSR标记, 遗传结构, 宗谱

Abstract:

In order to understand the population genetic structure of Magnaporthe oryzae, total genomic DNA of 125 strains of M. oryzae collected from upland rice, indica paddy rice and japonica paddy rice growing regions in 13 prefectures of Yunnan Province during 2007-2013 was amplified and analyzed by PCR with thirteen SSR markers. A total of 128 alleles were detected by 13 pairs of primers. Cluster analysis showed that the 125 tested strains could be divided into 29 genetic genealogies when the similarity coefficient was 0.57. The dominant genealogy YN02 contained 39 strains, accounting for 31.20% of total strains, the secondary dominant genealogy YN08 contained 15 strains, accounting for 12.00% of the total strains, and the other 71 strains belonged to 27 genealogies. The results showed that there were both dominant genealogy and small genealogy with more genetic diversity in Yunnan, indicating rich genetic diversity of M. oryzae population. Comparison of the genealogical frequencies of the strains from different rice growing regions showed that the genealogical frequencies of strains from upland rice, japonica rice and indica rice growing regions were 65.52%, 27.59% and 13.79%, respectively, indicating that the genetic structure of the strains in upland rice growing region was more complex than that in japonica and indica rice growing regions. Therefore, diversified rice varieties should be planted in the regions where there are few genealogies and dominant genealogies, and this practice is conducive to the stabilizing selection of rice blast population and reducing the risk of disease epidemic.

Key words: Oryza sativa L., Magnaporthe oryzae, SSR markers, genetic structure, genealogy

刘树芳, 张先闻, 董丽英, 刘沛, 田维逵, 周伍民, 杨勤忠. 云南不同稻区稻瘟病菌群体遗传结构的SSR分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(12): 123-130.

LIU Shufang, ZHANG Xianwen, DONG Liying, LIU Pei, TIAN Weikui, ZHOU Wumin, YANG Qinzhong. SSR Analysis of Population Genetic Structure of Magnaporthe oryzae from Different Rice-growing Regions in Yunnan[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(12): 123-130.

图/表 3

参考文献 34

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引物名称	前引物	后引物	片段大小/bp	等位基因数量
引物名称	前引物	后引物	片段大小/bp	全部稻区	粳稻区	籼稻区	陆稻区
Pyrms 43B	(NED)-GGGAATCTTGGCCATTAACC	CTTGATTGGTGGTGGTGTTG	300~360	18	11	8	7
Pyrms 63	(NED)-TTGGGATCTTCGGTAAGACG	GCCGACAAGACACTGAATGA	149~177	8	3	2	8
Pyrms 37	(NED)-ACCCTACCCCCACTCATTTC	AGGATCAGCCAATGCCAAGT	188~278	4	2	2	4
Pyrms 319	(NED)-TAAGACCACTGGCGGAATCT	GGCTTTGTCTGGTTGTACGG	283~292	2	2	2	2
Pyrms 657	(VIC)-ATCAGTCGAACCCACAAAGC	ATGTGTGGACGAACCAGTCC	161~171	3	3	3	2
Pyrms427	(VIC)-CTGTCACCACAACCAAGACG	TTGCCCTGATTTGTCAGTCA	196~242	11	6	6	8
Pyrms 607	(VIC)-CCCAAGCTCCATAATACGCTAC	TCCGAGACTCTTTGGATAGCAC	271~302	9	6	3	6
Pyrms 409	(FAM)-TCCCAGTACTTGCCCATCTC	CTCCGATTCATGGCACACAC	300~310	20	9	7	13
Pyrms 233	(FAM)-TGAGATGGACCGCATGATTA	TTGATGGCAGAGACATGAGC	239~283	7	5	3	4
Pyrms 47	(FAM)-TCACATTTGCTTGCTGGAGT	AGACAGGGTTGACGGCTAAA	156~195	8	3	5	7
Pyrms 77B	(PET)-AGGCTCTCTGCCTACGAAGT	GCTTTCGGCAAGCCTAATC	200~220	10	4	2	8
Pyrms 83B	(PET)-GTCTGCCTCGACTCCTTCAC	GCAAAGTTGTTTGAGCAAGG	95~130	4	3	1	4
Pyrms 99B	(PET)-CTAATTGCGGCTTAGGGTCA	TCGGGAGATAATCGGCCTAC	240~270	24	8	6	15

引物名称	前引物	后引物	片段大小/bp	等位基因数量
引物名称	前引物	后引物	片段大小/bp	全部稻区	粳稻区	籼稻区	陆稻区
Pyrms 43B	(NED)-GGGAATCTTGGCCATTAACC	CTTGATTGGTGGTGGTGTTG	300~360	18	11	8	7
Pyrms 63	(NED)-TTGGGATCTTCGGTAAGACG	GCCGACAAGACACTGAATGA	149~177	8	3	2	8
Pyrms 37	(NED)-ACCCTACCCCCACTCATTTC	AGGATCAGCCAATGCCAAGT	188~278	4	2	2	4
Pyrms 319	(NED)-TAAGACCACTGGCGGAATCT	GGCTTTGTCTGGTTGTACGG	283~292	2	2	2	2
Pyrms 657	(VIC)-ATCAGTCGAACCCACAAAGC	ATGTGTGGACGAACCAGTCC	161~171	3	3	3	2
Pyrms427	(VIC)-CTGTCACCACAACCAAGACG	TTGCCCTGATTTGTCAGTCA	196~242	11	6	6	8
Pyrms 607	(VIC)-CCCAAGCTCCATAATACGCTAC	TCCGAGACTCTTTGGATAGCAC	271~302	9	6	3	6
Pyrms 409	(FAM)-TCCCAGTACTTGCCCATCTC	CTCCGATTCATGGCACACAC	300~310	20	9	7	13
Pyrms 233	(FAM)-TGAGATGGACCGCATGATTA	TTGATGGCAGAGACATGAGC	239~283	7	5	3	4
Pyrms 47	(FAM)-TCACATTTGCTTGCTGGAGT	AGACAGGGTTGACGGCTAAA	156~195	8	3	5	7
Pyrms 77B	(PET)-AGGCTCTCTGCCTACGAAGT	GCTTTCGGCAAGCCTAATC	200~220	10	4	2	8
Pyrms 83B	(PET)-GTCTGCCTCGACTCCTTCAC	GCAAAGTTGTTTGAGCAAGG	95~130	4	3	1	4
Pyrms 99B	(PET)-CTAATTGCGGCTTAGGGTCA	TCGGGAGATAATCGGCCTAC	240~270	24	8	6	15

寄主类型	编号	采集地	供试菌株数量	宗谱编号（菌株数）	宗谱数（频率/%）	各稻区宗谱数（频率/%）	特异性宗谱数（频率/%）
粳稻	CHxxxx^a-CX^b-J^c	南华县	2	YN02(1)，YN11(1)	2(100)	8(27.59)	6(75.00)
	CHxxxx-KM-J	富明县	7	YN02(3)，YN04(2)， YN06(1)，YN10(1)	4(57.14)
	CHxxxx-BS-J	隆阳区	10	YN01(1)，YN02(3)，YN10(6)	3(30.00)
	CHxxxx-DL-J	鹤庆县	10	YN02(10)	1(10.00)
	CHxxxx-LJ-J	玉龙县	10	YN02(10)	1(10.00)
	CHxxxx-DQ-J	香格里拉县	8	YN03(1)，YN04(2)，YN09(5)	3(37.50)
	CHxxxx-ZT-J	鲁甸县	3	YN02(3)	1(33.33)
籼稻	CHxxxx-WS-In	麻栗坡县	9	YN06(2)，YN08(7)	2(22.22)	4(13.79)	2(50.00)
	CHxxxx-DH-In	潞西县	7	YN08(7)	1(14.29)
	CHxxxx-LC-In	沧源县	10	YN05(9)，YN08(1)	2(20.00)
	CHxxxx-HH-In	弥勒县	9	YN02(9)	1(11.11)
陆稻	CHxxxx-BN-U	景洪市	32	YN12(1)，YN13(1)，YN14(2)， YN15(1)，YN16(2)，YN17(1)， YN18(7)，YN19(2)，YN20(2)， YN21(1)，YN22(2)，YN23(2)， YN24(1)，YN25(1)，YN26(2)， YN27(2)，YN28(1)，YN29(1)	18(56.25)	19(65.52)	19(100.00)
陆稻	CHxxxx-SM-U	孟连县	8	YN07(8)	1(12.5)	19(65.52)	19(100.00)

寄主类型	编号	采集地	供试菌株数量	宗谱编号（菌株数）	宗谱数（频率/%）	各稻区宗谱数（频率/%）	特异性宗谱数（频率/%）
粳稻	CHxxxx^a-CX^b-J^c	南华县	2	YN02(1)，YN11(1)	2(100)	8(27.59)	6(75.00)
	CHxxxx-KM-J	富明县	7	YN02(3)，YN04(2)， YN06(1)，YN10(1)	4(57.14)
	CHxxxx-BS-J	隆阳区	10	YN01(1)，YN02(3)，YN10(6)	3(30.00)
	CHxxxx-DL-J	鹤庆县	10	YN02(10)	1(10.00)
	CHxxxx-LJ-J	玉龙县	10	YN02(10)	1(10.00)
	CHxxxx-DQ-J	香格里拉县	8	YN03(1)，YN04(2)，YN09(5)	3(37.50)
	CHxxxx-ZT-J	鲁甸县	3	YN02(3)	1(33.33)
籼稻	CHxxxx-WS-In	麻栗坡县	9	YN06(2)，YN08(7)	2(22.22)	4(13.79)	2(50.00)
	CHxxxx-DH-In	潞西县	7	YN08(7)	1(14.29)
	CHxxxx-LC-In	沧源县	10	YN05(9)，YN08(1)	2(20.00)
	CHxxxx-HH-In	弥勒县	9	YN02(9)	1(11.11)
陆稻	CHxxxx-BN-U	景洪市	32	YN12(1)，YN13(1)，YN14(2)， YN15(1)，YN16(2)，YN17(1)， YN18(7)，YN19(2)，YN20(2)， YN21(1)，YN22(2)，YN23(2)， YN24(1)，YN25(1)，YN26(2)， YN27(2)，YN28(1)，YN29(1)	18(56.25)	19(65.52)	19(100.00)
陆稻	CHxxxx-SM-U	孟连县	8	YN07(8)	1(12.5)	19(65.52)	19(100.00)

云南不同稻区稻瘟病菌群体遗传结构的SSR分析

SSR Analysis of Population Genetic Structure of Magnaporthe oryzae from Different Rice-growing Regions in Yunnan

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