毒性变异体的迁移与遗传漂变有哪些?

如题所述

有时病原菌的毒性新类型新小种并不是在当地产生的,而是由外地迁移而来的在地理上隔离的群体之间,特定基因或个体(基因型)的交流过程,分别称为基因迁移(geneflow)或基因型迁移(genotypeflow)就无性繁殖的病原菌而言,本地个体不能通过正常有性重组途径与迁移而来的新类型发生特定基因的重组,因而群体间交流的必然是整个基因型,这就是基因型迁移

通过基因或基因型的迁移,可以把病原菌不同群体连接起来,形成更大的群体基因/基因型迁移程度高的病原菌比迁移程度低的具有更高的遗传多样性,因为前者的有效群体更大气流传播的大区流行病害,例如麦类锈菌白粉菌等病原菌毒性基因和基因型迁移的范围很大,甚至可以覆盖整个大陆繁殖体传播距离较短的病原菌,具有范围很小的遗传邻域,甚至只有一个田块或其一部分,例如线虫土传真菌和细菌等

基因/基因型迁移使新出现的毒性突变等位基因得以广泛传播基因型流动最著名的实例是小麦锈菌在越夏区与越冬区之间的传播条锈菌在我国西部少数山区越夏,在东部平原越冬和引起春季流行北美大陆小麦秆锈菌在墨西哥或美国南部越冬,在美国北部和加拿大越夏这样,在大陆范围内构成单一流行区,小种类型趋于一致,局部发生的新毒性突变体也得以广泛散布

在我国大部分地区,一方面,小麦白粉病菌都能越冬和越夏,具有很强的地方性,分化出许多亚群体但另一方面,白粉病菌也随大气流动,可以在不同生态区域之间流动,迁出的毒性菌株在迁出地,由于品种的选择作用已经有高度的亲和性,在迁入地的品种与迁出地相同时,迁入菌株的毒性频率会迅速提高西欧法国德国与英国丹麦之间麦类白粉病菌也存在菌源交流,白粉菌毒性基因与基因型趋于一致

病原物的有效群体规模(effectivepopulationsize),即能将基因传递给下一代的个体总数,影响突变体存在的概率,并通过随机遗传漂变(randomgeneticdrift)影响群体中的基因多样性大多数病原物群体并非大得足以保证每一个变异体都有后裔,在遗传性状传递中,可能会发生随机效应,这一随机过程称为遗传漂变在突变率不变的前提下,较大的群体会产生较多的突变体在小群体中,随着时间推移,遗传漂变可能使突变基因从群体中消失群体规模大的病原物,比小群体病原物具有更大的进化潜力遗传漂变发生在遭受灾难性事件而残存的病原菌群体中(瓶颈效应),或发生在少数病原菌定殖于新的寄主群体后(创始者效应)例如,冬季严寒会消灭大部分越冬病原菌,轮作措施将使病原菌因缺少寄主而死亡,此类瓶颈效应会严重减少病原菌群体规模,降低其遗传多样性,不利于毒性突变体的保存即使是适合度高而广泛分布的毒性基因型,在传入新区以后,也会因不利气候条件造成的瓶颈效应而不能定殖,或发生周期性的大量削减遗传漂变和选择作用决定了毒性突变体的发展和毒性的进化

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