陕西苹果黑星病流行规律及其病原菌遗传多样性的SSR分析

陕西苹果黑星病流行规律及其病原菌遗传多样性的SSR分析

胡小平[1]2004年在《陕西苹果黑星病流行规律及其病原菌遗传多样性的SSR分析》文中指出苹果黑星病是世界各苹果产区的重要病害之一,主要为害叶片和果实,造成落叶、落果,受害果实开裂畸形。在我国,苹果黑星病仅在局部地区小范围内发生,是我国国内具有检疫危险性的病害,研究报道很少。在陕西省,该病于1997年首次在兴平、礼泉、杨陵、旬邑等地发生,是陕西省苹果生产中的新病害。本文开展了陕西苹果黑星病的定性和定量流行学研究工作,取得了以下主要结果。1.采用单孢分离法从苹果新病叶和病果上分离到病原物228株,根据分生孢子的形状、产孢方式等特点,并结合柯赫氏证病律确定所分离到的病原物均为苹果黑星病菌(Venturia inaequalis (Cooke) Wint.)。测定了陕西苹果黑星病主要发生区黑星病菌的形态学特征、生物学特点,取得了标准生物学参数。筛选出适合病菌生长和产孢的培养基有苹果叶汁培养基、V8培养基和PSA培养基。2.通过系统调查、田间普查、孢子捕捉等方法,揭示了陕西渭北旱塬苹果黑星病的流行规律。明确了在陕西渭北旱塬苹果黑星病的初侵来源是子囊孢子,分生孢子不能越冬,以菌丝体在枝条上越冬的可能性极小。3.依据每7天的田间病叶率系统调查资料,绘制出了陕西渭北旱塬苹果黑星病的季节流行曲线,并建立了季节流行动态模型。确定了在苹果幼果和果实膨大期、着色和成熟期是苹果黑星病的两个发病高峰期。4.分析了陕西渭北旱塬苹果黑星病的流行因子,建立了苹果黑星病的经验预测模型。利用陕西渭北旱塬1997-2003年的温度、相对湿度、降水量和苹果黑星病流行程度,采用逐步回归法分析了影响陕西渭北旱塬苹果黑星病流行的因子,确定了包括4月和8月份的降水量、前1年12月份的平均相对湿度、1月和7月份的平均温度的最优回归子集。建立苹果黑星病多元线性回归预测模型,以残差绝对值小于0.5为统计标准,对1997-2003年苹果黑星病的流行程度进行了回测,结果表明,预测模型的回测准确率很高。5.首次建立了苹果黑星病春季流行模拟系统,并对其合理性和灵敏度进行了检验。依据田间和室内试验数据,分别建立了苹果叶片面积模型、单个苹果枝条叶片面积模型、落叶上假囊壳数量模型、子囊成熟概率模型、子囊孢子释放数量模型、空气中子囊孢子浓度模型、子囊孢子着落量模型、叶片表面湿润时间模型、子囊孢子萌发概率模型、有效侵染概率模型、病斑面积扩展模型和病斑数目模型等共12个模型。采用面向对象程序设计语言Borland Delphi 5.0编写了“苹果黑星病春季流行模拟系统(SMASS)”,执行文件为标准的32位程序,实现了苹果黑星病春季流行的计算机模拟过程,并对系统的灵敏度和合理性进行了分析,结果表明,该模型基本能反映苹果黑星病的流行动态,其主要参数均较灵敏。SMASS是模拟苹果黑星病流行程度和优化管理方案的有力工具,但仍需进一步改进,以提高系统的精确度和准确度。6.建立了苹果黑星病菌DNA快速高效的提取方法。用CTAB法、SDS法、Parker法及改进的SDS法提取苹果黑星病菌DNA,测定DNA浓度和其A260 nm / A280 nm比值,结果表明,改进的SDS法提取DNA的得率最高,且A260 nm / A280 nm比值为1.86,介于1.70~1.90之间,DNA的纯度好,质量高,可满足分子生物学研究的需求。其它3种方法提取DNA的A260 nm/A280 nm比值均高于1.900,DNA中所含RNA的量较高。4种方法提取的DNA在230nm波长处的吸收值分别为0.658,0.257,0.926和0.208,说明DNA不同程度地被酚类物质所污染,但改进的SDS法提取的DNA受污染的程度最小。采用改进的SDS法,1人1 d 可提取100-120份样品。7.采用SSR分子标记技术研究了来源于英国、陕西兴平和旬邑共60个苹果黑星病菌株的遗传多样性,结果表明,英国的菌株RC2、RC14、RC8和RC9与我国陕西苹果黑星病菌株的亲缘关系相对较近,RC10与我国陕西苹果黑星病菌株的亲缘关系较远。来源于陕西旬邑和兴平大部分的苹果黑星病菌株间亲缘关系较近,但个别菌株有一定程度的变异。初步推测中国陕西苹果黑星病菌可能与英国的黑星病菌起源相同。该研究对认识我国苹果黑星病的流行学特点具有重要的理论意义,对合理开展针对苹果黑星病的防治、抗源选择、病菌传播路线和毒性变异规律等提供了基本的理论依据,对苹果黑星病的预测预报和防治工作提供理论指导。

夏明月[2]2009年在《苹果黑星病菌的早期分子检测》文中进行了进一步梳理苹果黑星病是世界各苹果产区的重要病害之一,病原菌具有传播途径复杂、流行速度快、危害重、防治难度大等特点。该病害在我国仅局部地区发生,是我国国内具有检疫危险性的病害。苹果黑星病菌寄生性强,在培养基上生长慢,杂菌多,采用常规的病害诊断技术难以快速准确地鉴定该病原菌。为此,本文主要研究筛选出了对苹果黑星病菌具有特异性的PCR引物,进而对苹果黑星病菌的早期分子检测技术进行了研究,取得了以下结果:1.通过胡小平改进的SDS法、CTAB法、张雪梅改进的CTAB法、改进的CTAB法这四种方法对苹果黑星病菌丝DNA和苹果叶片组织总DNA进行提取,经分光光度计和琼脂糖凝胶电泳分析比较,结果表明以上四种方法都能提取得到DNA,但存在一定差异。提取菌丝DNA采用胡小平改进的SDS方法最为适宜,提取叶片DNA采用CTAB法最为适宜。2.经试验,筛选得到了对苹果黑星病菌具有特异性的PCR引物ViaacS10。使用该引物能够准确地将苹果斑点落叶病、苹果褐斑病和苹果白粉病等常发性苹果叶斑病害与苹果黑星病区分开。该引物只对苹果黑星病菌进行特异性扩增,得到一条190 bp的特异条带,而对其它病原菌均无扩增条带出现,表明该对引物对苹果黑星病菌具有种的特异性。3.应用本文筛选出的苹果黑星病菌特异性引物,结合PCR扩增的检测方法,可从苹果黑星病显症叶片以及处于潜育期未显症叶片的组织中特异性地检测到苹果黑星病菌。结果表明,建立的苹果黑星病菌分子检测方法,可用于该病害的早期快速分子诊断。4.该分子检测方法可以在苹果黑星病菌病害侵染初期鉴定出病原物,从而为果园苹果黑星病菌的早期检测、病害预测预报以及苹果调运苗木和果实带菌的检验检疫提供理论指导和技术方法。

陈婧[3]2009年在《苹果黑星病传播路线及长期预测模型》文中认为苹果黑星病是世界各苹果产区的重要病害之一,主要侵染苹果叶片和果实,也可侵染叶柄、花、萼片、花梗、幼嫩枝条和芽鳞等,严重时造成落叶、落果,受害果实开裂畸形,直接影响苹果的产量、品质及商品价值,严重的威胁着我国苹果产业的可持续发展。我国的苹果黑星病研究起步晚,报道较少,曾被列为检疫性有害生物,然而对其在我国的分布、传播路线及预测预报等缺乏系统的研究报道,影响了对其发生为害程度的评价和防治策略的制定。本文对苹果黑星病在我国的分布和传播路线进行了调查研究,并建立了渭北旱塬苹果黑星病的长期预测模型,取得了以下主要结果:1.调查总结了苹果黑星病在我国的分布区域,绘制了分布图。苹果黑星病在我国主要分布在陕西(洛川、旬邑、长武、乾县、礼泉、秦都、渭城、杨凌、兴平、蒲城、西安市、周至、蓝田、武功、岐山、扶风、眉县、虢镇)、辽宁(昌图、康平、西丰、开原、法库、沈阳、铁岭、抚顺、清原、新宾、桓仁、本溪、宽甸、新民、辽阳、鞍山、凤城、丹东)、黑龙江(哈尔滨、双城、绥化、佳木斯、齐齐哈尔)、新疆(伊犁、霍城、特克斯、伊宁县、新源、察布查尔、巩留)4省,在吉林、河南、河北、甘肃、宁夏、山东、山西、四川、云南、台湾等省的局部地区也有分布。2.分析并推测出了苹果黑星病传入我国的可能路线:(1)由日本传入我国的河北省,再传播到我国其他地区,这可能是苹果黑星病传入我国的主要途径之一。(2)我国的辽宁省果树研究所和原辽宁省新城园艺试验站(现为中国农业科学院果树研究所)引进携带有苹果黑星病的苗木或接穗,经育种单位传播到我国其它苹果黑星病发生区。(3)苹果黑星病通过英国的东茂林试验站传播到我国的可能性也非常大。3.构建了渭北旱塬苹果黑星病的马尔科夫链、ARIMA和方差周期外推法预测模型,并对2009-2014年渭北旱塬苹果黑星病的流行程度进行了预测。结果表明,2009-1014年,渭北旱塬苹果黑星病的流行程度依次为2、5、4、1、2、1级。

梁振宇[4]2006年在《陕西苹果黑星菌的生物学特性及寄主的抗病机制研究》文中研究指明苹果黑星病是我国苹果生产的重要病害之一,自1997年以来该病害在陕西省苹果产区持续危害发生,严重威胁着苹果产业的可持续发展。目前,国内在苹果黑星病菌形态、生物学特性、致病性变异,以及苹果品种抗病性方面的研究报道不多。因此,为了摸清陕西省苹果黑星病的发生危害特点和流行规律,本文就陕西苹果黑星病菌形态学特性、致病性分化以及寄主品种的抗病性进行了研究,取得了以下主要结果。1.从陕西省12个苹果产区的苹果黑星病的新鲜病叶上分离得到了18个菌株,测定了其形态学和生物学特性,证实各分离菌株皆为苹果黑星病菌(Venturia inaequalis (Cooke) Wint.)。形态学研究结果表明,测定菌株存在生物学性状的多态性,主要表现在分生孢子的大小、菌落颜色及边缘平滑程度、菌丝生长速度、产孢强度等方面存在显着差异。2.通过人工接种测试了18个供试菌株在秦冠、富士、嘎啦、红星、乔纳金5个品种上的致病性,结果表明陕西苹果黑星病菌存在显着的致病力分化。不同菌株在相同寄主上能产生不同类型的病斑,其大小、形状、颜色差异较大。根据寄主对病菌的反应类型并结合聚类分析结果,将18个菌株划分为强、中、弱叁个致病力类群。从18个菌株中选出3个致病力强弱不同的菌株对15个苹果黑星病菌供试寄主接种,对不同品种寄主进行抗病性鉴定和评价。依据不同寄主品种的抗性表现将其划分为高抗、中抗、中感和高感4类。其中,高抗品种2个;中抗品种1个;中感品种6个;高感品种6个。3.测定了苹果黑星病菌接种秦冠、富士和嘎啦叁个苹果品种后植株叶片内POD、SOD、PPO和PAL四种酶活性的变化。试验结果表明,这4种酶均不同程度的参与了寄主对病原物入侵的防御;检测清水接种后12h至48h叁个苹果品种植株叶片内POD、PAL酶活性的变化值,可以作为苹果抗黑星病性鉴定的辅助方法。

高立强[5]2011年在《苹果黑星菌的抗药性及毒性分化研究》文中指出苹果黑星病(Venturia inaequalis)是世界性的苹果真菌病害,危害苹果枝条、叶片和果实,严重发病时造成叶片脱落,果面形成黑色疮痂病斑,病果率可达70%以上。该病害从上世纪20年代在我国河北发现以后,已扩展蔓延到黑龙江、吉林、辽宁、山东、河南、山西、陕西、宁夏、甘肃、新疆、四川、云南等12个省区。近年来,苹果黑星病在这些省份持续发生和流行,对Gala、富士等大面积推广品种的危害十分严重。该病的防治主要依靠化学药剂,生产上杀菌剂的长期滥用造成了病原菌抗药性的加速产生。腈菌唑(Myclobutanil)是防治苹果黑星病的一种重要DMI类杀菌剂,但近年来病原菌对该药剂的抗药性问题在国内部分果园中非常突出。另外,生产上应用种植和合理布局苹果黑星病抗病品种也是控制病害流行发生的重要策略之一。苹果黑星病抗病育种周期较长、难以及时推出新的抗性品种,因此发掘和利用已知品种中的抗病性,对控制苹果黑星病的发生和危害具有重要的科学意义和实际应用价值。因此,为了揭示苹果黑星菌对杀菌剂腈菌唑抗药性的变化、毒性遗传及其变异机制,从而为进一步揭示苹果黑星菌的遗传变异规律和制定病害综合防治措施,本文就苹果黑星菌对腈菌唑的敏感性、腈菌唑和腈苯唑(fenbuconazole)的交互抗性、病菌对抗性苹果叶片的侵染以及病菌毒性分化等方面开展了相关研究,并取得了以下结果:1、苹果黑星菌的抗药性同DMI类杀菌剂的施用次数呈线性正相关,菌株从敏感菌(EC50值=0.04 mgL~(-1))转化为抗药性的菌株(EC50值=0.41mgL~(-1))大约需要施用36次DMI类杀菌剂。从未施药的野生型菌株对腈菌唑杀菌剂的EC50值分布范围为0.028 mgL~(-1)--~(-1).017mgL~(-1)(平均0.283mgL~(-1)),而受到施药处理的苹果黑星菌对腈菌唑的敏感性显着降低,EC50值分布范围为0.085 mgL~(-1)---5.213 mgL~(-1),平均为1.852mgL~(-1),为野生型菌株的6.54倍,此外,同一个果园内不同地点采集的病原菌菌株间对腈菌唑的敏感性也存在显着差异。2、苹果黑星菌对腈菌唑和腈苯唑这两种杀菌剂的不敏感性是否具有相关性的研究结果表明:病原菌对腈菌唑和腈苯唑的敏感性显着相关(r=0.61,p<0.001),证实二者之间存在交互抗性。苹果黑星菌对两种杀菌剂敏感性相关性程度依果园、施药浓度不同而有所差异,如在从未施药或间隔性施药的果园中,除个别浓度外,菌株对于腈菌唑和腈苯唑的敏感性差异均达到了显着或极显着水平,这一结果从另一方面也证实了不同施药史病原菌群体之间的抗药性存在遗传多样性。3、苹果黑星菌存在毒性分化现象。中国、英国、印度不同来源的共136株苹果黑星菌毒性测定结果表明:供试菌株对不同寄主品种的毒性存在较大差异,依病原菌在寄主上的严重度可将苹果黑星病菌划分为强毒性、中等毒性、弱毒性3个类群。盆栽试验中,嘎啦、富士、秦冠、红星和乔纳金等品种幼苗接种部分菌株后的病害严重度和反应型调查结果表明:接种菌株在秦冠品种上的反应型和严重度相对较低,证实秦冠品种对苹果黑星菌具有较好的抗性,可以作为抗源材料。4、苹果黑星菌在抗病品种叶片中的扩展虽然受到寄主组织的限制,但仍能大量发生且在叶片外观上并不表现症状,这些表观无症状的侵染可能对于随后季节的病害流行和来年春季病害发生提供侵染菌源,研究结果对于指导制定病害综合防控措施具有重要意义。

夏明月, 罗泽青, 商蓓, 周书涛, 杨家荣[6]2009年在《苹果黑星病菌的早期分子检测》文中指出苹果黑星病(Venturia inaequalis)是中国苹果产区的重要病害之一,为了建立该病原菌的早期快速检测技术,筛选出了对苹果黑星病菌具有特异性的PCR引物。利用这对引物能从苹果黑星病菌基因组DNA中扩增出一条分子量为190 bp的特异性条带,准确地把苹果斑点落叶病、苹果褐斑病和苹果白粉病等常发性苹果叶斑病害区分开。采用改进的CTAB法,快速提取发病叶片组织的DNA,并结合PCR检测技术,可从苹果黑星病显症叶片以及未显症而处于潜育期的叶片组织中特异性地检测到苹果黑星病菌。结果表明,建立的苹果黑星病菌分子检测方法,可用于该病害的早期快速分子诊断。

参考文献:

[1]. 陕西苹果黑星病流行规律及其病原菌遗传多样性的SSR分析[D]. 胡小平. 西北农林科技大学. 2004

[2]. 苹果黑星病菌的早期分子检测[D]. 夏明月. 西北农林科技大学. 2009

[3]. 苹果黑星病传播路线及长期预测模型[D]. 陈婧. 西北农林科技大学. 2009

[4]. 陕西苹果黑星菌的生物学特性及寄主的抗病机制研究[D]. 梁振宇. 西北农林科技大学. 2006

[5]. 苹果黑星菌的抗药性及毒性分化研究[D]. 高立强. 西北农林科技大学. 2011

[6]. 苹果黑星病菌的早期分子检测[J]. 夏明月, 罗泽青, 商蓓, 周书涛, 杨家荣. 西北农业学报. 2009

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