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小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的叶锈病在小麦各种植区十分常见，导致各国家小麦减产。小麦叶锈菌新的生理小种出现和发展、毒性频率变化、小种对环境适应能力增强等是造成寄主植株丧失去抗性的主要原因。研究叶锈菌地区和年份间遗传变化可以揭示小麦叶锈菌毒性变化，对抗病品种的选择和合理布局有重要意义。本研究通过毒性鉴定和SSR分子标记技术分析了新疆177个小麦叶锈菌单孢子堆菌株的遗传结构，结果如下:
1.根据16个固定鉴别寄主上供试菌株不同的反应型，将177个菌株划分为52致病类型，其中THTT和THTS(37.29％、18.64％)为优势致病类型。通过MEGA6软件对毒性多样性进行聚类分析，发现叶锈菌群体V5组包含新疆44.07％的菌株，V1组仅包含部分伊宁菌株，占伊宁地区总菌株的39.40％，说明该地区小麦叶锈菌群体毒性结构与其他地区差异较大。2009年菌株主要集中在V4和V5两组，2013年菌株主要集中在V5组，2014年菌株主要集中在V2组，而2007年菌株单独分聚在不同组，说明2007年菌株毒性结构与其他三年差异较大。
2.利用25对SSR引物分析177个新疆小麦叶锈菌的遗传多样性，RB26无多态性位点，其余24对引物共检测出143个位点，其中多态性位点数94，多态性百分率为65.73％。通过对遗传多样性进行聚类分析，菌株间遗传相似系数为0.48-1.00，除1株石河子菌株SHZ44-PHQT13，其余176个菌株可以聚为6组。昌吉菌株均匀分布在S1-1和S1-2，石河子菌株主要集中在S1-2，乌鲁木齐菌株主要聚在S1-2和S1-4，而伊宁菌株主要聚在S1-5，说明小麦叶锈菌的分子遗传结构与地理差异有关。2007年菌株主要集中在S1-1，2009年菌株主要集中在S1-2，2013年菌株分布在S1-1、S1-2和S1-5，2014年菌株主要集中在S1-4和S1-5，说明小麦叶锈菌的分子遗传结构与年份有一定相关性。
3.对两个优势致病类型（THTT和THTS）的99个叶锈菌株进行毒性多样性聚类分析和SSR多态性聚类分析，相似系数分别为0.79-1.00，0.64-0.95，说明两个优势致病类型的毒性和SSR多态性均较为丰富。聚类结果表明，致病类型的聚类结果与毒性多态性相关，而与SSR多态性不相关。
4.分析新疆小麦叶锈菌种群亲缘关系，在物种水平上，H为0.27，I为0.42，Na为2.00，Ne为1.44，P为100.00％，表明新疆小麦叶锈菌遗传多样性丰富。不同地区遗传多样性由高到低的群体是石河子、乌鲁木齐、伊宁和昌吉。4个地区群体间的遗传距离(D)范围为0.0140-0.1548。系统进化分析表明，石河子和乌鲁木齐亲缘关系最近，而昌吉与伊宁群体亲缘关系较远。不同年份遗传多样性由高到低的群体是2013年、2009年、2014年和2007年。4个年份群体间的遗传距离(D)范围为0.0331-0.1560。系统进化分析表明，2013年菌株和2014年菌株间遗传分化最小，2007年菌株和2014年菌株间遗传分化最大，表明群体间相差时间越长，遗传差异越大。
5.新疆小麦叶锈菌群地区间变异，区域内和区域之间均存在遗传分化，区域内的遗传变异占总变异的89.44％，表明叶锈菌遗传变异主要是区域内部。新疆各地区叶锈菌群体间基因流强度为2.83＞1，表明新疆各地区叶锈菌种群之间存在一定的基因流。但在4个区域中，昌吉和伊宁群体间的基因流最弱为1.706，两地区间基因交流少，石河子和乌鲁木齐群体间基因流最强(25.37)，两地间叶锈菌群体间遗传分化程度较低。
6.新疆小麦叶锈菌年份间变异，年份内和年份之间均发生遗传分化，年份内的遗传变异占总数的88.70％，表明遗传变异主要来源于年份内部。新疆各年份叶锈菌群体间基因流强度为2.28＞1，表明新疆各年份叶锈菌种群之间均存在一定的基因流。2007年和2014年群体间的基因流动最弱为1.62，而2013年和2014年群体间基因流的强度最强为9.92，表明随着年份跨度越大，小麦叶锈菌群会发生较大的变化。
1.根据16个固定鉴别寄主上供试菌株不同的反应型，将177个菌株划分为52致病类型，其中THTT和THTS(37.29％、18.64％)为优势致病类型。通过MEGA6软件对毒性多样性进行聚类分析，发现叶锈菌群体V5组包含新疆44.07％的菌株，V1组仅包含部分伊宁菌株，占伊宁地区总菌株的39.40％，说明该地区小麦叶锈菌群体毒性结构与其他地区差异较大。2009年菌株主要集中在V4和V5两组，2013年菌株主要集中在V5组，2014年菌株主要集中在V2组，而2007年菌株单独分聚在不同组，说明2007年菌株毒性结构与其他三年差异较大。
2.利用25对SSR引物分析177个新疆小麦叶锈菌的遗传多样性，RB26无多态性位点，其余24对引物共检测出143个位点，其中多态性位点数94，多态性百分率为65.73％。通过对遗传多样性进行聚类分析，菌株间遗传相似系数为0.48-1.00，除1株石河子菌株SHZ44-PHQT13，其余176个菌株可以聚为6组。昌吉菌株均匀分布在S1-1和S1-2，石河子菌株主要集中在S1-2，乌鲁木齐菌株主要聚在S1-2和S1-4，而伊宁菌株主要聚在S1-5，说明小麦叶锈菌的分子遗传结构与地理差异有关。2007年菌株主要集中在S1-1，2009年菌株主要集中在S1-2，2013年菌株分布在S1-1、S1-2和S1-5，2014年菌株主要集中在S1-4和S1-5，说明小麦叶锈菌的分子遗传结构与年份有一定相关性。
3.对两个优势致病类型（THTT和THTS）的99个叶锈菌株进行毒性多样性聚类分析和SSR多态性聚类分析，相似系数分别为0.79-1.00，0.64-0.95，说明两个优势致病类型的毒性和SSR多态性均较为丰富。聚类结果表明，致病类型的聚类结果与毒性多态性相关，而与SSR多态性不相关。
4.分析新疆小麦叶锈菌种群亲缘关系，在物种水平上，H为0.27，I为0.42，Na为2.00，Ne为1.44，P为100.00％，表明新疆小麦叶锈菌遗传多样性丰富。不同地区遗传多样性由高到低的群体是石河子、乌鲁木齐、伊宁和昌吉。4个地区群体间的遗传距离(D)范围为0.0140-0.1548。系统进化分析表明，石河子和乌鲁木齐亲缘关系最近，而昌吉与伊宁群体亲缘关系较远。不同年份遗传多样性由高到低的群体是2013年、2009年、2014年和2007年。4个年份群体间的遗传距离(D)范围为0.0331-0.1560。系统进化分析表明，2013年菌株和2014年菌株间遗传分化最小，2007年菌株和2014年菌株间遗传分化最大，表明群体间相差时间越长，遗传差异越大。
5.新疆小麦叶锈菌群地区间变异，区域内和区域之间均存在遗传分化，区域内的遗传变异占总变异的89.44％，表明叶锈菌遗传变异主要是区域内部。新疆各地区叶锈菌群体间基因流强度为2.83＞1，表明新疆各地区叶锈菌种群之间存在一定的基因流。但在4个区域中，昌吉和伊宁群体间的基因流最弱为1.706，两地区间基因交流少，石河子和乌鲁木齐群体间基因流最强(25.37)，两地间叶锈菌群体间遗传分化程度较低。
6.新疆小麦叶锈菌年份间变异，年份内和年份之间均发生遗传分化，年份内的遗传变异占总数的88.70％，表明遗传变异主要来源于年份内部。新疆各年份叶锈菌群体间基因流强度为2.28＞1，表明新疆各年份叶锈菌种群之间均存在一定的基因流。2007年和2014年群体间的基因流动最弱为1.62，而2013年和2014年群体间基因流的强度最强为9.92，表明随着年份跨度越大，小麦叶锈菌群会发生较大的变化。