寄主植物和病原物的互作

1、植物病害植物病害寄主植物與病原物的互 寄主植物與病原物的互 作作 第第4 4章章病原物的致病性和寄主的抗病性病原物的致病性和寄主的抗病性 第一節(jié)第一節(jié) 病原物的致病性及其變異病原物的致病性及其變異 一、病原物的致病性一、病原物的致病性 1 1、定義：、定義： 致病性是病原物所具有的破壞寄主并引起病害的致病性是病原物所具有的破壞寄主并引起病害的 特性特性 2 2、幾個(gè)概念、幾個(gè)概念 同一種病原物由于致病力不同，在種以下又分為變同一種病原物由于致病力不同，在種以下又分為變 種、專化型、生理小種、生物型種、?；?、生理小種、生物型，重點(diǎn)掌握生理小種，重點(diǎn)掌握生理小種 概念。概念。 （1 1）、變種或

2、?；停海?、變種或?qū)；停?同一種病原物由于對不同屬的寄主致病力不同，而同一種病原物由于對不同屬的寄主致病力不同，而 分為不同的變種。分為不同的變種。 （2 2）、生理小種：）、生理小種： 同種病原物形態(tài)相同，但生理生化、培養(yǎng)性狀、致同種病原物形態(tài)相同，但生理生化、培養(yǎng)性狀、致 病力等方面有差異，其差異主要表現(xiàn)為對寄主品種的致病病力等方面有差異，其差異主要表現(xiàn)為對寄主品種的致病 力不同，這樣的生物型或生物型群體稱為生理小種。力不同，這樣的生物型或生物型群體稱為生理小種。 （3 3）、生物型：遺傳上一致的個(gè)體組成的群體。）、生物型：遺傳上一致的個(gè)體組成的群體。 二、病原物的致病機(jī)制（化學(xué)致病作用

3、）二、病原物的致病機(jī)制（化學(xué)致病作用） 1 1、酶、酶 果膠酶、裂解酶、纖維素酶、蛋白酶果膠酶、裂解酶、纖維素酶、蛋白酶，主要是分解，主要是分解 植物細(xì)胞壁的一些酶。植物細(xì)胞壁的一些酶。 2 2、毒素、毒素 病原物在致病過程中產(chǎn)生的對植物有害的物質(zhì)。病原物在致病過程中產(chǎn)生的對植物有害的物質(zhì)。 3 3、生長調(diào)節(jié)劑、生長調(diào)節(jié)劑 如吲哚乙酸、赤霉素等，與植物組織的瘤腫、徒長有如吲哚乙酸、赤霉素等，與植物組織的瘤腫、徒長有 關(guān)。關(guān)。 4 4、胞外多糖、胞外多糖 真菌、細(xì)菌、線蟲等病原物可分泌不同的粘性物質(zhì)真菌、細(xì)菌、線蟲等病原物可分泌不同的粘性物質(zhì) 如粘多糖。一些微管束系統(tǒng)病害的病原物，在木質(zhì)部中如粘

4、多糖。一些微管束系統(tǒng)病害的病原物，在木質(zhì)部中 分泌的多糖大分子可引起維管束機(jī)械堵塞而使植物萎焉。分泌的多糖大分子可引起維管束機(jī)械堵塞而使植物萎焉。 毒素致病的癥狀：萎蔫和壞死 毒素致病的癥狀：萎蔫和壞死 黃瓜枯萎病黃瓜枯萎病豇豆枯萎病豇豆枯萎病 花生炭疽病花生炭疽病甘藍(lán)黑斑病甘藍(lán)黑斑病 胞外酶致病的主要癥狀胞外酶致病的主要癥狀: :腐爛腐爛 結(jié)球甘藍(lán)菌核病白菜軟腐病黃瓜疫霉病 激素的致病癥狀激素的致病癥狀 畸形（徒長、增生、矮化、腫瘤、叢枝）；畸形（徒長、增生、矮化、腫瘤、叢枝）； 早衰（衰老、早熟、落葉、落果）早衰（衰老、早熟、落葉、落果） 二、病原物與寄主的識(shí)別二、病原物與寄主的識(shí)別 (一

5、一) 概念概念 病原物-寄主植物識(shí)別(pathogen-plant recognition)是雙方實(shí)現(xiàn)信 息交流的專化性事件，發(fā)生在雙方互作過程的早期，包括病原物接 近、接觸和侵染植物三個(gè)階段，能啟動(dòng)或引發(fā)寄主植物一系列的病 理學(xué)反應(yīng)。 (二二)識(shí)別類型識(shí)別類型 1 1、接觸前識(shí)別、接觸前識(shí)別: :是指病原物受寄主?；缘睦砘碳せ蛞T， 向寄主方向移動(dòng)(趨向)或生長(向性)的能力。 2 2、接觸識(shí)別、接觸識(shí)別: :發(fā)生在寄主植物表面，發(fā)生于病原細(xì)菌對寄主植 物的吸附，真菌孢子在植物表面的吸附萌芽和侵入。 3 3、接觸后識(shí)別、接觸后識(shí)別：發(fā)生于病原物寄主專化性毒素的致病作用； 病原物誘導(dǎo)寄主植

6、物保衛(wèi)素和致病酶 第二節(jié)第二節(jié) 寄主的抗病性及其變異寄主的抗病性及其變異 一、寄主的抗病性：寄主植物抵抗病原物侵染危害的一、寄主的抗病性：寄主植物抵抗病原物侵染危害的 性能。性能。 （一）抗病性特點(diǎn)：（一）抗病性特點(diǎn)： 1、是植物普遍存在的、相對的性狀；、是植物普遍存在的、相對的性狀； 2、是植物的遺傳潛能，受病原物互作性質(zhì)和環(huán)境條件影響；、是植物的遺傳潛能，受病原物互作性質(zhì)和環(huán)境條件影響； 3、病原物寄生?；栽綇?qiáng)，寄主植物的抗病性分化越明顯；、病原物寄生?；栽綇?qiáng)，寄主植物的抗病性分化越明顯； （二）植物對病原物侵染的反應(yīng)（二）植物對病原物侵染的反應(yīng) 1、親合性與非親和性：病原物對植物成功

7、侵染和致病與否、親合性與非親和性：病原物對植物成功侵染和致病與否 2、?；耘c非?；裕翰≡锓N、小種對寄主植物屬、種、專化性與非?；裕翰≡锓N、小種對寄主植物屬、種、 品種的選擇品種的選擇 二、抗病性類型二、抗病性類型 （一）根據(jù)寄主與非寄主（一）根據(jù)寄主與非寄主 寄主抗性寄主抗性：在病原物寄主范圍內(nèi)的植物對某種病原物的抗性 非寄主抗性：非寄主抗性：非寄主植物對某種微生物（病原物）的抗性 （二）根據(jù)寄主植物對病原物侵染的反應(yīng)機(jī)制和抵抗能力（二）根據(jù)寄主植物對病原物侵染的反應(yīng)機(jī)制和抵抗能力 免疫：免疫：在寄主范圍內(nèi)的某植物品種不受病原物侵染,完全不發(fā)病。 避病避?。簭臅r(shí)間和空間避開病原物侵染

8、 抗?。嚎共。嚎共≡锴秩?、系列和擴(kuò)展的組織結(jié)構(gòu)或生化物質(zhì)，發(fā)病輕。 耐?。耗筒。菏懿≡锴趾o明顯病變或損失小，抗損和耐害性強(qiáng) 感病感病: 發(fā)病重 三、植物的誘發(fā)抗性三、植物的誘發(fā)抗性 植物經(jīng)病原物侵染或接種，物理、化學(xué)物質(zhì)刺激或處理后 產(chǎn)生的抗病性。誘發(fā)抗性是一種針對病原物再侵染的抗病性。 （一）過敏性壞死反應(yīng)（一）過敏性壞死反應(yīng)(necrotichypersensitivereaction) 是植物對不親和性病原物侵染表現(xiàn)高度敏感的現(xiàn)象植物受 病原物侵染的細(xì)胞及鄰近細(xì)胞迅速死亡，病原物被遏制、餓死 或封鎖在植物壞死組織中是植物發(fā)生最普遍的一種防衛(wèi)反 應(yīng) （二）植物保衛(wèi)素（二）植物保衛(wèi)素(

9、phytoalexin) 是植物受病原物侵染或非生物因子刺激后產(chǎn)生或積累的一 類低分子量抗菌性的次生代謝產(chǎn)物，主要有酚類、黃酮和類黃 酮、芪類、萜類、聚乙炔等。 （三）病程相關(guān)蛋白（三）病程相關(guān)蛋白(pathogenesisrelatedprotin,PR蛋白）蛋白） 是植物受病原物侵染或非生物因子刺激后產(chǎn)生的一類水 溶性蛋白。主要功能是攻擊病原物，降解細(xì)胞壁大分子，降解 病原物毒素，抑制病毒外殼蛋白與植物受體分子結(jié)合等。 （2 2）、垂直抗病性和水平抗病性）、垂直抗病性和水平抗病性 、垂直抗病性垂直抗病性（vertical resistancevertical resistance） 寄主品

10、種抗病力和病原物小種之間有特異的相互作用寄主品種抗病力和病原物小種之間有特異的相互作用 , ,即某品種對病原物的某些生理小種能抵抗即某品種對病原物的某些生理小種能抵抗, ,但對另外一些但對另外一些 不能抵抗不能抵抗, ,其抗性是小種?；?。其抗性是小種?；?。 遺傳上，抗性是由單基因控制，遺傳上，抗性是由單基因控制， 生產(chǎn)上表現(xiàn)免疫或高抗，生產(chǎn)上表現(xiàn)免疫或高抗， 流行學(xué)上主要抵抗病原物建立侵染點(diǎn)，起到在發(fā)病初流行學(xué)上主要抵抗病原物建立侵染點(diǎn)，起到在發(fā)病初 期減少菌量的作用。期減少菌量的作用。 抗性容易因小種變化而喪失。抗性容易因小種變化而喪失。 、水平抗病性水平抗病性(horizontal r

11、esistance):(horizontal resistance): 寄主品種與病原物小種之間沒有特異的相互作用寄主品種與病原物小種之間沒有特異的相互作用, , 一一 個(gè)品種對同種病原物的所有生理小種的反應(yīng)是一致的個(gè)品種對同種病原物的所有生理小種的反應(yīng)是一致的, ,即即 非小種?；?；非小種?；?； 生產(chǎn)上表現(xiàn)中抗水平；生產(chǎn)上表現(xiàn)中抗水平； 遺傳上抗性是由多基因控制的，許多微效基因綜合起遺傳上抗性是由多基因控制的，許多微效基因綜合起 作用；作用； 流行學(xué)上可以阻礙病原物在寄主體內(nèi)擴(kuò)展繁殖，起到流行學(xué)上可以阻礙病原物在寄主體內(nèi)擴(kuò)展繁殖，起到 減緩病害在田間發(fā)展速率的作用。減緩病害在田間發(fā)展速率

12、的作用。 抗性穩(wěn)定而持久?？剐苑€(wěn)定而持久。 抗病性的性狀抗病性的性狀 抗病性的兩種類型抗病性的兩種類型 垂直抗性垂直抗性(小種抗性）小種抗性） （Verticul resistance) 水平抗性水平抗性 （非小種抗性）（非小種抗性） (Horizontal resistance） 抗性基因數(shù)抗性基因數(shù)單基因或寡基因多基因 基因表現(xiàn)水平基因表現(xiàn)水平 主效、質(zhì)量性狀、 過敏性反應(yīng) 微效、數(shù)量性狀、 非過敏性反應(yīng) ?；猿潭葘；猿潭葘；ㄌ禺悾┓菍；ǚ翘禺悾?環(huán)境影響程度環(huán)境影響程度小大 抗性的持久性抗性的持久性低高 （三）兩種遺傳抗病性及其性狀比較（三）兩種遺傳抗病性及其性狀比較 三、抗病性

13、的變異三、抗病性的變異 抗病性的變異有兩方面含義：抗病性的變異有兩方面含義： （1 1）、）、寄主抗病性本身在遺傳上發(fā)生的變異寄主抗病性本身在遺傳上發(fā)生的變異: : 即病原物小種的致病性未變即病原物小種的致病性未變, , 而寄主的抗病性由于而寄主的抗病性由于 遺傳原因而發(fā)生了變異。遺傳原因而發(fā)生了變異。 （2 2）、）、寄主抗病性本身在遺傳上未發(fā)生變異寄主抗病性本身在遺傳上未發(fā)生變異, ,但在但在 不同條件下不同條件下, ,其抗病性表現(xiàn)發(fā)生的變化。其抗病性表現(xiàn)發(fā)生的變化。 抗性來源抗性來源抗性機(jī)制抗性機(jī)制抗性基礎(chǔ)物質(zhì)抗性基礎(chǔ)物質(zhì) 固有抗性固有抗性 （被動(dòng)抗性）（被動(dòng)抗性） 結(jié)構(gòu)抗 （機(jī)械抗性）

14、 蠟質(zhì)層、角質(zhì)層、細(xì)胞壁等厚度 ；氣孔、水孔、皮孔等形態(tài)分布 ；植株形態(tài) 生化抗性 （化學(xué)抗性） 植物分泌的毒物（酚類、有機(jī)酸 、解毒酶 誘發(fā)抗性誘發(fā)抗性 （主動(dòng)抗性、（主動(dòng)抗性、 獲得抗性）獲得抗性） 結(jié)構(gòu)抗性 （機(jī)械抗性） 木栓化、木質(zhì)化、鞘，侵填體、 膠質(zhì)物 生化抗性 （化學(xué)抗性） 植物保衛(wèi)素、抗毒素、病程相關(guān) 蛋白 根據(jù)抗性來源和機(jī)制根據(jù)抗性來源和機(jī)制 第三節(jié)第三節(jié) 寄主與病原物的相互關(guān)系和作用寄主與病原物的相互關(guān)系和作用 一、基因?qū)驅(qū)W說（一、基因?qū)驅(qū)W說（gene-for-gene theorygene-for-gene theory） 定義：定義： 對應(yīng)于寄主上的每一個(gè)決定抗

15、病性的基因，病原物對應(yīng)于寄主上的每一個(gè)決定抗病性的基因，病原物 也存在一個(gè)決定致病性的基因（反之亦然）。也存在一個(gè)決定致病性的基因（反之亦然）。 任何一方的有關(guān)基因只有在另一方相對應(yīng)的基因任何一方的有關(guān)基因只有在另一方相對應(yīng)的基因 作用下才能被鑒定出來（在寄主群體中有一控制抗病性作用下才能被鑒定出來（在寄主群體中有一控制抗病性 的抗病基因，那么在病原物中就會(huì)存在或產(chǎn)生一種克服的抗病基因，那么在病原物中就會(huì)存在或產(chǎn)生一種克服 這種抗病性的致病基因，這種作用是相對的）。這種抗病性的致病基因，這種作用是相對的）。 二定向選擇和穩(wěn)定化選擇二定向選擇和穩(wěn)定化選擇 1 1、定向選擇：、定向選擇： 種植的寄主抗病品種有利于病原物相應(yīng)的毒性基因的種植的寄主抗病品種有利于病原物相應(yīng)的毒性基因的 發(fā)展而使病原物群體發(fā)生變異發(fā)展而使病原物群體發(fā)生變異. . 2 2、穩(wěn)定化選擇：、穩(wěn)定化選擇： 通過寄主群體的抗病性對病原物的選擇作用而使病原通過寄主群體的抗病性對病原物的選擇作用