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(yè)，共26頁(yè)，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(yè)，共26頁(yè)，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(méi)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(lài)另一種生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生活方式，提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一方稱(chēng)為寄主(host)，得到營(yíng)養(yǎng)的一方稱(chēng)為寄生物(parasite)。共生(symbiosis)共棲關(guān)系(commensalism)寄生(parasitism)第3頁(yè)，共26頁(yè)，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(yíng)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(yè)，共26頁(yè)，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(lèi)單元病原物種內(nèi)形態(tài)相似，但對(duì)不同屬寄主植物的致病性不同的類(lèi)群。主要用于植物病原真菌。例如，小麥桿銹菌Pucciniagraminisf.sp.tritici專(zhuān)化型(formaspecialis，簡(jiǎn)稱(chēng)f.sp.)第5頁(yè)，共26頁(yè)，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(jiǎn)稱(chēng)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(duì)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(yè)，共26頁(yè)，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(lèi)單元生理小種（physiologicalrace，通常簡(jiǎn)稱(chēng)小種）專(zhuān)化型或致病變種內(nèi)形態(tài)相似、但對(duì)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(yè)，共26頁(yè)，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(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五死體營(yíng)養(yǎng)和活體營(yíng)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(yíng)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(yíng)這種生活方式的生物稱(chēng)作死體寄生物。而將兼具寄生與腐生能力的，稱(chēng)為兼性寄生物(facultativeparasite)或兼性腐生物(facultativesaprophyte)，前者以營(yíng)腐生為主，后者以寄生為主。2、活體營(yíng)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(yíng)這種生活方式的生物稱(chēng)作活體寄生物。人們將只能活體寄生的寄生物，稱(chēng)為專(zhuān)性寄生物(obligateparasite)，第9頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五死體營(yíng)養(yǎng)病原物的致病作用死體營(yíng)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(guò)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?chē)募?xì)胞和組織。死體營(yíng)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(yíng)腐生生活，因此都能人工培養(yǎng)。死體營(yíng)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(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五活體營(yíng)養(yǎng)病原物的致病作用活體營(yíng)養(yǎng)的病原物是更高級(jí)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(yíng)養(yǎng)的機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為吸器，由吸器來(lái)吸取寄主細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如霜霉菌、白粉面和銹菌)。活體營(yíng)養(yǎng)的病原物不能脫離寄主營(yíng)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(zhuān)化性。這些病原物對(duì)寄主細(xì)胞的直接殺傷作用較小，這對(duì)它們?cè)诨罴?xì)胞中的生長(zhǎng)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(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

死體營(yíng)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(yíng)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(yè)，共26頁(yè)，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(yíng)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(guò)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(chēng)為病原物的致病因素(pathogenicityfactor)。第13頁(yè)，共26頁(yè)，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(zhǎng)調(diào)節(jié)素胞外酶防衛(wèi)激發(fā)子受體信號(hào)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(yè)，共26頁(yè)，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(chóng)可以通過(guò)對(duì)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(duì)植物表皮施加巨大的機(jī)械壓力，并分泌相應(yīng)的酶類(lèi)，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(chóng)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(chóng)體進(jìn)入植物細(xì)胞中。第15頁(yè)，共26頁(yè)，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(yíng)養(yǎng)不良、黃化、矮化，甚至枯死等癥狀。半寄生類(lèi)對(duì)寄主的依賴(lài)主要是水分，因此對(duì)寄主的影響一般較少，危害較輕；全寄生植物對(duì)寄主的損害極大，很快就使寄主黃化致死。第16頁(yè)，共26頁(yè)，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(lèi)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(guò)程就是部分地或全部地通過(guò)這種化學(xué)穿透方式而實(shí)現(xiàn)的。第17頁(yè)，共26頁(yè)，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(lèi)小劑量即可對(duì)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(lèi)化合物或者是雜環(huán)類(lèi)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(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響或毒害作用，這些物質(zhì)就不能稱(chēng)為毒素。病原物致病生化因子毒素第18頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五

寄主專(zhuān)化性毒素(host-specifictoxin，HST)僅對(duì)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(duì)T型雄性不育細(xì)胞質(zhì)的雜交玉米毒性很強(qiáng)，而對(duì)其他玉米品種毒性很弱。大多數(shù)HST對(duì)寄主植物產(chǎn)生毒性的最低濃度大約在1~10μg/L。非寄主專(zhuān)化性毒素(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(yè)，共26頁(yè)，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(shí)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(zhǎng)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(yè)，共26頁(yè)，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(yè)，共26頁(yè)，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(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)(growthregulators)亦稱(chēng)植物激素，各種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)是植物體細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)、分化、休眠和衰老所必需的。許多病原菌能合成與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)相同或類(lèi)似的物質(zhì)，嚴(yán)重?cái)_亂寄主值物正常的生理過(guò)程，誘導(dǎo)產(chǎn)生徒長(zhǎng)、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(guò)影響植物體內(nèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常功能而引起病變。第22頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)3分，星期五病原菌產(chǎn)生的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)主要有：

生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素赤霉素脫落酸乙烯第23頁(yè)，共26頁(yè)，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(cāng)赤霉Gibberellafujikuroi的研究中發(fā)現(xiàn)的。患有水稻惡苗病的病株中赤霉素的含量增多，使病株表現(xiàn)徒長(zhǎng)。被茄科勞爾氏菌Ralstoniasolanacearum侵染的香蕉病組織中乙