在申请者以往的落叶松-杨栅锈菌(Melampsora larici-populina Kleb.)生理小种分化研究基础上,进一步通过对该锈菌的几个生理小种进行RAPD分析,揭示其DNA多态性与致病性的关系,找出主要生理小种的特征性RAPD条带、将其转化为稳定的SCAR(Sequence Characterized Amplified Region)分子标记并予以实际验证,从而建立起我国落叶松-杨栅锈菌生理小种准确、快速的分子检测技术体系。这对于监测该锈菌毒性变异和小种流行的时空动态,及时选育并合理布局杨树抗病性品种、实现对杨树叶锈病的可持续控制,具有重要的理论意义和生产实际意义。同时也为今后的杨树叶锈病分子病理学研究奠定理论基础。
本项目实施三年以来,主要完成了对西北、西南、华北和东北7个省市落叶松-杨栅锈菌新菌系的扩大采集与生理小种鉴定,新增MLP菌系12个。鉴别寄主反应型测定以及潜育期、产孢量观察结果表明,新采集的12个菌系大多数可划归到此前鉴定的几个MLP生理小种中,但同一地域的不同菌系之间出现了不同生理小种分化,某些老菌系也发生致病性变异。经过更新提取技术,研发了MLP夏孢子DNA微量快速提取的最佳方法- - 钢珠法。提出了MLP生理小种RAPD反应条件优化体系。利用RAPD、ISSR分子标记技术,对MLP 5个生理小种、11个菌系DNA多态性及其与致病性分化的关系进行了实验分析。证明在遗传相似系数72.6%下,供试菌系可分为4个RAPD遗传群西部地理群和北方地理群;西部地理群可进一步划分为高山森林生态型和平原生态型。但仍没有发现MLP各菌系DNA多态性与其致病性的相关性。初步获得了CMLP1、CMLP3、CMLP4和CMLP5 4个生理小种的特异性RAPD标记。在此基础上,进一步利用简并引物PC401182-685、S1322-950、S96-650分别获得了这4个生理小种SCAR标记。