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由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae, Mo)引起的稻瘟病是世界上最具破坏性的水稻病害之一。选育和利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、有效的措施。了解目标地区稻瘟病菌群体生理小种(致病型)构成及品种抗性是合理选育和应用抗病品种的基础。本研究用近十年间(2006-2015年) 3个年份(2006、2011和2015年)的群体菌株接种中国鉴别品种，以明确参试年份菌株生理小种结构。同时接种3个年份黑龙江省水稻品种，明确其总体抗谱及对生理小种的抗谱。本研究还对与 Pi12 互作的无毒基因AvrPi12进行了精细定位。主要结果如下：
1. 黑龙江省稻瘟病菌生理小种结构
使用中国鉴别品种对黑龙江省近十年间3个年份(2006、2011和2015年)群体的296个稻瘟病菌株进行生理小种鉴定，结果表明，2006年群体(97个菌株)鉴定出6群12个生理小种；2011年群体(103个菌株)鉴定出6群14个生理小种；2015年群体(96个菌株)鉴定出7群25个生理小种。2006、2011和2015年生理小种检测频率ftr分别为12.4%、13.6%和26.0%，多样性系数hrdi分别为0.798、0.813和0.947。研究发现，3个群体中均出现特异生理小种，2006、2011 和 2015 年群体出现的特异生理小种分别有1、4和13个，群体特异生理小种频率fpsr分别为9.1%、30.8%和52.0%。优势生理小种菌株出现频率fdri值的变化较大，2006年、2011年和2015年群体的优势生理小种总频率ftdri分别为76.0%、73.8%和35.4%，黑龙江省近十年间3个群体的稻瘟病菌优势生理小种群为ZD和ZE群。ZD1和ZE1为3个种群中共同存在的优势生理小种。
区域内生理小种结构与品种种植情况有关。研究统计了近十年间3个年份的主栽品种种植情况相关数据，并结合生理小种在近十年间的结构变化情况，分析了品种种植情况与生理小种结构之间的关系。研究发现，黑龙江省近十年间水稻主栽品种总数量增加2.4倍，同时黑龙江省水稻种植面积同步增长2倍。黑龙江省近十年间水稻种植结构在品种和种植面积进行了较大调整；同时研究表明，生理小种多样性逐年增加，特异性生理小种的种类和频率也在逐年增加。因此，可以推断生理小种多样性与品种多样性呈正相关。
2. 水稻品种的抗性评价
使用参试年度已经鉴定过生理小种的菌株共计280个分别接种当年度品种，通过分析品种对参试群体菌株总体抗性、生理小种群抗性、优势生理小种抗性以及对优势生理小种总体抗性来评价参试品种的抗性表现。
使用2006年已鉴定生理小种的97个菌株(优势生理小种群是ZD和ZE群)接种当年39个水稻品种。总体表现高抗的参试品种有6个；对优势生理小种群ZD和ZE群分别表现高抗的品种有4和6个；对3个优势小种(ZD1、ZE1和ZD5)总体表现高抗的品种有10个；对3个优势生理小种分别表现高抗的品种有5、11和10个。
使用2011年已鉴定生理小种的87个菌株(优势生理小种群是ZD和ZE群)接种当年40个水稻品种进行，总体表现高抗的品种有18个；对所有生理小种群均表现高抗的品种有5个；对优势生理小种群ZD和ZE群分别表现高抗的品种有18和8个；对3个优势生理小种(ZD5、ZD1和ZE1)总体表现高抗的品种有20个；对3个优势生理小种分别表现高抗的品种有16、22和9个。
使用2015年已鉴定生理小种的96个稻瘟病菌(优势生理小种群是ZD和ZE群)接种当年24个水稻品种进行，对所有生理小种群均表现高抗的品种有2个；对优势生理小种群ZD 和 ZE群分别表现高抗的品种各有 10个；对 3 个优势生理小种(ZE1、ZD1和ZD3)总体表现高抗的品种有10个；对3个优势生理小种分别表现高抗的品种有8、8和11个。
黑龙江省种子管理局数据统计显示，2006-2011 年黑龙江省水稻种植结构以空育131为主要品种，2011-2015年转变为以龙粳31为主要种植品种，并且品种数量增加。本研究发现空育131抗性较差，当龙粳31育成后，以其抗谱广且抗性稳定等突出特点代替空育131得到大面积推广。自2013年以来，未见黑龙江稻瘟病大面积发生的报道。这说明黑龙江省水稻品种的合理选育与利用是成功控制当地稻瘟病爆发的主要因素。
3. 稻瘟病菌全基因组简单重复序列(SSR)标记物理图谱的更新及无毒基因 AvrPi12的精细定位
本研究在本实验室原有研究的基础上，对稻瘟病菌遗传连锁图进行更新。在原有的120个SSR标记中，4个旧标记MS4-6、MS4-7、MS6-15和MS7-2被删除；新增18个SSR标记，使得1-7号染色体上分别有25、22、16、19、14、17和17个标记，supercontig 8.8上有4个标记，最终形成新版本的稻瘟病菌全基因组SSR标记物理图谱。
使用稻瘟病菌田间菌株CHL42和CHL357以及二者杂交得到的219个子囊孢子菌株接种携带抗性基因Pi12的水稻品种IRBL12-M并进行致病性分析。结果显示，表现毒性与无毒的后代菌株数量符合1:1的分离比例，表明CHL42对水稻品种IRBL12-M的无毒性是由单基因控制的，将该基因命名为AvrPi12。利用分离群体分析法(bulked-segregantanalysis, BSA)对该基因进行快速定位，从新版本稻瘟病菌全基因组SSR物理图谱中，筛选了134个SSR标记。其中，位于6号染色体的SM6-1、SM6-2、SM6-5等11个标记与该基因连锁，因此将AvrPi12定位在6号染色体上。为了进一步精细定位AvrPi12，基于70-15序列新开发了6个标记进行第2轮连锁分析。通过新开发的4个连锁标记LSM6-4、LSM6-6、LSM6-9和LSM6-1将无毒基因定位在LSM6-5与TEL12之间。同时对AvrPi12构建了基于菌株70-15基因组序列的物理图谱。
1. 黑龙江省稻瘟病菌生理小种结构
使用中国鉴别品种对黑龙江省近十年间3个年份(2006、2011和2015年)群体的296个稻瘟病菌株进行生理小种鉴定，结果表明，2006年群体(97个菌株)鉴定出6群12个生理小种；2011年群体(103个菌株)鉴定出6群14个生理小种；2015年群体(96个菌株)鉴定出7群25个生理小种。2006、2011和2015年生理小种检测频率ftr分别为12.4%、13.6%和26.0%，多样性系数hrdi分别为0.798、0.813和0.947。研究发现，3个群体中均出现特异生理小种，2006、2011 和 2015 年群体出现的特异生理小种分别有1、4和13个，群体特异生理小种频率fpsr分别为9.1%、30.8%和52.0%。优势生理小种菌株出现频率fdri值的变化较大，2006年、2011年和2015年群体的优势生理小种总频率ftdri分别为76.0%、73.8%和35.4%，黑龙江省近十年间3个群体的稻瘟病菌优势生理小种群为ZD和ZE群。ZD1和ZE1为3个种群中共同存在的优势生理小种。
区域内生理小种结构与品种种植情况有关。研究统计了近十年间3个年份的主栽品种种植情况相关数据，并结合生理小种在近十年间的结构变化情况，分析了品种种植情况与生理小种结构之间的关系。研究发现，黑龙江省近十年间水稻主栽品种总数量增加2.4倍，同时黑龙江省水稻种植面积同步增长2倍。黑龙江省近十年间水稻种植结构在品种和种植面积进行了较大调整；同时研究表明，生理小种多样性逐年增加，特异性生理小种的种类和频率也在逐年增加。因此，可以推断生理小种多样性与品种多样性呈正相关。
2. 水稻品种的抗性评价
使用参试年度已经鉴定过生理小种的菌株共计280个分别接种当年度品种，通过分析品种对参试群体菌株总体抗性、生理小种群抗性、优势生理小种抗性以及对优势生理小种总体抗性来评价参试品种的抗性表现。
使用2006年已鉴定生理小种的97个菌株(优势生理小种群是ZD和ZE群)接种当年39个水稻品种。总体表现高抗的参试品种有6个；对优势生理小种群ZD和ZE群分别表现高抗的品种有4和6个；对3个优势小种(ZD1、ZE1和ZD5)总体表现高抗的品种有10个；对3个优势生理小种分别表现高抗的品种有5、11和10个。
使用2011年已鉴定生理小种的87个菌株(优势生理小种群是ZD和ZE群)接种当年40个水稻品种进行，总体表现高抗的品种有18个；对所有生理小种群均表现高抗的品种有5个；对优势生理小种群ZD和ZE群分别表现高抗的品种有18和8个；对3个优势生理小种(ZD5、ZD1和ZE1)总体表现高抗的品种有20个；对3个优势生理小种分别表现高抗的品种有16、22和9个。
使用2015年已鉴定生理小种的96个稻瘟病菌(优势生理小种群是ZD和ZE群)接种当年24个水稻品种进行，对所有生理小种群均表现高抗的品种有2个；对优势生理小种群ZD 和 ZE群分别表现高抗的品种各有 10个；对 3 个优势生理小种(ZE1、ZD1和ZD3)总体表现高抗的品种有10个；对3个优势生理小种分别表现高抗的品种有8、8和11个。
黑龙江省种子管理局数据统计显示，2006-2011 年黑龙江省水稻种植结构以空育131为主要品种，2011-2015年转变为以龙粳31为主要种植品种，并且品种数量增加。本研究发现空育131抗性较差，当龙粳31育成后，以其抗谱广且抗性稳定等突出特点代替空育131得到大面积推广。自2013年以来，未见黑龙江稻瘟病大面积发生的报道。这说明黑龙江省水稻品种的合理选育与利用是成功控制当地稻瘟病爆发的主要因素。
3. 稻瘟病菌全基因组简单重复序列(SSR)标记物理图谱的更新及无毒基因 AvrPi12的精细定位
本研究在本实验室原有研究的基础上，对稻瘟病菌遗传连锁图进行更新。在原有的120个SSR标记中，4个旧标记MS4-6、MS4-7、MS6-15和MS7-2被删除；新增18个SSR标记，使得1-7号染色体上分别有25、22、16、19、14、17和17个标记，supercontig 8.8上有4个标记，最终形成新版本的稻瘟病菌全基因组SSR标记物理图谱。
使用稻瘟病菌田间菌株CHL42和CHL357以及二者杂交得到的219个子囊孢子菌株接种携带抗性基因Pi12的水稻品种IRBL12-M并进行致病性分析。结果显示，表现毒性与无毒的后代菌株数量符合1:1的分离比例，表明CHL42对水稻品种IRBL12-M的无毒性是由单基因控制的，将该基因命名为AvrPi12。利用分离群体分析法(bulked-segregantanalysis, BSA)对该基因进行快速定位，从新版本稻瘟病菌全基因组SSR物理图谱中，筛选了134个SSR标记。其中，位于6号染色体的SM6-1、SM6-2、SM6-5等11个标记与该基因连锁，因此将AvrPi12定位在6号染色体上。为了进一步精细定位AvrPi12，基于70-15序列新开发了6个标记进行第2轮连锁分析。通过新开发的4个连锁标记LSM6-4、LSM6-6、LSM6-9和LSM6-1将无毒基因定位在LSM6-5与TEL12之间。同时对AvrPi12构建了基于菌株70-15基因组序列的物理图谱。