我国小麦纹枯病菌Rhizoctonia cerealis的分子生态学研究

由禾谷丝核菌Rhizoctonia cerealis Van der Hoeven侵染小麦引起的纹枯病，是一种世界性小麦病害，在我国已成为各大小麦种植区内安全生产最严重的威胁之一。R. cerealis无有性生殖、不产孢子、胞内双核等特性为其分子生物学的操作带来很多困难。本研究拟采用ISSR-PCR的方法设计一套针对R. cerealis的SSR引物，建立其微卫星标记体系；从我国北纬33度地区小麦田块中采集并分离R. cerealis，建立各地菌株群体。通过对各地群体的分子生态学分析，明确我国R. cerealis的遗传结构、流行和进化规律；并采用单原生质体分离的技术建立R. cerealis的菌丝融合后代群体，初步探索在菌丝融合过程中的基因交流及核相变化等。本研究将是对我国小麦纹枯病菌R. cerealis首次系统的群体遗传结构分析，也将为丝核菌进一步的分子遗传学研究提供有益的探索。

丝核菌（Rhizoctonia）是一类非常复杂的丝状真菌，其成员包括了很多重要的植物病原菌。由丝核菌中双核的禾谷丝核菌R. cerealis侵染小麦引起的小麦纹枯病，在我国乃至世界各温带小麦种植区危害严重。通过本项目的研究，我们采用传统的筛选基因组文库结合生物信息学方法开发了一套针对R. cerealis的多态性丰富的SSR引物；建立了我国四个省份（江苏、河南、安徽和山东）的田间菌株群体；研究发现R. cerealis的rDNA-ITS序列存在普遍的异质性，进一步的系统发育及单倍型网络分析表明其可能存在三个进化起源；克隆了R. cerealis的β微管蛋白基因（tubB）序列，设计了一对能够特异性鉴定该类真菌的引物，并结合Real-time PCR技术建立了一个从田间土壤样品中快速定量检测R. cerealis的体系，该体系可用于小麦纹枯病的预测预报和防治策略制定等研究；利用开发的SSR引物，对四个菌株群体进行了分子生态学分析，结果表明R. cerealis存在丰富的遗传多样性，个体间的变异幅度大于群体间变异，其基因组内存在重组，本研究所分析的菌株群体可分为3个潜在的亚种群，不同群体间存在一定的基因漂流；项目建立了R. cerealis的原生质体制备体系，并对菌丝融合过程中的基因交流情况进行了初步分析，未发现菌丝融合过程中会发生基因交流的证据，该结果有待进一步的研究。本研究完成了本项目的预期目标，目前发表SCI收录论文1篇，会议论文摘要4篇，1篇英文文章和1篇中文文章正在审稿中，另有2篇英文文章正在撰写，培养硕士研究生4名。