海南三亞和黃淮海地區(qū)玉米小斑病菌致病性及遺傳多樣性分析

常佳迎，劉樹森，石潔，郭寧，張海劍，馬紅霞，楊春鳳

海南三亞和黃淮海地區(qū)玉米小斑病菌致病性及遺傳多樣性分析

常佳迎，劉樹森，石潔，郭寧，張海劍，馬紅霞，楊春鳳

（河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北北部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

【目的】明確海南三亞玉米南繁基地和黃淮海玉米主產(chǎn)區(qū)的玉米小斑病菌（）菌株的致病性差異，以及遺傳多樣性和親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，為海南三亞南繁基地育種過程中玉米品種的抗病性篩選提供理論依據(jù)，并對玉米品種在黃淮海地區(qū)的推廣種植提供參考。【方法】對采集自海南三亞和黃淮海地區(qū)的玉米小斑病病葉進(jìn)行病原菌分離，經(jīng)過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)方法對分離到的菌株進(jìn)行鑒定，共獲得61株玉米小斑病菌菌株。采用人工噴霧接種法對61株小斑病菌菌株的致病力進(jìn)行鑒定；并選取16條擴(kuò)增條帶清晰、重復(fù)性好、多態(tài)性高的引物進(jìn)行ISSR-PCR擴(kuò)增，利用Popgen32生物軟件計(jì)算群體間的遺傳距離和遺傳相似性，并利用NTsys2.10e軟件進(jìn)行聚類分析，構(gòu)建海南三亞與黃淮海地區(qū)小斑病菌的聚類圖?！窘Y(jié)果】致病性測定結(jié)果表明，海南三亞地區(qū)未分離到弱致病力菌株，強(qiáng)致病力菌株個數(shù)占三亞地區(qū)總菌株的57.1%；黃淮海地區(qū)分離到的弱致病力菌株占黃淮海地區(qū)總菌株的47.5%，強(qiáng)致病力菌株占黃淮海地區(qū)總菌株的17.5%。遺傳多樣性分析結(jié)果表明，在群體平均水平上，Nei’s基因多樣性指數(shù)（H）為0.2820，Shannon’s信息指數(shù)（I）為0.4197，表明玉米小斑病菌具有一定的遺傳變異；不同地理種群間的遺傳相似系數(shù)為0.9028—0.9618，遺傳距離為0.0390—0.1023，表明整體遺傳相似系數(shù)較高，遺傳距離較近；但不同地理種群間仍存在不同程度的遺傳分化，其中，河南與河北的菌株群體遺傳相似系數(shù)最高（GS=0.9618），親緣關(guān)系最近；河南和三亞地區(qū)的菌株群體遺傳相似系數(shù)最低（GS=0.9028），親緣關(guān)系相對較遠(yuǎn)。聚類分析結(jié)果表明，三亞地區(qū)菌株和黃淮海地區(qū)菌株在相似系數(shù)為0.722時，明顯被分為兩大類群?！窘Y(jié)論】黃淮海玉米主產(chǎn)區(qū)與海南三亞玉米南繁基地的玉米小斑病菌在致病力上存在一定差異，三亞地區(qū)強(qiáng)致病力菌株的分離頻率高于黃淮海地區(qū)。黃淮海地區(qū)與三亞地區(qū)的菌株群體具有豐富的遺傳多樣性，且遺傳多樣性與地理來源有一定關(guān)系，地域相鄰的菌株遺傳關(guān)系較近；但三亞地區(qū)與黃淮海地區(qū)的菌株遺傳相似系數(shù)相對較高，親緣關(guān)系較近，且兩種群間存在一定基因交流。因此，三亞地區(qū)作為玉米的南繁基地，其自然發(fā)病條件下篩選出對小斑病具有抗性的玉米品種或抗性親本材料，對黃淮海地區(qū)小斑病抗性的逐年提高具有一定的影響，有利于減輕黃淮海地區(qū)病害的發(fā)生。

玉米小斑病菌；玉米小斑??；南繁基地；海南三亞；黃淮海地區(qū)；致病性；遺傳多樣性

0 引言

【研究意義】玉米是中國主要的糧食作物之一，具有很高的營養(yǎng)價值，也是重要的飼料作物和工業(yè)原料，其經(jīng)濟(jì)地位不容忽視。隨著玉米種植面積的逐年增長，栽培模式向輕簡化發(fā)展，生產(chǎn)上對抗病品種的需求日益迫切。目前，有能力采用人工接種技術(shù)選育抗病品種的單位和育種家較少，在常年發(fā)病較重區(qū)域設(shè)置自然鑒定圃是育種家的首選。海南省三亞市作為玉米育種擴(kuò)繁加代的一個重要地區(qū)，其小斑病發(fā)生較為普遍。能否依據(jù)品種（系）在海南田間小斑病的自然發(fā)病結(jié)果，淘汰抗性差的品種（系），選擇抗性較好的品種（系），并在黃淮海夏玉米種植區(qū)應(yīng)用是一個亟待解決的問題。因此，明確三亞地區(qū)與黃淮海地區(qū)病原菌致病性和遺傳多樣性上的差異，對育種過程中玉米品種小斑病抗性篩選及其在黃淮海地區(qū)種植具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】玉米小斑病是黃淮海和南方玉米種植區(qū)主要的葉部病害之一，其致病菌為玉蜀黍平臍孺孢（），可在玉米全生育期侵染引起病癥，具有較強(qiáng)的侵染性和致病力[1-3]。在適宜的條件下，玉米小斑病菌可在接種24 h后侵染引起葉片壞死[4]，隨后在病斑上產(chǎn)生的分生孢子可借助氣流傳播，成為再侵染源[5]。玉米小斑病的發(fā)生和流行嚴(yán)重影響了玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，發(fā)病較輕的地塊可造成10%—30%的產(chǎn)量損失，重病田減產(chǎn)高達(dá)80%[6-8]。研究表明，小斑病菌不同菌株在菌絲生長速率、產(chǎn)孢量、菌落特征等生物學(xué)特性方面存在差異[9-10]；不同菌株對相同玉米品種的致病性存在明顯差異[1-3]。簡單序列重復(fù)區(qū)間擴(kuò)增多態(tài)性（inter-simple sequence repeat，ISSR）分子標(biāo)記技術(shù)具有操作簡單、穩(wěn)定性好、多態(tài)性高等優(yōu)點(diǎn)[11-12]，目前廣泛應(yīng)用于病原菌的遺傳多樣性分析，如玉米灰斑病菌（spp.）[13]、玉米大斑病菌（）[14]、玉米圓斑病菌（）[15]等。郭云燕等[16]利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對不同省份間的玉米南方銹病病原菌（）進(jìn)行分析，探討了其病原菌初侵染來源；馬紅霞等[17]采用ISSR-PCR方法對不同地區(qū)的禾谷鐮孢（）復(fù)合種進(jìn)行了遺傳多樣性分析，結(jié)果表明不同地理種群間遺傳多樣性與地理來源有關(guān)；常佳迎等[18]采用ISSR分子技術(shù)分析了黃淮海地區(qū)不同年份的彎孢葉斑病菌（），結(jié)果表明年度間菌株具有一定差異，推測菌株的初侵染源為外來菌源；梅玉云[19]和廖蕾[20]采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)分別對安徽省不同地區(qū)和福建省不同地區(qū)的小斑病菌進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明小斑病菌群體存在豐富的遺傳多樣性，同一省份內(nèi)不同地區(qū)菌株的親緣關(guān)系與地理來源有一定的相關(guān)性?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】玉米小斑病菌具有較強(qiáng)的寄主適應(yīng)性和致病力，且來自同一省份不同地區(qū)的菌株致病性和遺傳多樣性存在差異，但海南三亞地區(qū)與黃淮海地區(qū)的病原菌致病性和親緣關(guān)系并未明確報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對采集自海南三亞和黃淮海地區(qū)的玉米小斑病菌菌株進(jìn)行致病性和遺傳多樣性差異分析，了解兩地菌株的致病性差異和親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，明確三亞地區(qū)自然發(fā)病條件下篩選獲得的玉米材料在黃淮海地區(qū)是否具有種植價值，以期為周年內(nèi)兩代抗病育種工作的順利進(jìn)行提供參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2018年10月至2019年6月在河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所完成。

1.1 材料

供試菌株：2018年9月從河北、河南和山東省采集夏玉米小斑病病葉，2019年2月從海南省三亞市采集南繁玉米小斑病病葉，放置于標(biāo)本夾中，待水分去除后轉(zhuǎn)入干燥信封袋中保存?zhèn)溆谩２捎贸Ｒ?guī)病害組織分離法[21]和單孢純化法[22]獲得病原菌，對獲得的病原菌進(jìn)行形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定（ITS序列分析），共獲得61株玉蜀黍平臍蠕孢（表1）。

供試品種：選用小斑病感病自交系B73進(jìn)行病原菌致病性測定。

1.2 致病性分析

1.2.1 病原菌擴(kuò)繁 將分離獲得的61個菌株分別轉(zhuǎn)接至PDA培養(yǎng)基平板上，黑暗條件下30℃培養(yǎng)5 d后，轉(zhuǎn)接到高粱粒培養(yǎng)基上培養(yǎng)10 d，用無菌水將分生孢子洗下，制成分生孢子懸浮液（1×105個/mL），加入0.01%吐溫20（V/V）備用。

1.2.2 室內(nèi)致病性測定 在花盆（上口直徑：11.5 cm，下口直徑：10.5 cm，高：8.5 cm）中種植玉米自交系B73，每盆種植4株，共種植61盆，待玉米苗長至3葉期，采用人工噴霧接種的方法，噴施分生孢子懸浮液，每個菌株噴施1盆，且均勻噴施等量（10 mL）的分生孢子懸浮液。接菌后保濕48 h，7 d后調(diào)查發(fā)病情況，測量病斑大小，記錄病斑特征，采用透明刻度板（5 mm方格）評估發(fā)病面積。

1.3 遺傳多樣性分析

1.3.1 模板DNA的制備 將分離獲得的61個菌株分別接種到PDA培養(yǎng)基上，30℃培養(yǎng)7 d，收集氣生菌絲。采用真菌基因組提取試劑盒（北京艾德來生物科技有限公司），按照說明書提取各菌株的DNA。采用ND2000微量紫外分光光度計(jì)（Thermo，USA）測定所獲得的DNA質(zhì)量和濃度，統(tǒng)一稀釋至30 ng·μL-1，于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 ISSR分析 根據(jù)梅玉云[19]和廖蕾[20]的研究，選取16條ISSR引物用于本試驗(yàn)（表2）。ISSR反應(yīng)體系：DNA模板1 μL（30 ng·μL-1），2×EsTaq Master Mix 10 μL，Primer（10 μmol·L-1）1.5 μL，加ddH2O補(bǔ)足至20 μL。PCR反應(yīng)程序：95℃預(yù)變性5 min，94℃變性40 s，退火（視不同引物而定）45 s，72℃延伸1.5 min，30個循環(huán)，最后72℃延伸10 min。

PCR擴(kuò)增產(chǎn)物在1.8%瓊脂糖凝膠上以100 V，電流100 mA電泳55 min，使用GelDoc XR+凝膠成像系統(tǒng)照相。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 統(tǒng)計(jì)并記錄ISSR電泳圖譜條帶，在相同大小的位置有條帶的標(biāo)記為1，無條帶的標(biāo)記為0。采用Popgen32軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算海南三亞和黃淮海地區(qū)群體間的Shannon’s多樣性指數(shù)、群體間的遺傳距離和遺傳相似性[23-24]；利用NTsys2.10e軟件，采用clustering模塊中的SAHN按照非加權(quán)組平均法（UPGMA）進(jìn)行聚類分析，并構(gòu)建系統(tǒng)聚類圖。

2 結(jié)果

2.1 不同地區(qū)小斑病菌的致病性分析

致病性測定結(jié)果表明，61株小斑病菌在玉米自交系B73上的致病力、病斑大小和病斑形狀存在明顯差異。病斑形狀可分為：受葉脈限制的長方形和不受葉脈限制的橢圓形，有明顯褐色邊緣和無褐色邊緣；病斑顏色分為淺黃色、黃褐色和深褐色（表1）。依據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——玉米抗病蟲性鑒定技術(shù)規(guī)范（NY/T1248.2—2016）》的分級標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)發(fā)病面積將致病力劃分為強(qiáng)、中、弱3個等級，發(fā)病面積≤10%為弱致病力菌株；10%＜發(fā)病面積≤30%為中等致病力菌株；發(fā)病面積＞30%為強(qiáng)致病力菌株。由表1可見，黃淮海地區(qū)40個菌株中有19個為弱致病力菌株，占黃淮海地區(qū)總菌株的47.5%，14個菌株為中等致病力菌株，占黃淮海地區(qū)總菌株的35.0%，7個為強(qiáng)致病力菌株，占黃淮海地區(qū)總菌株的17.5%；海南三亞地區(qū)的21個菌株中無弱致病力菌株，9個中等致病力菌株，占三亞地區(qū)總菌株的42.9%，其余12個菌株為強(qiáng)致病力菌株，占三亞地區(qū)總菌株的57.1%。觀察結(jié)果表明，在玉米品種上形成的病斑顏色深、無褐色邊緣的菌株致病力普遍較強(qiáng)。

表1 黃淮海地區(qū)和海南三亞小斑病菌的致病性測定

續(xù)表1 Continued table 1

續(xù)表1 Continued table 1

“-”：無褐色邊緣no brown edge；“+”：有褐色邊緣With brown edges

2.2 不同地區(qū)小斑病菌的遺傳多樣性

2.2.1 不同地區(qū)小斑病菌的遺傳多態(tài)性分析 選取的16條引物具有較好的多態(tài)性，共獲得177個條帶，分布在100—10 000 bp，其中多態(tài)性條帶140個，占79.10%。不同引物擴(kuò)增獲得的條帶數(shù)目為7—17條，平均每個引物獲得9個多態(tài)性條帶，其中引物808獲得條帶數(shù)最多（17條），引物812獲得的條帶數(shù)最少，僅為7條；16條引物的多態(tài)性條帶比率為44.44%—100.00%（表2）。

將61株小斑病菌按省份分為4個地理種群，其遺傳多態(tài)性分析如表3所示。在群體平均水平上，多態(tài)性位點(diǎn)為140個，多態(tài)性位點(diǎn)平均比率為79.10%，觀察等位基因數(shù)（Na）為1.7910，有效等位基因數(shù)（Ne）為1.4904，Nei’s基因多樣性指數(shù)（H）為0.2820，Shannon’s信息指數(shù)（I）為0.4197，表明玉米小斑病菌具有一定的遺傳變異。

不同地理來源的種群間，H值在0.1717—0.2783，I值在0.2505—0.4072，表明不同地理種群間的玉米小斑病菌遺傳多樣性具有一定差異?？傮w而言，河北（0.2783）和海南三亞（0.2437）種群遺傳多樣性較高，河南（0.2137）種群次之，山東（0.1717）種群較低（表3），基因多樣性指數(shù)的差異可能受分析所用種群中菌株數(shù)量的影響。

分析得到4個地理種群總基因多樣性（Ht）為0.2664，各地理種群內(nèi)基因多樣性（Hs）為0.2268，地理群體間的基因多樣性（Dst）為0.0396，表明相同省份來源的菌株具有較近的親緣關(guān)系。地理種群間的基因分化系數(shù)（Gst）為0.1484，這說明不同地理種群間遺傳變異占種群總遺傳變異的14.84%，大部分遺傳變異（85.16%）發(fā)生在種群內(nèi)。根據(jù)遺傳分化系數(shù)估算的基因流的值Nm=2.8690（＞1），表明地理種群間存在一定的基因交流。

2.2.2 不同地區(qū)小斑病菌的遺傳相似性分析 為進(jìn)一步分析玉米小斑病菌各地理種群間的遺傳分化程度，將分離到的61株小斑病菌按省份分組，計(jì)算Nei’s遺傳相似性（GS）和遺傳距離（GD）（表4）。不同地理種群間的遺傳相似系數(shù)為0.9028—0.9618，遺傳距離為0.0390—0.1023。遺傳相似系數(shù)均＞0.9000，遺傳距離最大僅為0.1023，表明整體遺傳相似系數(shù)較高，遺傳距離較近；但不同地理種群間仍存在不同程度的遺傳分化。其中，河南與海南的菌株群體遺傳相似系數(shù)相對較低（GS=0.9028），遺傳距離較遠(yuǎn)（GD=0.1023），親緣關(guān)系相對較遠(yuǎn)；河北與河南的遺傳相似系數(shù)相對較高（GS=0.9618），遺傳距離相對較近（GD=0.0390），親緣關(guān)系較近。

表2 ISSR引物擴(kuò)增結(jié)果

2.2.3 不同地區(qū)菌株間親緣關(guān)系的聚類分析 利用NTsys2.10e軟件對61株小斑病菌進(jìn)行ISSR聚類分析，菌株間具有豐富的遺傳多樣性，相似系數(shù)在0.71—0.95（圖1）。在相似系數(shù)為0.722時，所有的菌株被分成兩大群（Group 1和Group 2）。在相似系數(shù)為0.74時，Group 1可分為2個亞群，subgroupⅠ包含1個河南菌株，2個三亞菌株，13個河北菌株；subgroupⅡ包含2個山東菌株，2個三亞菌株，9個河南菌株，11個河北菌株。Group 2包含1個山東菌株，3個河北菌株，17個三亞菌株。根據(jù)ISSR聚類分析結(jié)果，黃淮海地區(qū)的菌株多分布于Group 1，而三亞地區(qū)的菌株群體多分布于Group 2。

圖1 玉米小斑病菌的UPGMA聚類分析

表3 玉米小斑病菌不同地理種群的遺傳多樣性水平

表4 玉米小斑病菌不同地理種群間的遺傳相似性和遺傳距離

對角線上方為遺傳相似系數(shù)，下方為遺傳距離Nei’s genetic similarity coefficient (above diagonal) and genetic distance (below diagonal)

3 討論

研究表明，玉米小斑病菌致病力分化十分明顯[25]，且小斑病菌的毒力與地理位置無關(guān)[26]，不同菌株對相同玉米品種/自交系的致病力不同，且形成的病斑類型均有明顯差異[1-3]。在中國玉米產(chǎn)區(qū)具有強(qiáng)致病力和中等致病力的小斑病菌菌株占有明顯優(yōu)勢[27-28]。本研究結(jié)果表明，不同菌株在同一個玉米自交系上造成的病斑類型不同，病斑大小也存在一定差異。海南三亞地區(qū)未分離到弱致病力菌株，強(qiáng)致病力菌株占三亞地區(qū)總菌株的57.1%，為優(yōu)勢種群；黃淮海地區(qū)分離到的弱致病力菌株占黃淮海地區(qū)總菌株的47.5%，為主要種群，強(qiáng)致病力菌株占17.5%，因此海南三亞地區(qū)強(qiáng)致病力菌株的分離頻率高于黃淮海地區(qū)。推測可能是受黃淮海玉米種植區(qū)推廣抗病品種的影響，導(dǎo)致病原菌的致病力減弱；而在海南三亞地區(qū)進(jìn)行材料的南繁，不考慮材料的抗病性，其南繁材料中大部分對小斑病表現(xiàn)更為敏感，因此在三亞也聚集了更多的強(qiáng)致病力菌株。

本研究通過對分離自黃淮海地區(qū)和海南三亞地區(qū)的61株玉米小斑病菌的ISSR片段多樣性進(jìn)行分析，共獲得140個多態(tài)性條帶，多態(tài)性比率為79.10%，表明黃淮海地區(qū)和三亞地區(qū)的小斑病菌具有豐富的遺傳變異，不同地理種群間小斑病菌的遺傳多樣性具有一定差異，這與梅玉云[19]和廖蕾[20]的研究結(jié)果一致。不同地理種群間的遺傳相似系數(shù)和遺傳距離表明，整體遺傳相似系數(shù)較高，遺傳距離較近；但地理種群間存在地域相鄰，遺傳關(guān)系相對較近，遺傳相似系數(shù)較高的特點(diǎn)。聚類分析顯示，海南三亞與黃淮海地區(qū)的小斑病菌具有一定地理隔離，且小斑病菌的遺傳親緣關(guān)系與地理來源有一定的相關(guān)性；但Group 1中包含4個三亞地區(qū)的菌株而Group 2包含4個黃淮海地區(qū)的菌株，同時遺傳分化系數(shù)估算的基因流的值Nm=2.8690（＞1），表明黃淮海和海南三亞地區(qū)地理種群間存在一定的基因交流，可能是在育種材料的調(diào)運(yùn)過程中隨種子、穗軸苞葉等傳播，以及北上氣流的影響，導(dǎo)致部分菌株在三亞和黃淮海地區(qū)的交叉定殖。鑒于海南的小斑病菌致病力更強(qiáng)，今后應(yīng)加強(qiáng)該病害的檢疫和監(jiān)測工作。

王群[29]對299份山東省玉米引種備案品種（系）和101份黃淮海玉米趨勢試驗(yàn)品種（系）進(jìn)行玉米小斑病的抗性鑒定，結(jié)果顯示表現(xiàn)為高抗和抗病的品種占96.25%，沒有表現(xiàn)高感的玉米品種；施艷等[30]鑒定了2015—2017年河南省夏玉米品種對小斑病的抗性，結(jié)果表明中抗品種占主要地位，而具有抗性的品種比率呈逐年上升趨勢，且同一品種在不同年份抗性表現(xiàn)較為穩(wěn)定；陸銀萍[31]采用人工噴霧法檢測了安徽省2010—2014年參與鑒定的696個玉米品種對小斑病的抗性，發(fā)現(xiàn)抗性等級為高抗和中抗的品種占鑒定總數(shù)的比例呈總體上升趨勢；由此可見，黃淮海地區(qū)近年來的主栽品種對小斑病的抗性提高，可能得益于育種過程中對品種抗病性的篩選。同時，建議育種家對已經(jīng)形成的有望生產(chǎn)應(yīng)用的組合在海南三亞地區(qū)開展小斑病抗性鑒定工作，也可在品種選配中采用在三亞表現(xiàn)抗小斑病的親本，在較高壓力下確定新品種的抗性水平，組配出抗小斑病的品種。

海南三亞作為玉米南繁育種的重要基地，其小斑病發(fā)生普遍，本研究結(jié)果證明三亞地區(qū)強(qiáng)致病力菌株所占比例較黃淮海地區(qū)高，三亞地區(qū)菌株與黃淮海地區(qū)菌株的整體遺傳相似系數(shù)較高，遺傳距離較近，且兩地之間的菌株存在一定的基因交流。因此，在三亞地區(qū)田間育種過程中，根據(jù)田間自然發(fā)病情況對品種的抗病性進(jìn)行篩選具有一定意義，有利于篩選出對小斑病抗性較好的玉米品種。因黃淮海地區(qū)弱致病菌群占主要地位，因此對于在海南田間小斑病發(fā)生較重的玉米品種（系），若其他田間性狀（如產(chǎn)量等）表現(xiàn)較好，可在黃淮海田間進(jìn)行多點(diǎn)抗性測試，進(jìn)一步明確其抗性后，再決定是否淘汰。

4 結(jié)論

黃淮海玉米主產(chǎn)區(qū)與海南三亞玉米南繁基地的玉米小斑病菌在致病力上存在一定差異，黃淮海玉米主產(chǎn)區(qū)小斑病菌菌株以弱致病菌群為主，海南三亞以強(qiáng)致病菌群為主。遺傳多樣性分析結(jié)果表明，黃淮海地區(qū)與三亞地區(qū)的菌株群體具有豐富的遺傳多樣性，兩地菌株整體遺傳相似系數(shù)較高，遺傳距離較近，且兩地之間的菌株存在一定的基因交流。三亞地區(qū)作為玉米的南繁基地，其自然發(fā)病條件下篩選出具有小斑病抗性的玉米品種或抗性親本材料，對于黃淮海玉米種植區(qū)小斑病抗性的逐年提高有一定的影響，其篩選具有應(yīng)用價值。

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Pathogenicity and Genetic Diversity ofin Sanya, Hainan and Huang-Huai-Hai Region

CHANG JiaYing, LIU ShuSen, SHI Jie, GUO Ning, ZHANG HaiJian, MA HongXia, YANG Chunfeng

(Plant Protection Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences/Key Laboratory of IPM on Crops in Northern Region of North China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/IPM Centre of Hebei Province, Baoding 071000, Hebei)

【Objective】The objective of this study is to clarify the pathogenicity differences, genetic diversity and relationship among thestrains from southern maize breeding base of Sanya, Hainan and Huang-Huai-Hai region, and to provide a theoretical basis for screening resistance of maize varieties under natural disease conditions in the breeding process. It also provides a reference for the popularization and utilization of maize varieties in Huang-Huai-Hai region.【Method】The pathogens were isolated from diseased leaves collected from Sanya, Hainan and Huang-Huai-Hai region, and a total of 61 strains were obtained by identification of morphology and molecular biology. The pathogenicity of 61 strains was identified by an artificial spray inoculation method, and 16 primers with clear, repetitive and polymorphic bands were used for ISSR-PCR. Popgen32 software was used to calculate the genetic distance and genetic similarity among the populations, and NTsys2.10e software was used for cluster analysis and constructing a cluster map of the pathogens in Sanya, Hainan and Huang-Huai-Hai region.【Result】The results of pathogenicity test showed that there was no weak pathogenic strain and 57.1% strong pathogenic strains isolated from Sanya, Hainan, while that of Huang-Huai-Hai region accounted for 47.5% and 17.5%, respectively. The results of genetic diversity analysis showed that the Nei’s gene diversity index (H) was 0.2820 and Shannon’s information index (I) was 0.4197 on the average level of population, indicating that there was a certain genetic variation in the pathogen. The genetic similarity coefficient was 0.9028-0.9618 and the genetic distance was 0.0390-0.1023 among different geographical populations, which indicated that the overall genetic similarity coefficient was relatively high and the genetic distance was close, but there were still different degrees of genetic differentiation among different geographical populations. Among which, the genetic similarity coefficient of strains in Henan and Hebei was the highest (GS=0.9618), and the genetic relationship was the closest; the genetic similarity coefficient of strains in Henan and Sanya was the lowest (GS=0.9028), and the genetic relationship was relatively far. The cluster analysis showed that the strains in Sanya and Huang-Huai-Hai region were obviously divided into two groups when the similarity coefficient was 0.722.【Conclusion】There are some differences inpathogenicity between the main maize producing area of Huang-Huai-Hai region and the southern maize breeding base of Sanya, Hainan. The isolation frequency of the strong pathogenic strains in Sanya was higher than that in Huang-Huai-Hai region. The strain populations in Huang-Huai-Hai region and Sanya region have rich genetic diversity, and genetic diversity has a certain relationship with geographical origin. The genetic relationship of the strains in the adjacent regions was relatively close. However, the genetic similarity coefficient of strains between Sanya region and Huang-Huai-Hai region is relatively high, the genetic relationship is close, and also there are some gene exchanges between the two populations. Therefore, selection of resistant maize varieties or resistant parent materials under natural conditions in southern maize breeding base of Sanya has a certain effect on the yearly increase of resistance to southern corn leaf blight in Huang-Huai-Hai region, which is helpful to reduce the occurrence of disease in Huang-Huai-Hai region.

;southern corn leaf blight; southern maize breeding base; Sanya, Hainan; Huang-Huai-Hai region; pathogenicity; genetic diversity

2019-09-04；

2019-10-23

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-02）

常佳迎，E-mail：cjy198908@163.com。通信作者石潔，E-mail：shij99@163.com

（責(zé)任編輯 岳梅）