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Occurrence,identification and phylogenetic analyses of cereal cyst nematodes(Heterodera spp.)in Turkey

Journal of Integrative Agriculture 2017年第8期16卷 1767-1776页

作者： CUI Jiang-kuan PENG Huan LIU Shi-ming Gul Erginbas Orakci HUANG Wen-kun MustafaImren abdelfattah amer dababat PENG De-liang State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests Institute of Plant ProtectionChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100193P.R.China CIMMYT(International Maize and Wheat Improvement Centre) Ankara 06511Turkey Department of Plant Protection Faculty of Agriculture and Natural ScienceAbant lzzet Baysal UniversityBolu 14280Turkey

Plant-parasitic nematodes are very common on cereal crops and cause economic losses via reduction in grain quality and quantity. During 2014, 83 soil samples were collected from wheat and barley fields in 21 districts of 13 provinces across five regions （CentralAnatolia, Marmara, Aegean, SoutheastAnatolia, and Black Sea Region） of Turkey. Cyst-forming nematodes were found in 66 samples （80%）, and the internal transcribed spacer （ITS） sequencing and species-specific PCR identified the species in 64 samples as Heterodera filipjevi, Heterodera latipons, and Heterodera avenae. The predominant patho- genic cereal cyst nematode was H. filipjevi, which was found in all five regions surveyed. H. avenae was only detected in Southeast Anatolia whereas H. latipons was detected in Southeast Anatolia and Central Anatolia. ITS-rDNA phylogenetic analyses showed that H. avenae isolates from China clustered with H. australis, and Turkish isolates were closely related to European and USA isolates of this species. H. filipjevi from Turkey and China were clustered closely with those from the UK, Germany, Russia, and the USA. The density of many of these populations exceeded 6r approached the maximum threshold level for economic loss. To our knowledge, this is the first report of H. filipjevi in Diyarbakir, Edirne, and Kutahya provinces, and the first report of H. avenae in DiyarbakJr Province. These results exhibit the most rigorous analysis to date on the occurrence and distribution of Heterodera spp. in Turkey＇s major wheat-producing areas, thus providing a basis for more specific resistance breeding, as well as other management practices.

关键词： species specific PCR cereal cyst nematode molecular identification ITS-rDNA wheat pathogen

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中国与土耳其禾谷孢囊线虫(Heterodera spp)群体系统发育进化研究

中国与土耳其禾谷孢囊线虫(Heterodera spp)群体系统发育进化研究

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中国植物保护学会2015年学术年会

作者：崔江宽黄文坤彭焕 Gul Erginbas Orakci 孔令安李婷 Adam Willman amer dababat 彭德良中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)土耳其安卡拉试验站美国爱荷华州立大学农学与园艺学院

植物寄生线虫是生产上一种十分常见的病原物,尤其是作物根结线虫和作物孢囊线虫的危害十分严重。禾谷类孢囊线虫(cereal cyst nematode,CCN)是小麦孢囊线虫病的重要病原线虫,已在全世界40多个国家和地区发生,可寄生小麦、大麦、燕麦等2... 详细信息

植物寄生线虫是生产上一种十分常见的病原物,尤其是作物根结线虫和作物孢囊线虫的危害十分严重。禾谷类孢囊线虫(cereal cyst nematode,CCN)是小麦孢囊线虫病的重要病原线虫,已在全世界40多个国家和地区发生,可寄生小麦、大麦、燕麦等27属禾本科作物和黑麦草、鹅冠草、苇状羊茅草等十多种禾本科杂草,严重影响禾本科类作物的产量和品质。土耳其作为全球小麦产量排名前十的国家,自从Y(u|¨)ksel(1973)报道小麦孢囊线虫(Heterodera avenae)的发生以后,后续的系统性研究十分不足,甚至一度中断,而禾谷孢囊线虫是一种积年流行病害,其潜在的危害性十分严重。随着全球气候的变化,干旱缺水的年份不断增多,受旱地区面积将不断扩大,孢囊线虫的发生范围也将不断蔓延。2014年夏季,在CIMMYT中心土耳其土传病害研究室的协助下,作者对土耳其13个省21个行政区的大麦、小麦和燕麦的主产区共采集到了83份土样。采样地点覆盖了土耳其国内5个气候地理分布区(土耳其境内共7个分布区):中部安那托利亚地区(Central Anatolia Region)、马尔马拉地区(Marmara Region)、爱琴海地区(Aegean Region)、东南部安纳托利亚地区(Southeast Anatolia Region)以及黑海地区(Black Sea Region)。利用分子检测手段SCAR标记特异性引物检测技术,分别挑取供试孢囊线虫群体1个饱满的孢囊,放入10μL灭菌双蒸水的PCR管中,在液氮中冷冻。取出后置于冰上,用75%酒精消毒的玻璃棒在PCR管中将孢囊捅破。加入8μL的10×PCR buffer,2μL蛋白酶K溶液(600g/mL),在-80℃条件下冷冻2h后,将PCR管取出,置65℃下温育1.5h,然后95℃10min,最后1 000r/min下离心1min,取上清DNA悬浮液于-20℃保存备用。利用特异性引物分别进行PCR扩增检测,在83份样品中有66份土样检测到孢囊线虫(Cyst-forming nematodes)存在,其中,2份样品无效,其余64份土样中的孢囊线虫完成了分离鉴定。他们分别是菲利普孢囊线虫[Heterodera filipjevi(Madzhidov 1981)Stelter,1984],小麦孢囊线虫(Heterodera avenae Wollenweber 1924)以及大麦孢囊线虫(Heterodera latipons Franklin 1969)。对土耳其地区的21个禾谷孢囊线虫的群体进行rDNA-ITS区间扩增,扩增产物的测序结果表明:ITS片段长度为1 045 046bp。序列比对结果揭示,它们分别与GenBank中小麦禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae),菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi),大麦孢囊线虫(Heterodera latipons)的ITS序列同源相性高达99.9%,部分群体的序列同源性甚至达100%。从GenBank中下载26个世界上不同地区以及国内10个小麦孢囊线虫(Heterodera avenae)不同群体的ITS序列,进行ITS序列的多重比对。用MEGA 5.05软件的UPGMA法构建系统发育树,以马铃薯金线虫(Globodera rostochiensis)作为参照。研究发现,大麦孢囊线虫(Heterodera latipons)与其他国家和地区的群体单独聚在一起。小麦孢囊线虫群体Hetelodera avenae与Heterodera filipjevi聚在一支,但是,土耳其地区的小麦孢囊线虫群体(Heterodera avenae)与欧洲国家的群体具有高度的同源性并且聚类在一起。国内的小麦孢囊线虫群体(Heterodera avenae)单独聚在一起,但与澳大利亚线虫(***)亲缘关系较劲,聚在同一支。而国际上所有的(Heterodera filipjevi)则全部聚在同一支。中国自1989年首次在湖北天门县发现禾谷孢囊线虫为害后,目前,已证实在湖北、河南、河北、北京、山西、内蒙古、青海、安徽、山东、江苏、宁夏、天津、新疆、西藏等16个省(市)均有发生,发生面积在6 000万亩以上。一般病田可减产20%0%,严重地块减产达70%以上甚至绝收。了解小麦孢囊线虫病的发生分布及危害情况,对保障粮食生产安全具有重要意义。由于禾谷孢囊线虫在中国的环境的适应能力很强,有进一步蔓延的趋势,对小麦生产构成严重威胁。禾谷孢囊线虫的主要传播途径是土壤和水流,同时也通过农机具、农事操作、人及牲畜携带的方式传播。近几年来,随着耕作制度的改变和联合收割机的推广应用,禾谷孢囊线虫病扩散迅速、发生面积逐年扩大。对我国北部冬麦区、黄淮冬麦

关键词：禾谷孢囊线虫 SCAR标记聚类分析

来源： cnki会议评论

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