海南橡膠樹(shù)白粉菌的群體遺傳結(jié)構(gòu)研究

曹學(xué)仁 車(chē)海彥 羅大全

摘要白粉病是海南橡膠樹(shù)上發(fā)生最嚴(yán)重的葉部病害，為了明確海南橡膠樹(shù)白粉菌群體的遺傳結(jié)構(gòu)，本研究對(duì)海南7個(gè)市（縣）的橡膠樹(shù)白粉菌的ITS序列進(jìn)行分析。結(jié)果表明，95個(gè)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(gè)，且在7個(gè)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(yàn)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(duì)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(shù)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(shù)白粉病;橡膠樹(shù)粉孢;ITS序列;群體遺傳結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：S 435.76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018187

天然橡膠是重要的國(guó)家戰(zhàn)略物資，我國(guó)天然橡膠種植面積已超過(guò)113萬(wàn)hm²，其中海南和云南的種植面積占全國(guó)的95%以上。由專性寄生的橡膠樹(shù)粉孢Oidium heveae Steinm.引起的白粉病是我國(guó)橡膠樹(shù)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(shù)嫩葉、嫩芽、嫩梢和花序，因此病害主要流行于橡膠樹(shù)大量抽嫩葉的春季。該病在中國(guó)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(lái)越高。病害發(fā)生嚴(yán)重時(shí)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(lèi)分析

采用MEGA 6.0計(jì)算了7個(gè)群體問(wèn)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(shù)（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(lè)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(lè)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(gè)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(duì)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(duì)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(duì)海南7個(gè)市縣的橡膠樹(shù)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(shù)白粉菌菌株問(wèn)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?jiǎn)柎嬖陬l繁的基因交流。分析原因有兩方面，一是橡膠樹(shù)白粉菌為氣傳性病害，可隨風(fēng)在各地區(qū)問(wèn)傳播;二是橡膠樹(shù)作為一種高大喬木，壽命長(zhǎng)，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(shù)栽培品種單一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2006年‘RRIM600和‘PRl07兩個(gè)品種占海南墾區(qū)總開(kāi)割橡膠樹(shù)株數(shù)的92.2%。加上迄今還未選出一個(gè)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(shù)白粉菌在各地區(qū)問(wèn)交流頻繁，寄主對(duì)病原菌的選擇壓力小。

本研究中，單倍型HI在每個(gè)群體中均有分布，共88個(gè)樣品，占總樣品數(shù)量的92%。說(shuō)明橡膠樹(shù)白粉菌具有長(zhǎng)距離傳遞基因流的潛力，病菌在不同地區(qū)問(wèn)擴(kuò)散的無(wú)性繁殖方式導(dǎo)致每個(gè)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(shù)白粉菌有性時(shí)期是一致的。

從不同地區(qū)來(lái)看，三亞和樂(lè)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(lèi)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(lè)東，這可能是由于三亞和樂(lè)東位于海南五指山南部且相鄰，冬春氣溫相對(duì)較高，是海南每年春季橡膠樹(shù)最先抽葉的地方，也是每年春季橡膠樹(shù)白粉病最先開(kāi)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(shù)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(lèi)型分子標(biāo)記，研究橡膠樹(shù)白粉菌群體的遺傳變異動(dòng)態(tài)。