新疆枣园林果树木腐烂病菌遗传多样性及致病力分化研究

Jujube and shelterbelt trees canker break out seriously and this devastating diseases has become the region's biggest potential threats for sustainable jujube industry development in recent years in Xinjiang. The study objection is Fruit Trees Valsa mali in Jujube Orchard planting and its shelterbelt growing areas especially in aksu region, a typical oasis in Xinjiang. By means of morphological combines of rDNA-ITS Sequence Analysis, we can analysis the population structure and identification pathogens of Valsa mali based on the investigation, the different stand structure and geographical source, under different ecological conditions, different varieties, different age of Chinese jujube. By methods of pathogenic detection and Inter-simple sequence repeat (ISSR), we can find out pathogenicity relationship between differentiation and genetic diversity.The question that the genetic differentiation of the ecological background, genetic evolution process, the strain of geography, the different host isolates whether have genetic differentiation and disease differentiation, and different stand structure whether affect the genetic trees rot disease differentiation and disease differentiation can be answered. All those lay basis for disease resistance breeding, varieties of the introduction, the layout of the varieties, a variety of trees mixed mode resistance and provide theoretical basis for disease control and prevention and other related research.

枣园林果树木腐烂病是近年来新疆红枣主产区枣树及其防护林上新的毁灭性病害，并已成为该地区红枣产业可持续发展最大的潜在威胁。本项目以枣园林果树木腐烂病群为研究对象，在对新疆主产区特别是阿克苏地区典型绿洲栽培模式枣园系统调查基础上，获得不同林分结构、不同地理来源、不同生态条件、不同品种、不同树龄的枣树及其防护林腐烂病菌株。对不同来源菌株进行形态特征观察和ITS序列分析，明确枣园树木腐烂病菌种类和菌群结构；通过致病性测定和ISSR的分子标记方法，揭示该病原菌的遗传分化背景、遗传演化过程、菌株的地理生态、不同寄主上分离菌株是否有遗传分化和致病力分化、不同林分结构是否影响树木腐烂病的遗传分化和致病力分化等问题。为抗病育种、栽培品种的引进、品种的布局、多种林木混栽模式抗病和病害防控等相关研究提供理论依据。

腐烂病是新疆主要的林木病害之一，但之前研究主要集中在单寄主或者零散分布寄主，鲜有以林木生态群落整体为研究对象。本项目以此为突破，采集枣树及其防护林树木腐烂病样。研究混合栽培条件下不同寄主腐烂病菌株的生物学特性，明确林果树木腐烂病菌表型多样性。通过多基因联合明确枣树及防护林胡杨、柳树等腐烂病病原菌的种类。通过室内继代连续致病性测定，明确病原菌经不同寄主繁殖后，其致病力会出现分化现象。ISSR分析同种内各菌株间存在明显的遗传分化现象，其遗传分化现象与菌株的地理来源无关。通过四年研究，得到如下结果：.1.枣园及其防护林树种腐烂病菌在PDA培养基上表型表现为3个类群，乳白色羽毛状类群、橘黄色轮纹状类群和致密放射状类群。2.不同林分结腐烂病菌形态具有多样性和复杂性，对光照和温度的适应性、对碳氮源的利用率与地理分布和寄主来源有关系。在同一林分结构下，柳树、胡杨和杨树腐烂病菌对碱性条件具有很强的适应性；柳树和杨树腐烂病菌的耐高温性均强于枣树腐烂病菌。在不同林分结构条件下，相同寄主腐烂病菌的培养特性存在差异，其中枣树腐烂病菌的生长速度，相比于其它寄主腐烂病菌的生长速度差异显著。3.不同寄主来源腐烂病菌致病力存在明显分化现象，新疆杨树腐烂病菌，经不同寄主培养后子代菌株的致病力存在明显的分化现象。各菌株间能够相互侵染且能产生分生孢子器，表明柳树、杨树、胡杨和枣树之间的腐烂病菌可能成为彼此腐烂菌的侵染来源。枣树腐烂病菌对胡杨枝条的致病性最强，柳树腐烂病菌对枣树枝条表现出很强的致病力，表明我国林木腐烂病菌的致病力正在经历一个相对强弱分化的过程。4.通过供试菌株的rDNA-ITS，β-tubulin和EF-1α 基因序列构建系统进化树，结合形态学特征，来源于枣树、柳树腐和胡杨3种寄主腐烂病菌均鉴定为金黄壳囊孢（Cytospora chrysosperma）。5.明确了病原菌来源于防护林树种，胡杨腐烂病菌分离株与Cytospora chrysosperma的同源性最高，胡杨腐烂病菌的子实体的形态特征与枣树腐烂病菌基本一致，胡杨腐烂病菌与枣树腐烂病菌遗传距离小于7.1%，一致性达到99%以上，表明二者亲缘关系非常近，由此判断枣树腐烂病菌来源于胡杨树上的腐烂病菌。6.ISSR的分子标记分析结果表明，同种内各菌株间存在明显的遗传分化现象，其遗传分化现象与菌株的地理来源无关。