Молекулярно-генетические механизмы специализации возбудителей "гельминтоспориозных" пятнистостей зерновых культур

• Автор: Мироненко, Нина Васильевна
• Шифр специальности: 03.00.24, 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 354 с. : ил.

Глава 1. Генетическая структура и механизмы изменчивости популяций узко- и широкоспециализированных возбудителей «гельминтоспориозных» пятнистостей злаков
1.1. Биолого-генетические особенности возбудителей «гельминтоспориозных» пятнистостей злаков
| А 1.1.1. Pyrenophora teres
1.1.2. Pyrenophora tritici-repentis
1.1.3. Pyrenophora avenae
1.1.4. Cochliobolus sativus
1.2. Использование ДНК маркеров в решении проблем таксономии и филогении фитопатогенных грибов
1.2.1. Полиморфизмы длин рестриктных фрагментов -ПДРФ (RFLP)
1.2.2. Полиморфизм грибов по повторяющейся ДНК : ДНК-фингерпринтинг
1.2.3. Полиморфизм грибов по рибДНК
1.2.4. Идентификация грибов с помощью видоспецифичных ДНК-проб. Видоспецифичная ДНК у грибов.
ç 1.2.5. Идентификация грибов на уровне вида с помощью

1.2.6. Различение «истинных» рас, «квазирас» и внутривидовых групп грибов
1.3. Генетическая структура популяций фитопатогенных грибов
1.31. Структура популяций грибов, не имеющих полового процесса
1.3.2. Структура популяций грибов, имеющих половую стадию, но прегшущесгпвенно размножающихся бесполым путем
¥ 1.3.3. Структура популяций фитопатогенных грибов,
имеющих регулярный половой процесс
1.4. Генетика вирулентности и патогенности фитопатогенных грибов: проблемы и перспективы
1.5 Механизмы расообразования у фитопатогенных грибов
1.5.1 Молекулярные механизмы расообразования у фитопатогенных грибов
1.5.1.1. Пластичность генома грибов.
Роль транспозонных элементов в пластичности генома грибов
• Полиморфизм по длине и числу хромосом или
изменчивость кариотипов грибов

Роль повторяющейся ДНК в изменчивости фитопатогенных грибов и отбор растением-хозяином.
1.5.1.2. Межвидовая гибридизация
1.5.1.3. Горизонтальный перенос генов
1.5.1.4. Роль репродуктивной изоляции в специализации грибов
1.5.2. Грибы рода Cochliobolus как модель для изучения
эволюции гемибиотрофных фитопатогенных грибов
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Материалы и стандартные методы исследований
2.1.1. Патогены и растения-хозяева
2.1.2. Методы анализа популяций гемибиотрофных фитопатогенных грибов по ДНК маркерам
2.1.3. Методы анализа популяций грибов по типам спаривания
2.1.4. Статистическая обработка результатов
2.1.5. Методы изучения половой рекомбинации у гемибиотрофных патогенов злаков
2.1.6. Техники рекомбинантных ДНК.
2.1.7. Получение мутантов С. sativus действием у-лучей.
2.2. Методы, разработанные для выполнения диссертационной темы
2.2.1. Модели генетического контроля вирулентности
2.2.2. Выявление генетического разнообразия устойчивости при анализе мейотического потомства гриба
2.2.3. Создание клонотеки видоспецифичных повторов ДНК
С. sativus
2.2.4. Анализ клонированных ДНК и отбор повторяющихся видоспецифичных ДНК клонов.
Глава 3. Изучение таксономии и филогении фитопатогенных
грибов с помощью молекулярно-генетических методов
3.1. Полиморфизм рибДНК и повторяющейся ДНК возбудителей листовой пятнистости ячменя и пшеницы Pyrenophora teres, P. graminea и P. tritici-repentis
3.2. Идентификация видов грибов с использованием видоспецифичных ДНК фрагментов (на примере Cochliobolus sativus)
3.3. Идентификация видов фитопатогенных грибов методом УП-ПЦР
3.4. Идентификация и анализ филогенетических отношений различных форм P. teres (f. sp. teres, f. sp. graminea, f. sp. maculata).
3.5. Филогенетические отношения между видами рода

73-74

Глава 4.

Cochliobolus, специализированных к разным видам
злаков
Заключение.
Влияние растения-хозяина на молекулярногенетическую структуру популяций возбудителей пятнистостей злаков
Влияние генотипа сорта на структуру популяций возбудителя сетчатой пятнистости ячменя Pyrenophora teres f. sp. teres по анонимным ДНК локусам
Структура популяций P. teres f. sp. teres no типам спаривания.
4.2. Внутривидовая изменчивость Pyrenophora tritici-repentis - возбудителя желтой пятнистости пшеницы. Структура популяций по анонимным ДНК локусам
4.3. Влияние генотипа сорта на структуру популяций возбудителя красно-бурой пятнистости овса Pyrenophora avenae по анонимным ДНК локусам
4.4. Влияние вида растения-хозяина на структуру популяций возбудителя темно-бурой пятнистости злаковых Cochliobolus sativus по анонимным ДНК локусам
. Структура популяций С. sativus по распространению аллелей типов спаривания
4.5. Обсуждение
4.5.1. Сравнительный анализ популяций гемибиотрофных патогенов по вирулентности и ДНК локусам
4.5.2. Характеристика структуры популяций гемибиотрофных патогенов злаков - возбудителей «гельминтоспориозных» пятнистостей листьев
4.5.3. Влияние географического фактора }ia структуру популяций
4.5.4. Влияние генотипа растения-хозяина на структуру популяций
4.5.5. Распределение аллелей типов спаривания в популяциях
4.5.6. Выводы
Глава 5 Изучение генетического потенциала изменчивости признака вирулентности, выявляемого у фитопатогенных грибов при половой рекомбинации
5.1. Наследование вирулентности Pyrenophora teres f. sp. teres к ячменю
5.1.1. Особенности полового процесса P. teres f.sp teres в лабораторных условиях

неравновесие было меньше в половой, чем в бесполой популяции. Таким образом, было доказано, что кластеризация изолятов в бесполой популяции P. recondita по признакам вирулентности и ДНК маркерам является результатом клональной репродукции уредиоспор, а не сцеплением генов.
Популяции аскомицетного гриба Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Вагу также преимущественно обладают клоновой структурой (Kohli, Kohn, 1998; Kohli et al., 1992). Гриб размножается асексуально и посредством самооплодотворения. Штаммы, относящиеся к одному клону, были мицелиально совместимы и имели идентичные ДНК фингерпринты. Установлено, что отдельные клоны этого патогена распространяются на значительные расстояния (Kohli, Kohn, 1998). Отмечено также генетическое разнообразие клонов внутри популяций, т. е. существование наряду с несколькими широко распространенными клонами большого числа других генотипов, встречающихся с низкой частотой. Авторы (Kohli, Kohn, 1998) объясняют образование новых генотипов гриба генетическим обменом и рекомбинацией и предполагают, что в природных популяциях патогена могут возникать гетерокарионы (в результате мутаций или анастомозов между различными клонами), которые при самооплодотворении дают аскоспоровое потомство, неоднородное по генотипу (Kohli et al., 1992).
У гриба Cochliobolus carbonum расы 2 и 3 сосуществуют на одном поле. Половая стадия в природе не обнаружена. Смешанная популяция, состоящая из 2-х рас, имела высокое значение гаметического неравновесия, типичное для бесполой популяции, но внутри каждой расы величины мультилокусной ассоциации были слабые (1д-0.017 для расы 2 и 1А=0.066 для расы 3) (Welz, Leonard, 1995). Эти результаты свидетельствуют о возможности прохождения полового процесса внутри каждой расы, но не между расами.
Аналогичная ситуация выявлена для возбудителя пирикуляриоза риса аскомицетного гриба Magnaporthe grisea. Половая стадия этого гриба была обнаружена относительно недавно. Авторы (Kumar et al., 1999) считают, что, несмотря на то, что популяции характеризуются в основном как клоновые,