植物病原原核生物第5章

植物病原原核生物第5章第一節(jié)概述一、生物學特征(一)與其他病原生物的區(qū)別原核生物是指含有原核結構的單細胞生物。1、單細胞：菌體為有或無細胞壁的單細胞結構；2、原核：遺傳物質(DNA)分散于細胞質中，無核膜和核仁；3、細胞器：細胞器極少，無線粒體和高爾基體，具少量核糖體。(二)寄生性非專性寄生：有細胞壁，可常規(guī)培養(yǎng)。黃單胞桿菌屬、假單胞桿菌屬、伯克赫氏菌屬、歐氏桿菌屬、果膠桿菌屬、土壤桿菌屬、棒形桿菌屬、芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬等。專性寄生：有細胞壁，難培養(yǎng)。嗜木桿菌屬、韌皮部寄生屬。專性寄生：無細胞壁，難培養(yǎng)。植原體屬、螺原體屬二、細菌的形狀和結構(一)形狀和大小1、形狀：球狀(球菌)、彎桿狀(弧菌、螺旋菌)、桿狀(桿菌)、線狀(放線菌)2、大?。?.5～0.8×1～3微米觀察：100×10～40X(二)細胞基本結構1、細胞的基本形狀和構成2、細胞壁(cellwall)：(1)有無(2)染色反應：革蘭氏染色反應(C.Gram,1884.丹麥)菌液涂片→結晶紫染色→水洗→碘液固定→酒精褪色→藏紅復染(紫色G＋，紅色G－)革蘭氏染色是細菌分類的重要特征之一。(3)化學結構:細胞壁基本骨架是肽聚糖層，由氨基糖和氨基酸組成。(4)功能：營養(yǎng)選擇，保護細胞，細胞生長、分裂和鞭毛運動，維持形狀肽聚糖的結構：A、肽聚糖亞單位B、肽聚糖組分結構G＋細胞壁較厚(30～40nm)肽聚糖層達20層占細胞壁60～90%，對青霉素敏感G－細胞壁薄(15～20nm)肽聚糖層薄，僅占細胞壁10%左右，對青霉素較不敏感肽聚糖層的厚薄和結構決定了革蘭氏染色的差異3、細胞質膜(cytoplasmicmembrene),或稱質膜(plasmamembrene：

質膜基本結構是磷脂雙層(phospholipidbipayer),含有高度疏水的脂肪酸的相對親水的甘油兩部分。質膜很薄，約5～10nm。蛋白質鑲嵌在雙層磷脂中，分為邊緣蛋白(外周蛋白)和整合蛋白。

質膜的作用是使細胞具有選擇性能，控制物質的吸收和排放；也是許多生化反應(能量代謝和合成代謝)的重要部位。4、細胞質(cytoplasma)和核糖體(ribosomes)(1)細胞質：水分含量達70%以上，含有一些脂類內含物、異染粒、淀粉和糖原等顆粒。唯一的細胞器是核糖體。(2)核糖體：又稱核蛋白體或核糖核蛋白體，是細胞中多肽鏈和蛋白質合成的場所。原核生物含70S核糖體，亞單位分別為50S和30S；50S亞單位含1個23SrRNA、1個5SrRNA和32種不同蛋白；30S亞單位含1個16SrRNA和21種不同蛋白；5、遺傳物質類型及其功能原核生物無典型的細胞核,僅有絮狀核質區(qū)或稱擬核。(1)染色體基因(chromosome)：為環(huán)狀雙螺旋DNA鏈。主要控制與致病性有關的性狀：細菌莢膜、外膜蛋白、多種膜外酶。(2)質粒(plasmids)：為染色體外基因，一種小的環(huán)狀DNA分子。質粒可以在細胞之間轉移，細胞中質粒通常1～40個。細菌質粒基因主要編碼對抗菌素的抗性，合成細菌素，產生毒素和激素。

細菌素是由質粒編碼產生的一種專門作用于同種或具密切親緣關系物種細菌的蛋白質。質粒是分子生物技術中遺傳工程的優(yōu)良載體。6、細菌細胞上的特殊結構物(1)莢膜(capsule):是由細菌分泌的包于體表的多糖類衍生物。主要功能：對細菌表面起滲透屏障作用；保護細胞免受吞噬；保護細胞免受干燥損傷；幫助細菌附著到物體表面。(2)鞭毛(flagellum):是從細胞質膜和細胞壁伸出細胞外部的蛋白質組成的絲狀結構，使細菌具有運動性。細菌鞭毛結構：(a)G－細菌；(b)G＋細菌。鞭毛分為部分：基體、鉤形鞘、螺旋絲。鞭毛直徑約20nm,長度達15～20微米鞭毛類型單生鞭毛周生鞭毛叢生鞭毛鞭毛運動方式鞭毛趨化性(朝向或離開化學物質而運動)(3)菌毛和性菌毛

菌毛(fimbriae):產生于質膜或緊貼于質膜的細胞質中，是僵硬的蛋白質絲或細管。菌毛能使大量菌體纏結在一起，使細胞吸附于固體表面或懸浮于液體表面。

性菌毛(pili):比菌毛稍長，數量比菌毛少，只有1至數根。性菌毛在細菌接合交配時起作用。(4)芽胞(endospore)芽胞形成于細菌細胞內，對熱、干燥、幅射和毒素等異常環(huán)境具有抗性。細菌的細胞三、細菌的營養(yǎng)、代謝及代謝產物(一)細菌的營養(yǎng)植物病原細菌屬于化能有機異養(yǎng)型、碳源(糖、蛋白質)、氮源(有機或無機)（二）細菌的代謝分解代謝和合成代謝（三）細菌的代謝產物工業(yè)生產和細菌的鑒定四、細菌的生長繁殖及人工培養(yǎng)、菌種的保存（一）細菌的繁殖：二分裂方式（二）培養(yǎng)基的配制1、要有碳源、氮源、其他化學元素2、營養(yǎng)物質的配比3、pH7.0—7.2（三）生長條件1、生長溫度：最適：25—28℃環(huán)腐病菌20～23℃，菊果膠桿菌39℃2、濕度(四）菌種保存1、轉管保存2、液體石蠟油保存3、無菌水保存4、真空冷凍干燥保存五、細菌的遺傳和變異

（一）遺傳物質：染色體DNA和質粒（如Ti質粒）（二）細菌的變異1、變異現象2、變異類型：表現型變異、遺傳性變異3、變異的機理a.基因突變

b.基因轉移和重組轉化（transformation)轉導（transduction)接合（conjugation)轉座因子（transposableelement)插入序列（insertionsequence,IS)轉座子（transposon，Tn)特殊病毒（如Mu噬菌體）

第二節(jié)、植物病原細菌的寄生性

和致病性及侵染一、植物病原細菌的寄生性和致病性、細菌的過敏性壞死反應二、植物病原細菌的侵染來源、侵入途徑、蔓延及傳播（一）侵染來源1、種子和播種材料,如許多檢疫性細菌病害2、病株殘余3、帶菌的土壤和肥料,如青枯菌、根癌菌、軟腐菌4、田間的野生寄主和其他植物5、昆蟲6、田間正在發(fā)病的病株：再侵染來源（二）侵入途徑:自然孔口：氣孔、水孔、皮孔；傷口（三）細菌侵入后的蔓延（四）傳播途徑1、雨水2、農具3、昆蟲4、人類本身三、植物病原細菌的癥狀類型（一）壞死（二）腐爛（三）萎蔫（四）變形、增生（五）變色第三節(jié)原核生物的分類和命名一、細菌的分類和命名（一）分類學（taxonomy)分類（classification)命名（nomenclature)鑒定（identification)

(二)分類等級1、種以上分類等級：域(domain)、界（kingdom)、門（phylum)、綱（class)、目（order)、科（family)、屬(genus)。

種（species):細菌種是由一些具有許多共同特征的菌系組成的群體。

菌系(Strains):是由分離獲得的純培養(yǎng)物的單個菌落繁衍的后代組成。一個細菌種具有一個典型菌株(typestrain)或稱代表菌株、模式菌株。2、種以下分類等級：

亞種(subspecies):在一個細菌種內有些菌系的特征與典型菌系基本相符，但有少數表型的或遺傳的特性不同，而這些特征是穩(wěn)定的，可將這些細菌稱為這個種的亞種。

致病變種(pathovar)致病型(pathotype)生物型（biotype）生理型（biovar)血清型（serovar）噬菌體型（phagevar)形態(tài)型(morphovar)遺傳型（genomvar)(三)分類方法

1、傳統(tǒng)方法2、數值分類方法3、核酸分子生物學方法4、化學分類方法5、多項分類方法(四)原核生物的分類系統(tǒng)目前國際上大都采用“伯杰氏系統(tǒng)細菌手冊”(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)中的分類系統(tǒng)。在這個手冊的第二版中原核生物分成兩個域（Domains）:古細菌域（Archaea）和真細菌域（Bacteria）。古細菌域包括一些極端嗜鹽、嗜熱和產甲烷的細菌。

在伯杰氏系統(tǒng)細菌手冊第一版中，建議把細菌分為四個門：厚壁細菌門薄壁細菌疵壁細菌門軟壁細菌門。

在伯杰氏系統(tǒng)細菌手冊第二版中，建議把細菌分為三個表型亞群：有細胞壁的格蘭氏陽性細菌有細胞壁的格蘭氏陰性細菌無細胞壁細菌(五)細菌命名:拉丁雙名法(屬和種)命名。

俗名：甘薯瘟病菌、番茄青枯病菌

病菌種學名：(Ralstoniasolanacearum=Pseudmonassolanacearum)

亞種：胡蘿卜果膠桿菌胡蘿卜亞種

Pctobacteriumcarotovorumsubsp.

carotovorum

馬鈴薯環(huán)腐病菌Clavibactermichiganensissubsp.sepedonicum(SpiechrmanetKotthoff)Davisetal.致病變種：水稻黃單胞菌棲稻致病變種(水稻細菌性條病)Xanthomonasoryzaepv.oryzicola

二、植物病原原核生物主要屬的分類位置

細菌域（DomainBacteria）

普羅特斯細菌門（PhylumBX11.Proteobacteria）Alpha普羅特斯細菌綱（ClassI.Alphaproteobacteria）根瘤菌目（OrderVI.

Rhizobiales）根瘤菌科（FamilyI.Rhizobiaceae）土壤桿菌屬（GenusII.Agrobacterium）Beta普羅特斯細菌綱（ClassII.Betaproteobacteria）佰克赫氏菌目（OrderI.Burkholderiales）佰克赫氏菌科（FamilyI.Burkholderiaceae）佰克赫氏菌屬（GenusI.Burkholderia）拉爾氏菌科（FamilyII.Ralstoniaceae）拉爾氏菌屬（GenusI.Ralstonia）叢毛單胞菌科（FamilyV.Comamonadaceae）食酸菌屬（GenusII.Acidovorax）Gamma普羅特斯細菌綱（ClassIII.

Gammaproteobacteria）黃單胞桿菌目（OrderII.Xanthomonadales）黃單胞桿菌科（FamilyI.Xanthomonadaceae）黃單胞桿菌屬（GenusI.Xanthomonas）木桿菌屬（GenusVIII.Xylella）假單胞桿菌目（OrderVIII.Pseudomonadales）假單胞桿菌科（FamilyI.Pseudomonaceae）假單胞桿菌屬（GenusI.Pseudomonas）嗜木桿菌屬（GenusXV.Xylophilus）腸桿菌目（OrderXII.Enterobacteriales）腸桿菌科（FamilyI.Enterobacteriaceae）歐氏桿菌屬（GenusXIII.Erwinia）泛菌屬（GenusXXIII.Pantoea）果膠桿菌屬（GenusXXIV.Pectobacterium)硬壁菌門（PhylumBXIII.Firmicutes）

軟菌綱(Class

II.Mollicutes)支原體目（OrderI.Mycoplasmatales)支原體科（FamilyI.Mycoplasmataceae)支原體屬（GenusI.Mycoplasma)昆蟲原體目（OrderII.Entomoplasmatales)螺原體科（FamilyII.Spiroplasmatales)螺原體屬(GenusI.Spiroplasma)芽孢桿菌綱（ClassIII.Bacilli）芽孢桿菌目（OrderI.Bacillales）芽孢桿菌科（FamilyI.Bacillaceae）芽孢桿菌屬（GenusI.Bacillus）放線菌門（PhylumBXIV.

Actinobacteria）放線菌綱（ClassI.Actinobacteria）放線菌亞綱（SubclassV.Actinobacteridae）放線菌目（OrderI.Actinomycetales）微球菌亞目(SuborderVI.Micrococcineae)微球菌科(FamilyI.Micrococcaceae)

節(jié)桿菌屬(GenusII.Arthrobacter)棒形桿菌屬（GenusV.Clavibacter）短小桿菌屬（GenusVII.Curtobacterium）鴨舌草桿菌屬（GenusX.Rathayibacter)棒狀桿菌亞目（SuborderVII.Corynebacterineae）諾卡氏菌科(FamilyV.Nocardiaceae)諾卡氏菌屬(GenusI.Nocardia)紅色球菌屬（GenusII.Rhodococcus）放線菌亞目（SuborderXI.Streptomycineae）放線菌科（FamilyI.Streptomycetaceae）放線菌屬（GenusI.Streptomyces）門及特征重要植物病原屬薄壁菌門(有細胞壁的格欄氏陰性細菌)(Gracilicutes)細胞壁10～13nm,肽聚糖含量1～3%假單胞菌屬

Pseudomonas土壤桿菌屬

Agrobacterium食酸菌屬Acidovorax黃單胞桿菌屬

Xanthomonas

伯克氏菌屬Burkholderia嗜木桿菌屬Xylophilus拉爾氏菌屬Ralstonia歐氏菌屬

Erwinia草螺菌屬Herbaspirillum泛菌屬Pantoea根瘤桿菌屬Rhizobacter木桿菌屬Xylella韌皮部桿菌屬Liberibacter

厚壁菌門(有細胞壁的格欄氏陽性細菌)(Firmicutes)細胞壁10～15nm,肽聚糖含量50～80%棒狀桿菌屬

Corynebacterium鏈霉菌屬

Streptomyces棒型桿菌屬Clavibacter芽孢桿菌屬

Bacillus

短小桿菌屬Curtobacterium節(jié)桿菌屬Arthrobacter紅色球菌屬Rhodococcus鴨茅草桿菌屬Rathayibacter軟壁菌門(無細胞壁細菌)(Tenericutes)無細胞壁和肽聚糖植原體屬Phytoplasma螺原體屬Spiroplasma三、植物病原原核生物的重要類群第三節(jié)植物病原原核生物的重要屬一、土壤桿菌屬(Agrobacterium)1、鑒定性狀：G－，菌體短桿狀，大小0.6～1.0×1.5～3.0微米；鞭毛1～6根、周生或側生；菌落白色至灰白色，無色素；好氣，呼吸型；最適培養(yǎng)溫度25～28℃，﹥PH6.0。2、質粒：Ti質粒、Ri質粒、細菌素質粒3、重要種：根癌土壤桿菌(A.tumefaciens)發(fā)根土壤桿菌(A.rhizogenes)葡萄根癌土壤桿菌(A.vitis)

二、假單胞桿菌屬(Pseudomonas)

本屬是一個非常異質的組群，以往有熒光假單胞菌和非熒光假單胞菌，近年來在分類上有很大變化，植物非熒光假單胞菌都劃分出來到不同的屬中。1、基本特征：G－，菌體桿狀、直或稍彎，大小0.5～1.0×1.5～4.0微米；鞭毛單或多根、端生；菌落灰白色、有些菌株在培養(yǎng)基上會產生褐色素；好氣，呼吸型；最適培養(yǎng)溫度28～30℃，pH7.0。2、重要病原種：(1)丁香假單胞菌（P.syringae)(2)青枯假單胞菌(P.solanacearum)=青枯拉爾氏菌(Ralstoniasolanacearum)(3)洋蔥假單胞菌（P.cepacia)=伯克赫氏菌(Burkholderiuacepacia)(4)燕麥假單胞菌（P.avenae)=燕麥食酸菌（Acidovoraxavenae)

馬鈴薯青枯病番茄青枯病甘薯瘟菌體形態(tài)香蕉細菌性枯萎病三、歐氏菌屬(Erwinia)1、鑒定特征：G－，菌體短桿狀、大小0.5～1.0×1～3微米；周生鞭毛；菌落灰白色；好氣，部分兼性厭氣；最適培養(yǎng)溫度27～30℃。2、重要病原種：梨火疫病菌(E.amylovora)玉米萎蔫病菌(E.stewartii)=玉米萎蔫泛菌(Pantoeastewartii)白菜軟腐病菌(E.carotovora)=果膠軟腐桿菌(Pctobacteriumcarotovorum)梨火疫病Erwiniaamylovora大白菜軟腐病玉米萎蔫病四、黃單胞菌屬(Xanthomonas)1、鑒定特征：G－，菌體短桿狀、大小0.4～0.6×1～3微米；單極生鞭毛；菌落蜜黃色；嚴格好氣。最適培養(yǎng)溫度25～27℃。2、重要病原種：水稻白葉枯病菌(X.oryzaepv.oryzae)水稻細條病菌(X.oryzaepv.oryzicola)黃瓜角斑病菌(X.cestrispv.cucurbitae)芒果黑斑病菌(X.cestrispv.mangiferaeindica)木薯萎蔫病菌(X.cestrispv.manihotis)柑桔潰瘍病菌(X.axonopodispv.citri)水稻白葉枯田間癥狀菌濃白葉枯病癥狀及病菌水稻細條病癥狀及病菌柑桔潰瘍病及其病原菌甘蔗流膠病木薯細菌性萎蔫病芒果黑斑病：病葉和病果黃瓜角斑病五、棒形桿菌屬(Clavibacter)1、鑒定特征：G＋，菌體棍棒狀、大小0.4～0.8×0.8～2.53微米；無鞭毛；菌落灰白色；嚴格好氣。最適培養(yǎng)溫度20～29℃。2、重要病原種：馬鈴薯環(huán)腐病(C.michiganensissubsp.sepedonicum)番茄潰瘍病菌(C.michiganensissubsp.michiganensis)馬鈴薯環(huán)腐病番茄潰瘍病六、韌皮部桿菌屬(Liberibacter)一、鑒定特征：本屬為新設屬，過去稱為類立克次體(RLO)或類細菌(BLO)。寄生于寄主韌皮部，G－；電鏡下觀察菌體形狀為短桿狀或梭形，難培養(yǎng)。二、重要種：亞洲韌皮部桿菌(L.asiaticum):柑桔黃龍病。介體為亞洲木虱，發(fā)病適溫28～32℃左右。非洲韌皮部桿菌(L.africanum):柑桔青果病。介體為非洲木虱，發(fā)病適溫20～24℃。美洲韌皮部桿菌(L.americanus),介體為木虱。桔柑黃龍病七、木桿菌屬(Xylella)(一)鑒定特征：

本屬為新設屬，過去稱為類立克次體(RLO)或類細菌(BLO)。寄生于寄主木質部，G－；電鏡下觀察菌體形狀為短桿狀，大小為0.25～0.35×0.9～3.5微米。難培養(yǎng)，在特殊培養(yǎng)基上有二類菌落：一類具脊狀凸起，光滑半透明，邊緣整齊；另一類具臍狀突起，表面粗糙，邊緣波紋狀；嚴格好氧。(二)重要種

難養(yǎng)木質部桿菌(X.fastidiosa):葡萄皮爾斯病，苜蓿矮化病，桃偽果病。葡萄皮爾斯病及其病原菌八、植原體屬(Phytoplasma)(一)鑒定特征：

本屬為新設屬，過去稱為類菌原體(MLO)，寄生于寄主韌皮部。菌體無細胞壁，正常為圓球形或橢圓形，在寄主體內運行時可成為變形體狀，呈絲狀、桿狀、啞鈴狀。大小為80～800nm，外層質膜厚8～10nm。發(fā)病適溫20～25℃。難培養(yǎng)，在特殊平板培養(yǎng)基上菌落小，呈“荷包蛋狀”。引起黃化和叢枝癥狀。(二)重要種檸檬叢枝病菌(Phytoplasmaaurantifolia)(目前僅1種)病害：椰子致死性植原體病、水稻黃萎病、水稻橙葉病、桑萎縮病、梨衰退病、棗瘋病、龍眼鬼帚病、豇豆叢枝病、甘薯叢枝病、番茄叢枝病、花生叢枝病…。椰子致死性植原體病棗瘋病一、病害診斷1、癥狀診斷：(1)常見植物細菌性病害癥狀(2)難培養(yǎng)細菌引起的病害癥狀2、顯微鏡檢查有否噴菌現象第四節(jié)、植物細菌性病害診斷、病原鑒定與治理3、病原物分離培養(yǎng)與致病性試驗：煙草過敏性試驗，接種試驗(針剌、噴霧、剪葉、注射、灌根)4、抗生素試驗：

木質部桿菌韌皮部桿菌植原體青霉素＋＋－