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西瓜是世界上的重要水果之一,尤其在夏季水果中占有十分突出的地位,其栽培面积与总产量均在世界十大水果之列。而西瓜枯萎病的发生严重威胁着西瓜的产量和品质,是西瓜生产上的主要病害。理论研究和生产实践证明,培育西瓜抗病品种是解决西瓜枯萎病病害最经济有效途径。而抗病品种的培育涉及到病菌分化、抗源的鉴定和收集、品种的抗性遗传和抗病机制等的研究。因此,开展西瓜枯萎病菌和品种的遗传多样性研究,能够为西瓜抗病育种和品种的科学利用提供可靠的理论基础和方法。本研究旨在研究西瓜枯萎病菌和西瓜品种的遗传分化,并寻找病菌遗传分化和致病性分化、西瓜品种遗传多样性和抗病性之间的关系。 本研究是在枯萎病菌专化型、致病型鉴定和西瓜品种抗病性鉴定的基础上,一方面以河北省西瓜主产区的47个枯萎病菌和来自北京的1号生理小种、新疆的0号、2号生理小种为试材,采用RAPD分子标记技术,对西瓜枯萎病菌的遗传分化进行了分析和讨论;另一方面以48个来源和抗性不同的西瓜品种为试材,采用AFLP分子标记技术,对西瓜品种的遗传多样性进行了研究。 1.采用完全随机试验,以病菌FON6为试材,建立了适合西瓜枯萎病菌的RAPD反应体系:随机引物浓度为10μmol/L,模板DNA浓度为40ng,Taq DNA聚合酶1.25U,10×buffer 2.5μL,2mmol/L dNTPs 1μL;同时对RAPD扩增反应中适宜的退火温度进行了探索,最终确定为37℃。 2.对50个西瓜枯萎病菌进行遗传多样性分析。结果表明,50个供试菌系两两之间的相似系数变化在0.45~0.93之间,平均遗传相似系数为0.71,可见西瓜枯萎病菌群体内存在较丰富的遗传变异。基于RAPD聚类分析表明,50个菌系可划分为6个RAPD群(RAPD groups,简称ROs),即RGⅠ、RGⅡ、RGⅢ、RGⅣ、RGⅤ和RGⅥ。其中RGⅥ又可划分为7个亚群(RAPD subgroups,简称RSGs),分别为RSG1、RSG2、RSG3、RSG4、RSG5、RSG6和RSG7。不同的RGs或RSGs含有的菌系数目不同,RGⅠ和RGⅡ仅含有一个菌系,RGⅢ和RGⅣ分别包括两个菌系,RGⅣ包括5个菌系,其余的菌系属于RGⅥ;RSG1至RSG5各包括一个菌系,RSG4、RSG5各包括两个菌系;RSG5包括19个菌系,且这19个菌系之间的亲缘关系变异较大;RSG6共包括13个菌系,各菌系间的遗传变异程度亦有所不同。本研究结果表明:(1)RAPD类群(或亚群)与病菌致病型间没有明显的相关性;(2)RAPD类群(或亚群)的划分与菌系地理来源亦无明显的相关性。 3.11对引物对河北省48个西瓜品种进行的AFLP分析表明,48个品种之间的相似系数变化在0.32~0.95之间,平均相似系数为0.82,相似系数变化幅度大是品种特大京欣作用的结果,该品种的遗传背景与其他47个品种明显不同,若剔除特大京欣,则其余47个品种间的相似系数变化范围为0.59~0.95,表明西瓜品种之间遗传基础狭窄。聚类分析结果表明,48个品种被划分为6个类群 (AGs),即类群AGI、AG 11、AGm、AGW、AGV和AGVI。其中AGI、AGn和AGnl各包括1个品种,AGIV包括3个品种,AGV包括20个品种,AGVI包括22个品种。类群AGV又可划分为3个亚群(A SGs),即ASGI、ASGll和ASGm。基于AFLP多态性带划分的品种类群与品种的抗病性鉴定结果不能很好的统一起来。 本研究的结果建立了西瓜枯萎病菌RAPD体系;明确了西瓜枯萎病菌和西瓜品种的遗传多样性;探讨了西瓜枯萎病菌RAPD类群与不同生理小种之间的关系,以及西瓜品种AFLP类群与品种抗病性之间的关系。