曹學(xué)仁 車海彥 羅大全
摘要白粉病是海南橡膠樹上發(fā)生最嚴(yán)重的葉部病害,為了明確海南橡膠樹白粉菌群體的遺傳結(jié)構(gòu),本研究對海南7個市(縣)的橡膠樹白粉菌的ITS序列進(jìn)行分析。結(jié)果表明,95個病菌樣品可推導(dǎo)出5種單倍型,其中單倍型H1包含樣品數(shù)為88個,且在7個市(縣)均有分布;三亞種群的單倍型多樣性和核苷酸多樣性最高??傮w和各地理群體的中性檢驗結(jié)果顯示,群體擴(kuò)張遵循中性進(jìn)化,群體大小保持相對穩(wěn)定。遺傳分化指數(shù)(Fst)表明三亞種群與白沙、儋州、海口和瓊中等四市(縣)種群的遺傳分化較大。AMOVA分析顯示,遺傳變異主要發(fā)生在種群內(nèi),占總變異的89.66%。因此海南橡膠樹白粉茵菌株間雖存在一定的遺傳分化,但整體遺傳多樣性偏低。
關(guān)鍵詞橡膠樹白粉病;橡膠樹粉孢;ITS序列;群體遺傳結(jié)構(gòu)
中圖分類號:S 435.76文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.16688/j.zwbh.2018187
天然橡膠是重要的國家戰(zhàn)略物資,我國天然橡膠種植面積已超過113萬hm2,其中海南和云南的種植面積占全國的95%以上。由專性寄生的橡膠樹粉孢Oidium heveae Steinm.引起的白粉病是我國橡膠樹上危害最嚴(yán)重的病害,也是最受海南和云南兩地膠農(nóng)關(guān)注的生物災(zāi)害。病原菌只侵染橡膠樹嫩葉、嫩芽、嫩梢和花序,因此病害主要流行于橡膠樹大量抽嫩葉的春季。該病在中國于1951年在海南發(fā)現(xiàn),1959年病害在海南第一次大流行,自此以后,每年均有發(fā)生,而且重病年發(fā)生頻率越來越高。病害發(fā)生嚴(yán)重時可導(dǎo)致產(chǎn)膠量減少30%~45%。
2.4群體間的親緣關(guān)系及聚類分析
采用MEGA 6.0計算了7個群體問的Neis遺傳距離(表4),并基于該遺傳距離采用UPGMA方法構(gòu)建了系統(tǒng)樹(圖1),結(jié)果發(fā)現(xiàn)???、瓊中、儋州和白沙種群由于均只存在同一種單倍型,首先聚在一起,隨后與瓊海種群聚為一支,再與樂東群體聚為一支,最后與三亞群體聚為一支;表明三亞群體與其他群體的親緣關(guān)系最遠(yuǎn),其次為樂東。
3結(jié)論與討論
遺傳多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ),一個物種的多樣性越高,其在復(fù)雜的自然環(huán)境中生存的幾率越高,對不同生存環(huán)境的適應(yīng)力也越強(qiáng)。研究病菌遺傳結(jié)構(gòu)可為弄清病菌對不同環(huán)境、寄主的適應(yīng)能力提供理論基礎(chǔ)。本研究利用ITS序列對海南7個市縣的橡膠樹白粉菌群體進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明,海南橡膠樹白粉菌菌株問雖存在一定的遺傳分化,但整體遺傳多樣性偏低,各地理種群問存在頻繁的基因交流。分析原因有兩方面,一是橡膠樹白粉菌為氣傳性病害,可隨風(fēng)在各地區(qū)問傳播;二是橡膠樹作為一種高大喬木,壽命長,從種植投產(chǎn)更新至少需要40年左右,不易更新?lián)Q代,導(dǎo)致海南橡膠樹栽培品種單一。據(jù)不完全統(tǒng)計,2006年‘RRIM600和‘PRl07兩個品種占海南墾區(qū)總開割橡膠樹株數(shù)的92.2%。加上迄今還未選出一個能在生產(chǎn)上大規(guī)模推廣的抗病品系,生產(chǎn)上種植的都是感病品系。這些導(dǎo)致橡膠樹白粉菌在各地區(qū)問交流頻繁,寄主對病原菌的選擇壓力小。
本研究中,單倍型HI在每個群體中均有分布,共88個樣品,占總樣品數(shù)量的92%。說明橡膠樹白粉菌具有長距離傳遞基因流的潛力,病菌在不同地區(qū)問擴(kuò)散的無性繁殖方式導(dǎo)致每個群體中存在相同的基因型,這與病原菌隨氣流傳播和尚未發(fā)現(xiàn)橡膠樹白粉菌有性時期是一致的。
從不同地區(qū)來看,三亞和樂東的單倍型分別有4種和3種,除瓊海有2種單倍型外,海口、白沙、瓊中和儋州均只有1種單倍型,聚類分析結(jié)果也表明三亞群體與其他群體的親緣關(guān)系最遠(yuǎn),其次為樂東,這可能是由于三亞和樂東位于海南五指山南部且相鄰,冬春氣溫相對較高,是海南每年春季橡膠樹最先抽葉的地方,也是每年春季橡膠樹白粉病最先開始發(fā)生和流行的地方。
本研究首次采用ITS標(biāo)記研究了海南橡膠樹白粉菌的遺傳多樣性和種群的遺傳分化情況,獲得了多態(tài)性位點(diǎn)和相關(guān)遺傳學(xué)數(shù)據(jù)信息。下一步研究中,還需要增加其他省份的病樣,配合其他類型分子標(biāo)記,研究橡膠樹白粉菌群體的遺傳變異動態(tài)。