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植物病原棒形细菌和细菌性青枯病菌的遗传多样性研究

尹燕妮

   植物病原棒形细菌(plant pathogenic coryneform bacteria)和细菌性青枯病菌(Ralstonia solanacearum)是重要的植物病原细菌,对我国农作物生产造成巨大的损失。结合PCR技术和生物学软件分析的多种指纹图谱分析方法,对病原棒形细菌和青枯病菌展开遗传多样性分析,进而对分类鉴定、系统发育、基因型与菌株的来源(地理和寄主)和表型特征间的对应关系进行探讨。 采用ERIC-PCR,BOX-PCR和ITS技术,对江苏省6个市的24个小麦苗枯病菌(Clavibacter fangii)和内蒙古自治区5个市的21个糖甜菜叶斑病菌(Curtobacterium flaccumfaciens pv.beticola pv.nov.)进行遗传多样性分析,结果显示两种病原茵基因组存在显著多样性,地理来源是基因差异的重要决定因子,证明了他们的分类地位,得出ERIC和BOX扩增基因组DNA指纹比ITS图谱具有更强的多样性. 采用RAPD分析技术对萎蔫短小杆菌落葵致病变种(Curtobacterium flaccumfaciens pv.basellae pv.nov.)和萎蔫短小杆菌糖甜菜致病变种及植物病原棒形细菌4个属的15个菌株进行分类研究:从50条随机引物中筛选出20条,共产生225条带,多态性条带占80.4%。遗传相似矩阵及UPGMA聚类分析表明,这两个新致病变种与萎蔫短小杆菌属亲缘关系近,最小相似系数为0.6511;与其他属细菌亲缘关系较远;同时结合前人研究结果对植物病原棒形细菌新近提出的分类地位的改变进行了探讨。 对来自中国15个省份的319个青枯病菌进行基因型和表型的多样性分析。根据对3种双糖和3种己糖醇的利用情况,发现319个菌株中,包含20个生化变种2的菌株,122个生化变种3的菌株,162个生化变种4的菌株,3个生化变种5的菌株和12个生化变种3-1的菌株。利用限制性酶AluI和MspI对16SrRNA进行酶切分析,发现319个青枯病菌给出完全一致的谱型。利用限制性酶AluI对fliC基因的两个扩增产物724 bp片段(Ral_fliCf-Ral_fliCr)和400 bp片段(Rsol_fliCf-Rsol_fliCr)进行酶切,得到两类谱型A724-1/A400-1和A724-2/A400-2。所有Biovar 2/Race 3菌株给出A724-2/A400-2谱型,这样fliC RFLP(AluI)可用来区分小种3菌株。通过BOX-PCR对319个菌株基因多样性展开研究,中国青枯病菌呈现了丰富的基因多样性,基因多样性与生化变种、地理来源和寄主都相关,但与前两者者关系密切。 最近在青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)中发现与致病黄单胞菌(Xanthomonas)中效应分子avrBs3家族同源,且受hrpB调控的brall/hpxl7基因。在Xanthomonas中,内源重复子预先控制引起重组变化的基因,进而控制Xanthomonas病原菌寄主选择的特异性。对主要来自中国15个省市以及其他19个国家的349个青枯菌株进行研究,发现309个生化变种3、4和5的青枯菌株中,该基因在重复子的数目和序列上呈现丰富多样性,而在生化变种1和2的青枯茵株中,未能检测到该基因。基因指纹图谱分析表明,非常相似的青枯病菌间,该基因也可能出现大的差异。通过统计分析(Fisher s exact test),发现重复区域的大小与青枯病菌寄主来源间存在密切相关性。……   
[关键词]:植物病原棒形细菌;青枯劳尔氏菌;遗传多样性;bra11/hpx17
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京农业大学2007年