烟草是湖北省重要的经济作物,种植烟草是烟农脱贫致富的重要途径之一。近几年来,湖北省烟区烟草赤星病发生严重,降低了烟草品质和产量,影响了烟草种植业的发展。本研究通过形态学和分子生物学方法对湖北省烟草赤星病的病原进行鉴定,在此基础上研究病原菌的生物学特性和遗传多样性,主要研究结果如下:从湖北省恩施、十堰、襄阳和宜昌4个产烟区烟草赤星病样本上分离获得72株链格孢菌,在致病性测定基础上通过形态学和基于rDNA-ITS、Calmodulin和Plasma membraneATPase基因序列的分子辅助鉴定,证实引起湖北省烟草赤星病的病原菌为长柄链格孢(Alternaria longipes)、细极链格孢(Alternaria tenuissima)、链格孢(Alternaria alternata)和鸭梨链格孢(Alternaria yaliinficiens)。长柄链格孢和细极链格孢产孢链均为直链,少有分支,但长柄链格孢大部分孢子顶端常延伸成40~70μm长的假喙,而细极链格孢成熟分生孢子孢身中部有颜色加深的横隔膜,且隘缩更明显;链格孢和鸭梨链格孢产孢链都有大量分支;但链格孢形成的产孢链多为矮树状,主链3~12个孢子,支链1~5个孢子,孢子多椭圆、卵圆或倒棍棒状,鸭梨链格孢主链8~18个孢子,支链1~4个孢子,主链孢子数明显多于支链孢子数,且孢子多是卵形或椭圆形。分子鉴定结果表明ITS序列和Calmodulin基因序列不能有效区分4种链格孢菌;而ATPase基因的鉴定结果与形态学鉴定结果一致。四个链格孢种在各个烟区分布不尽相同,其中长柄链格孢是优势种,占总数的67%。对链格孢代表性菌株生物学特性的研究表明,4个种的链格孢菌株在温度为5~30℃、pH为4~10条件下均能生长,最适宜的生长温度为25~30℃;长柄链格孢最适pH为5~6,其他种的链格孢最适宜生长的pH为6~8。4个链格孢种均能利用多种碳源和氮源,但不同的种类对碳源、氮源的利用程度有所差异。以甘露醇和半乳糖作为碳源时鸭梨链格孢生长最快,乳糖、葡萄糖等5种碳源最适宜链格孢生长,长柄链格孢最适碳源为蔗糖且在各种碳源下均生长最慢。细极链格孢、链格孢和鸭梨链格孢在蛋白胨作为氮源时生长最快,而长柄链格孢的最适氮源为氯化铵。对4个种代表性菌株致病力的研究结果表明,不同种的链格孢菌致病力存在差异,其中细极链格孢、链格孢、长柄链格孢均存在强致病力菌株,而鸭梨链格孢菌株均表现为弱致病力。不同温度及保湿时间对长柄链格孢的致病力有显著影响,最适发病温度为25~30℃,温度低于15℃或高于35℃时不发病;保湿时间与病害严重度呈正相关。采用Inter-Simple Sequence Repeat(ISSR)分子标记技术研究34个长柄链格孢病原菌的遗传多样性,结果表明,4个地区的长柄链格孢菌Nei’s多样性指数为0.1118~0.2061,Shnanon信息指数为0.1972~0.3177,其中十堰种群的Nei’s多样性指数和Shnanon信息指数均为4个地理种群中最高,34个长柄链格孢菌株间具有丰富的遗传多样性。4个地理来源种群的遗传距离聚类分析结果表明,十堰和襄阳,恩施与宜昌的菌株亲缘关系分别较近;4个不同地理种群的基因流(Nm)为3.2740,表明不同地理来源的种群间存在基因流动。当相似系数设定为0.79时,34个菌株的UPGAM聚类分析可将供试菌株分为4个类群,其中类群2包括了31个菌株,为优势类群,聚类分析结果表明菌株之间的遗传多态性与其地理来源无明显的相关性。