植物病原物的寄生性和致病性

關(guān)于植物病原物的寄生性和致病性第1頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五第十章植物病原物的寄生性和致病性第2頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

即植物與微生物共同生活，緊密聯(lián)系，形成了雙方都可以得到好處的互利關(guān)系。如豆科植物與其根瘤細(xì)菌之間植物與相關(guān)微生物之間主要有三種相互關(guān)系

有關(guān)雙方雖然共存于同一環(huán)境中，但兩者之間沒有明顯的益、害關(guān)系。例如在植物的根圍和葉圍都有許多非病原微生物。一種生物依賴另一種生物提供營養(yǎng)物質(zhì)的生活方式，提供營養(yǎng)物質(zhì)的一方稱為寄主(host)，得到營養(yǎng)的一方稱為寄生物(parasite)。共生(symbiosis)共棲關(guān)系(commensalism)寄生(parasitism)第3頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

寄生性病原物在寄主植物活體內(nèi)取得營養(yǎng)物質(zhì)而生存的能力。第二節(jié)植物病原物的寄生性和致病性

致病性病原物所具有的破壞寄主和引起病變的能力。第4頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五病原物種下的幾個(gè)分類單元病原物種內(nèi)形態(tài)相似，但對不同屬寄主植物的致病性不同的類群。主要用于植物病原真菌。例如，小麥桿銹菌Pucciniagraminisf.sp.tritici專化型(formaspecialis，簡稱f.sp.)第5頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五病原細(xì)菌中則用致病變種 （pathovar，簡稱pv.

）Xanthomonasoryzaepv.oryzae水稻白葉枯菌Xanthomonasoryzaepv.oryzicola水稻細(xì)菌性條斑Pseudomonassyringaepv.phaseolicola菜豆暈斑病菌Pseudomonassyringaepv.glycinea大豆細(xì)菌疫病病菌對不同種寄主植物致病性變化，及在同種植物上形成不同的癥狀。第6頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五許多病原物種下直接分為不同的生理小種。病原物種下的幾個(gè)分類單元生理小種（physiologicalrace，通常簡稱小種）?；突蛑虏∽兎N內(nèi)形態(tài)相似、但對同一寄主植物不同品種表現(xiàn)出不同致病性的群體第7頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五水稻品種

小種

0IIIIIIIVVVIVII金剛30

RSSSSSSSTetep

RRSSSSRR

南粳15

RRRSSRSSJava14

RRRRSRRSIR26

RRRRRSRRXanthomonasoryzaepv.oryzae

水稻白葉枯菌第8頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五死體營養(yǎng)和活體營養(yǎng)寄生物從寄主植物獲得養(yǎng)分，有兩種不同的方式。1、死體營養(yǎng)生物(necrotroph)：寄生物先殺死寄主植物的細(xì)胞和組織，然后從中吸取養(yǎng)分，營這種生活方式的生物稱作死體寄生物。而將兼具寄生與腐生能力的，稱為兼性寄生物(facultativeparasite)或兼性腐生物(facultativesaprophyte)，前者以營腐生為主，后者以寄生為主。2、活體營養(yǎng)生物(biotroph)：寄生物從活的寄主中獲得養(yǎng)分，并不立即殺傷寄主植物的細(xì)胞和組織。營這種生活方式的生物稱作活體寄生物。人們將只能活體寄生的寄生物，稱為專性寄生物(obligateparasite)，第9頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五死體營養(yǎng)病原物的致病作用死體營養(yǎng)的病原物，一般從寄主植物的傷口或自然孔口侵入，通過它們所產(chǎn)生的酶或毒素等物質(zhì)的作用，殺死寄主的細(xì)胞和組織，然后以死亡的植物組織作為生活基質(zhì)，再進(jìn)一步傷害周圍的細(xì)胞和組織。死體營養(yǎng)的病原物腐生能力一般都較強(qiáng)，它們能在死亡的植物殘?bào)w上生存，營腐生生活，因此都能人工培養(yǎng)。死體營養(yǎng)的病原物寄主范圍一般較廣。立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)、齊整小核菌(Sclerotiumrolfsii)和胡蘿卜軟腐歐氏菌(Erwiniacarotovora)等，可以寄生幾十種甚至上百種植物。第10頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五活體營養(yǎng)病原物的致病作用活體營養(yǎng)的病原物是更高級的寄生物，它們可以從寄主的自然孔口或直接穿透寄主的表皮侵入，侵入后在植物細(xì)胞間隙蔓延，常常形成特殊的吸取營養(yǎng)的機(jī)構(gòu)，稱為吸器，由吸器來吸取寄主細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)(如霜霉菌、白粉面和銹菌)?；铙w營養(yǎng)的病原物不能脫離寄主營腐生生活。因此不能人工培養(yǎng)。這些病原物的寄主范圍一般較窄，有較高的寄生專化性。這些病原物對寄主細(xì)胞的直接殺傷作用較小，這對它們在活細(xì)胞中的生長繁殖是有利的。但是，一旦寄主細(xì)胞和組織死亡，它們也隨之停止生育，迅速死亡。第11頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

死體營養(yǎng)病原物寄主細(xì)胞迅速殺死產(chǎn)生毒素不形成特殊的機(jī)構(gòu)傷口或自然孔口侵入寄主范圍廣能夠腐生生活侵染病殘、衰老的組織

活體營養(yǎng)病原物不迅速殺死很少或不產(chǎn)生形成吸器自然孔口侵入寄主范圍窄寄生生活侵染健康植物的各個(gè)生育期

生化形態(tài)特征生態(tài)學(xué)特征第12頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五第三節(jié)植物病原物的致病機(jī)制病原物接觸寄主后，引致寄主植物發(fā)病的機(jī)理一般涉及機(jī)械穿透、營養(yǎng)物質(zhì)掠奪和化學(xué)致病作用等。這些在病害發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用的病原物機(jī)械穿透和代謝產(chǎn)物被稱為病原物的致病因素(pathogenicityfactor)。第13頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五Pathogenicityfactorsproducedbypathogensinfunctiononplantcell.防衛(wèi)抑制子毒素胞外多糖生長調(diào)節(jié)素胞外酶防衛(wèi)激發(fā)子受體信號物質(zhì)蛋白細(xì)胞核基因植物細(xì)胞病原菌代謝紊亂致病生化因子第14頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五一、機(jī)械穿透病原真菌、高等寄生植物和線蟲可以通過對植物表面施加機(jī)械壓力而侵入。真菌菌絲(芽管)和高等寄生植物的胚根首先接觸并附著在植物表面，繼而其前端膨大，形成附著胞，由附著胞產(chǎn)生纖細(xì)的侵入釘(penetrationpeg)，對植物表皮施加巨大的機(jī)械壓力，并分泌相應(yīng)的酶類，軟化并穿透角質(zhì)層和細(xì)胞壁而侵入。一些病原真菌在植物表皮下的組織中形成了實(shí)體時(shí)，亦施加相當(dāng)大的機(jī)械壓力，致使細(xì)胞壁角質(zhì)層擴(kuò)張、突起和破裂，子實(shí)體外露。寄生性種子植物可以形成吸器穿透寄主表皮，與寄主的維管束組織相連。線蟲則先利用口針(stylet)反復(fù)穿刺，最后穿透植物表皮細(xì)胞壁，頭部或整個(gè)蟲體進(jìn)入植物細(xì)胞中。第15頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五二、奪取寄主的生活物質(zhì)各種病原物都具有寄生性，能夠從寄主上獲得必要的生活物質(zhì)。寄主體內(nèi)或體表的寄生物越多，消耗的養(yǎng)分也越多，從而造成寄主植物的營養(yǎng)不良、黃化、矮化，甚至枯死等癥狀。半寄生類對寄主的依賴主要是水分，因此對寄主的影響一般較少，危害較輕；全寄生植物對寄主的損害極大，很快就使寄主黃化致死。第16頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五病原物致病生化因子胞外酶酶病原物產(chǎn)生的與致病性有關(guān)的酶很多，病原物產(chǎn)生的酶類主要有 角質(zhì)酶（cutinase） 果膠酶（pectinase） 纖維素酶（cellulase） 半纖維素酶（hemicellulase） 蛋白酶（protease）許多病原真菌可以直接穿透植物表皮而侵入。真菌能產(chǎn)生一系列降解表皮角質(zhì)層和細(xì)胞壁的酶，直接侵入過程就是部分地或全部地通過這種化學(xué)穿透方式而實(shí)現(xiàn)的。第17頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五毒素(toxin)是指病原物產(chǎn)生的一類小劑量即可對寄主有明顯損傷和致病作用的次生代謝產(chǎn)物。它們可以是多糖、糖肽或多肽一類化合物或者是雜環(huán)類有機(jī)化合物等。有些化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)濃度高到一定程度時(shí)，也會對植物的生長產(chǎn)生不利的影響或毒害作用，這些物質(zhì)就不能稱為毒素。病原物致病生化因子毒素第18頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

寄主專化性毒素(host-specifictoxin，HST)僅對病原菌的寄主植物起作用。玉米小斑病菌BipolarismaydisT小種產(chǎn)生的T毒素對T型雄性不育細(xì)胞質(zhì)的雜交玉米毒性很強(qiáng)，而對其他玉米品種毒性很弱。大多數(shù)HST對寄主植物產(chǎn)生毒性的最低濃度大約在1~10μg/L。非寄主?；远舅?non-host-specifictoxin，NHST)，影響病原菌的寄主植物和一些非寄主植物。引起煙草野火病的煙草假單胞菌Pseudomonastabaci產(chǎn)生的煙毒素處理煙草和其他植物都可以產(chǎn)生癥狀。第19頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

一是毒素與寄主植物細(xì)胞膜上的某種蛋白質(zhì)產(chǎn)生相互識別作用；二是影響寄主細(xì)胞膜的透性，導(dǎo)致寄主細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)的滲漏；三是影響寄主體內(nèi)某些酶的活性，抑制寄主核酸與蛋白質(zhì)的合成；四是作為一種抗代謝物，抑制寄主某些生長必需的次生代謝物的產(chǎn)生。毒素的作用機(jī)理很復(fù)雜，但一般涉及四個(gè)方面：第20頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五表10-1幾種重要的寄主選擇性毒素

第21頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五病原物致病生化因子生長調(diào)節(jié)物質(zhì)植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)(growthregulators)亦稱植物激素，各種生長調(diào)節(jié)物質(zhì)是植物體細(xì)胞分裂、生長、分化、休眠和衰老所必需的。許多病原菌能合成與植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)相同或類似的物質(zhì)，嚴(yán)重?cái)_亂寄主值物正常的生理過程，誘導(dǎo)產(chǎn)生徒長、矮化、畸形、贅生、落葉、頂多抑制和根尖鈍化等多種形態(tài)病變。病原物還可通過影響植物體內(nèi)生長調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常功能而引起病變。第22頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五病原菌產(chǎn)生的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)主要有：

生長素細(xì)胞分裂素赤霉素脫落酸乙烯第23頁，共26頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五赤霉素是在引起水稻惡苗病的藤倉赤霉Gibberellafujikuroi的研究中發(fā)現(xiàn)的?；加兴緪好绮〉牟≈曛谐嗝顾氐暮吭龆啵共≈瓯憩F(xiàn)徒長。被茄科勞爾氏菌Ralstoniasolanacearum侵染的香蕉病組織中乙