作物杂志,2018, 第3期: 168–173 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.03.026

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中国东北地区马铃薯致病疫霉遗传多样性分析

田荟遥,蒋继志,李成斌,申芬,侯宁   

  1. 河北大学生命科学学院,071002,河北保定
  • 收稿日期:2017-12-25 修回日期:2018-05-08 出版日期:2018-06-20 发布日期:2018-06-20
  • 作者简介:田荟遥,在读硕士,主要研究植物与微生物相互作用的分子机理
  • 基金资助:
    公益性行业(农业科研专项201303018);河北省自然科学基金(C 2015201231)

Genetic Diversity of Phytophthora infestans in Northeast China

Tian Huiyao,Jiang Jizhi,Li Chengbin,Shen Fen,Hou Ning   

  1. College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, Hebei, China
  • Received:2017-12-25 Revised:2018-05-08 Online:2018-06-20 Published:2018-06-20

摘要:

为明确东北地区马铃薯致病疫霉在DNA分子水平上的遗传差异,利用SSR分子标记技术对2016年采自黑龙江、吉林、辽宁的117株致病疫霉的基因型进行鉴定和命名,并对其进行遗传多样性分析。结果显示,在SSR位点Pi4B和Pi4G上共检测到 10个等位基因,其中等位基因161和206出现频率最高,占明显优势。鉴定出的14个SSR基因型分别为A-03、A-10、B-01、D-03、E-01、F-01、F-02、F-06、G-02、G-03、G-07、K-01、L-01、N-01,其中A-10和N-01为这些地区之前未见报道的新基因型;F-06为主导基因型,占29.0%。经聚类分析,在遗传相似度为0.85时14种SSR基因型可划分为10个类群,表明菌株聚类与其地理来源无相关性。最后通过POPGENE1.32软件对3个省份的致病疫霉群体遗传多样性进行分析,结果显示它们之间的遗传差异较小,黑龙江省与吉林省的遗传距离最小,仅为0.0213。这些结果表明东北地区马铃薯致病疫霉的SSR基因型组成类群较多、且遗传多样性丰富。

关键词: 马铃薯致病疫霉, DNA指纹图谱, SSR基因型, 遗传多样性

Abstract:

In order to know the genetic differences at DNA level among Phytophthora infestans isolates collected from Northeast China in 2016, the polymorphisms of 117 isolates were detected by two loci, Pi4B and Pi4G of SSR primers, and nominated based on SSR molecular marker. The results showed that 10 allele genes and 14 SSR genotypes were identified, among which allele genes 161 and 206 accounted for significant advantages. A total of 14 kinds of SSR genotypes were A-03, A-10, B-01, D-03, E-01, F-01, F-02, F-06, G-02, G-03, G-07, K-01, L-01, and N-01, respectively. A-10 and N-01 were novel genotypes that had not existed in this regions, and F-06 was the dominant genotype, accounting for 29.0% in the measure isolates. At the genetic coefficient of 0.85, 14 kinds of SSR genotypes varieties were divided into 10 groups by UPGMA cluster analysis. There was no correlation between population genetic diversity of P. infestans and geographical origin. Also, through population genetic diversity analysis by using POPGENE1.32 software, genetic difference was small among all tested P. infestans populations from Heilongjiang, Jilin, and Liaoning. The minimum genetic distance was only 0.0213 between Heilongjiang Province and Jilin Province. These findings indicated that SSR genotypes of P. infestans in Northeast China had many groups, and its genetic diversity was abundant.

Key words: Phytophthora infestans, DNA fingerprinting, SSR genotype, Genetic diversity

表1

2016年分离纯化致病疫霉样本数"

采集地点
Sample site
黑龙江Heilongjiang 吉林Jilin 辽宁Liaoning 合计
Total
双城区(HS) 青冈县(HQ) 梨树(JL) 敦化(JD) 新民(LX) 昌图(LC)
病叶数Number of diseased leaf 5 5 5 5 5 5 30
菌株数Number of strain 18 22 16 21 21 19 117

图1

部分致病疫霉菌株基因组DNA的琼脂糖凝胶电泳"

表2

致病疫霉SSR基因型在黑龙江、吉林和辽宁的分布及出现频率"

基因型
Genotype
采样地点Sampling site 合计
Total
百分比(%)
Percentage
黑龙江
Heilongjiang
吉林
Jilin
辽宁
Liaoning
A-03 1 2 2 5 4.3
A-10 2 2 1 5 4.3
B-01 1 2 4 7 5.9
D-03 3 3 4 10 8.6
E-01 2 1 - 3 2.3
F-01 6 8 6 20 17.3
F-02 2 3 4 9 7.6
F-06 13 11 10 34 29.0
G-02 2 - - 2 1.8
G-03 4 3 1 8 6.9
G-07 1 1 2 4 3.6
K-01 2 - 1 3 2.3
L-01 1 1 3 5 4.3
N-01 - - 2 2 1.8
合计 40 37 40 117 100.0

表3

根据引物Pi4B和Pi4G划分的P. infestans菌株的SSR新基因型"

基因型Genotype Pi4G Pi4B
161bp 163bp 165bp 177bp 179bp 206bp 214bp 218bp 220bp
*A-10
*N-01

图2

用UPGMA法构建的致病疫霉SSR基因型的分子系统树"

表4

不同SSR类型的菌株名称"

SSR类型SSR genotype 菌株名称Strain name
A-03 HS-01、LX-19、JL-23
A-10 HS-05、LX-23
D-03 HS-10、HS-17、JL-19、JD-21
A-01 DB-606
F-01 HQ-02、LC-03、JL-02、JD-09
F-02 HQ-09、LC-21、JD-13、JD-07
G-02 HQ-10
E-01 JL-05
L-01 LX-06
B-01 HS-07、LC-05
G-07 JL-19
F-06 HQ-05、LC-18
N-01 LX-04
G-03 HQ-14、JD-02
K-01 LX-08

表5

致病疫霉群体2个SSR位点的等位基因频率及多样性"

基因座
Locus
等位
基因
Allele
等位基因频率Allele frequency Shannon指数
Shannon index
黑龙江
Heilongjiang
吉林
Jilin
辽宁
Liaoning
Pi4G 159a 0.0729 0.0000 0.0000 0.7812
161c 0.5132 0.5926 0.4054
163c 0.3353 0,3008 0.3714
165a 0.0000 0.0000 0.1224
177b 0.0717 0.0455 0.0000
179c 0.0706 0.0911 0.1531
Pi4B 206c 0.4282 0.4987 0.4216 0.9325
214c 0.1345 0.0456 0.0413
218c 0.3011 0.3212 0.2913
220b 0.0938 0.0000 0.1479
平均数Average 0.8569

表6

黑龙江、吉林和辽宁致病疫霉群体间遗传距离和遗传相似性分析"

采样地点Sampling site 黑龙江Heilongjiang 吉林Jilin 辽宁Liaoning
黑龙江Heilongjiang 0.9811 0.9165
吉林Jilin 0.0213 0.9439
辽宁Liaoning 0.0847 0.0533
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