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1、Mycosystema 菌 物 学 报 15 July 2009, 28(4): 496- ISSN1672-6472 CN11-5180Q 2009 Institute of Microbiology, CAS, all rights reserved.基金项目：国家“973”项目（No. 2006CB100203） ；现代农业产业技术体系建设专项资金；国家“十一五”支撑计划（No. 2006BAD08A05） ；教育部和创新团队发展计划资助项目（No. 200558） ；教育部“111”引智项目（No. B07049）*Corresponding author. E-mail: , 收稿日
2、期: 2009-02-08, 接受日期: 2009-03-26陇南地区不同海拔区域内小麦条锈菌群体遗传多样性的分析陆宁海1,2 王建锋1,2 詹刚明1 黄丽丽1 康振生1,2*1西北农林科技大学植物保护学院 杨凌 7121002西北农林科技大学 陕西省农业分子生物学重点实验室 杨凌 712100摘 要：小麦条锈病是世界范围内小麦上最重要的流行性病害之一，可造成严重的产量损失。陇南地区是我国小麦条锈菌主要越夏易变区和新小种发源地，了解该地区不同海拔高度区域内条锈菌遗传多样性有重要意义。本研究采用 TP-M13-SSR 荧光标记技术对 11 个种群 330 个小麦条锈菌分离株基因组 DNA 进行了
3、 SSR 标记分析。不同海拔区域的条锈菌遗传多样性有明显的差异，高山区的遗传多样性比较丰富，半山区次之，川道区相对比较低。不同生态区域内，小麦条锈菌群体遗传分化程度不同，高山区和半山区遗传分化程度大，基因流小，川道区群体遗传分化程度比较小，基因流大。来自不同海拔区域的菌系具有相同的基因型， 这一结果从分子水平证明了在陇南地区小麦条锈菌在山区与川地之间存在广泛的菌源交流, 可就地完成周年循环。关键词：小麦条锈菌，遗传分化，海拔，SSR 标记SSR analysis of population genetic diversity of Puccinia striifornis f. sp. tri
4、tici in different altitude regions of Longnan, GansuLU Ning-Hai1, 2 WANG Jian-Feng1, 2 ZHAN Gang-Ming1 HUANG Li-Li1 KANG Zhen-Sheng1, 2*1College of Plant Protection, Northwest Agriculture GL, Gaolou Mountain; HC, Hongchuan; HL, Hengling Mountain; JL, Jiangluo; MC, Micang Mountain; PN, Pingnan; QS, Q
5、ishou Mountain; WN, Weinan; YS, Yun Mountain; and ZT, Zhongtan.扩增反应在 PTC-200（BIO-RAD）上进行，PCR 扩增反应程序：94变性 4min；94变性45s，64退火 45s，每循环一次降 0.7，72延伸 45s，10 个循环；94变性 45s，54退火45s，72延伸 45s，25 个循环；72延伸10min，4终止反应。1.6 PCR 扩增产物的电泳检测荧光标记引物扩增的产物经 6.5%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，分子量标准选用荧光标记DNA Marker 50-700 Sizing Standard。电泳过程
6、在LICOR-4300 DNA 自动分析仪（LICOR Biotechnology Division, Lincoln, NE）上进行。1.7 统计分析利用 POPGENE version 1.32 软件（Yeh 1997）计算以下参数： 多态性条带数NP（Number of polymorphic loci） ，多态带百分率P ( Proportion of polymorphic loci)，有效等位基因数 Ne（Effective number of alleles） ，基因多样性指数 H（Gene diversity） ，Shannon 信息指数I（Shannons informati
7、on index） ，Nei 的遗传距离GD（Genetic distances） ，遗传分化系数 Gst。利用Arlequin3.11 软件中的 AMOVA (Analysis of Molecular Variance)进行分子方差分析，统计群体间和群体内的方差、方差分量及贡献率，依此量化评价基因多样性在群体间和群体内的差异和贡献。NTSYSpc-2.11F 软件进行数据分析，用SHAN 程序中的 UPGMA（Unweighted Pair-Group Mean Average, 非加权算术平均聚类）方法进行聚类分析，并通过 Tree plot 模块生成聚类图。2 结果与分析2.1 SSR
8、 引物的 PCR 扩增结果11 对 SSR 引物在 350 个分离株基因组中共扩增出 40 个位点，其中多态性位点 38 个，多态性百分率为 95.0%。各引物所揭示的遗传多样性水平不尽相同，其中引物 CPS09 和 RJ24 扩增出的条带500 Mycosystema较多，CPS15、CPS36 和 RJ27 扩增的条带较少，平均每一对引物扩增出值为 3.64 个条带，3.45 个多态性条带。2.2 小麦条锈菌群体遗传多样性水平在高山区，各群体的遗传多样性水平有显著的差异，高楼山条锈菌群体遗传多样性相对较高，有效等位基因数目（Ne）为 1.39，Neis（1973）基因多样性指数（H）为 0
9、.25，Shannon 信息指数 (I) 为 0.36，扩增出 33 个等位基因位点，其中多态性百分率为 82.5%。米仓山锈菌群体次之，齐寿山的条锈Vol.28 No.4 501http:/ 小麦条锈菌群体遗传多样性水平Table 2 Genetic diversity parameters of Puccinia striiformis f. sp. tritici in three geographical region of Longnan in China群体Population亚群体Sub-populationNe aH bI cNP dP% e高楼山 Gaolou mountai
10、n1.390.250.363382.5米仓山 Micang mountain1.380.230.352972.5齐寿山 Qishou mountain1.320.200.302972.5高山区High mountain物种水平 Species level1.440.270.423895.0凤凰山 Fenghuang mountain1.350.210.333075.0云山 Yun mountain1.390.230.352870.0横岭山 Hengling mountain1.400.230.352870.0平南 Pingnan1.360.220.333075.0半山区Mountainside
11、物种水平 Species level1.410.250.383587.5红川 Hongchuan1.360.220.332665.0江洛 Jiangluo1.330.210.332767.5渭南 Weinan1.290.180.272562.5中滩 Zhongtan1.310.190.282665.0川道区Lowlands物种水平 Species level1.400.240.363280.0注：aNe，有效等位基因数目；bH，Neis (1973)基因多样性指数; cI，Shannon 信息指数；dNP, 多态性位点数; dP%, 多位点带百分率.Note: aNe, effective n
12、umber of alleles; bH Neis (1973), Neis gene diversity; cI, Shannons Information index; dNP, number of polymorphic loci; dP%, percent of polymorphic loci.菌群体遗传多样性相对较低。在半山区，各群体的遗传多样性水平没有显著的差异，Neis（1973）基因多样性指数（H）为0.210.23，Shannon 信息指数 (I)为 0.330.35。在川道区，各群体的遗传多样性水平有一定的差异，红川和江洛锈条菌群体遗传多样性相对较高，Neis（1973）
13、基因多样性指数（H）分别为 0.22和 0.21，Shannon 信息指数 (I) 均为 0.33，渭南和中滩的条锈菌群体遗传多样性相对较低，各遗传多样性参数没有差异。在物种水平上，不同海拔区域的条锈菌遗传多样性有明显的差异，高山区的遗传多样性比较高，有效等位基因数目（Ne）为 1.44，Neis（1973）基因多样性指数（H）为 0.28，Shannon 信息指数 (I) 为 0.42，扩增出 38 个等位基因位点，其中多态性百分率为95.0%。半山区条锈菌遗传多样性次之，川道区条锈菌遗传多样性相对比较低，有效等位基因数目（Ne）为 1.40，Neis（1973）基因多样性指数（H）为 0.
14、24，Shannon 信息指数 (I) 为 0.36，扩增出 32 个等位基因位点，其中多态性百分率为80.0%（表 2） 。表 3 不同海拔区域内小麦条锈菌群体遗传分化及基因流Table 3 Genetic differentiation and gene flow of Puccinia striiformis f. sp. tritici within and among geographical regions in Longnan, ChinaHt aHs bDst cGst dNm e高山区 High mountain0.27 0.21 0.06 0.23 0.83半山区 Moun
15、tainside0.25 0.20 0.05 0.21 0.95川道区 Lowlands0.24 0.21 0.03 0.13 1.67群体 Population0.26 0.22 0.04 0.15 1.42注: aHt, 总的遗传多样性; bHs, 群体内的遗传多样性; cDst, 群体间的遗传多样性; dGst, 遗传分化; eNm, 基因流.Note: aHt, denote gene diversity in the species; bHs, gene diversity within populations; cDst, gene diversity among populations; dGst, population genetic differentiation; eNm, gene flow.2.3 小麦条锈菌群体遗传分化不同海拔高度区域内，小麦条锈菌群体遗传分化程度不同，高山区和半山区遗传分化程度大，基因流小，川道区小麦条锈菌群体遗传分化程度502
