西南地区稻曲病菌致病性分化与水稻种质资源抗病性研究

In the project, the mastered artificial inoculation technique and four rice resources varieties with different resistance levels are utilized for studying pathogenic differentiation of Ustilaginoidea virens strains in southwest China in order to explore the paddy rice ustilaginoidea virens pathogenic differentiation of unique ecological environment in southwest China and composition characteristics of population genetic structure, and disease resistance level of rice germplasm materials in different regional sources through collection of ustilaginoidea virens in different ecological environments of southwest China, single spore isolation and collection of rice germplasm materials. Single nucleotide polymorphisms (SNPS) methods are adopted to analyze genetic diversity of ustilaginoidea virens in southwest China, artificial inoculation method is adopted for disease resistance identification and evaluation on main paddy rice germplasm resources materials in southwest China. The relationship among unique ecological environment in southwest China, ustilaginoidea virens pathogenic differentiation and population genetic structure composition characteristics is made clear. Rice germplasm resources materials with different disease resistance levels are screened. The sources and distribution features thereof are made clear. Foundation is laid for establishing ustilaginoidea virens identification hostparasite system and positioning disease-resistant genes. Germplasm resources materials are provided for paddy rice ustilaginoidea virens resistance breeding, thereby promoting research progress of disease resistance breeding.

为了探明我国西南地区特有生态环境的水稻稻曲病菌致病性分化和群体遗传结构的组成特点，以及不同地域来源的水稻种质资源材料的抗病性水平。项目通过对西南地区不同生态环境稻曲病菌标样的采集、单孢分离和水稻种质资源材料的搜集，利用掌握的人工接种技术和4份不同抗性水平的水稻资源品种对西南地区稻曲病菌株进行致病性分化研究，采用单核苷酸多态性（SNP）方法分析西南地区稻曲病菌进行遗传多样性，采用人工接种方法对西南地区主要水稻种质资源材料进行抗病性鉴定与评价。明确我国西南地区特有的生态环境条件与稻曲病菌致病性分化和群体遗传结构组成特点之间的关系，筛选出不同抗病水平的水稻种质资源材料，明确其来源与分布特点。为稻曲病菌鉴别寄主体系的建立和抗病基因定位奠定基础，为水稻抗稻曲病育种提供种质资源材料，促进抗病育种的研究进展。

为了研究明确我国西南地区贵州、四川、云南、重庆特有生态环境的水稻稻曲病菌致病性分化和群体遗传结构的组成特点，以及不同地域来源的水稻种质资源材料的抗病性水平。研究团队在项目执行期间先后通过对我国西南地区的稻曲病菌标样进行采集、单孢分离与纯化保存，对西南地区的水稻种质资源进行收集，利用收集的279个水稻种质资源建立抗病圃，并从610个单孢菌株中筛选出128个不同地域的代表菌株分别对西南地区不同抗病性水平的5个水稻种质资源进行致病性研究，并通过重测序与单核苷酸多态性（SNP）变异位点检测进行我国西南地区稻曲病菌群体遗传多样性研究。结果表明，我国西南地区水稻种质资源对稻曲病菌的抗、感水平差异明显，表现为高抗（HR）、中抗（MR）、中感（MS）、感病（S）、高感（HS）分别占16.13%、20.79%、21.86%、31.90%、9.32%；西南地区各市（州）稻曲病菌对不同抗病性水平的水稻种质资源的致病性分化比较明显，云南省处雄市稻曲病菌对中抗（MR）种质资源18-1114的致病率达到60.00%，对中感（MS）、感（S）和高感（HS）种质资源的致病率在80.00%~100.00%之间，表现为最强的致病性水平，而贵州省黔东南州稻曲病菌株致病性则相对最弱，同时稻曲病菌株之间致病性差异同样非常明显。而稻曲病菌遗传多样性研究表明，我国西南地区遗传多样性以四川最为丰富，其次是云南，贵州则相对较低，按西南地区不同市（州）行政区划进行分析，四川省泸州市遗传多样性指数0.2786，多态性信息量为0.2356，香农维纳指数为0.409，均为最高，表明该地区的遗传多样性最为丰富、各基因型分布最均匀，其余地区逐渐降低。研究结果将为我国西南地区稻曲病菌致病性分化与鉴别寄主的进一步研究奠定基础，初步系统地明确了我国西南地区稻曲病菌群体遗传多样性特点。