第三章-植物病原物的致病性.ppt

第三章第三章 植物病原物的致病性植物病原物的致病性 第一节：致病性的概念第一节：致病性的概念第二节：植物病原物的侵袭手段第二节：植物病原物的侵袭手段第三节：植物病原物的寄生专化性第三节：植物病原物的寄生专化性第四节：植物病原菌致病性的遗传第四节：植物病原菌致病性的遗传第五节：植物病原物致病性的变异第五节：植物病原物致病性的变异1第一节第一节 致病性的概念致病性的概念 n致致病病性性是病原物所具有的破坏寄主而后引起病害的能力n病原物的致病性是一个种或一个属的病原物的属性，是较为固定的特性 n致病性是指一种病原物对不同种类寄主植物的致病能力n致病性是在种水平上对寄主植物专化致病能力致病性是在种水平上对寄主植物专化致病能力一、致病性一、致病性2从寄主的细胞和组织中掠夺大量的养分和水分，影响寄主植物正常生长和发育需要；产生对寄主的正常生理活动有害的代谢产物，如酶、毒素、和生长调节物质等，使寄主植物细胞的正常生理功能遭到破坏，发生一系列的内部组织和外部形态病变，而表现出各式各样的症状病原物对寄主植物的破坏作用表现病原物对寄主植物的破坏作用表现3二、毒性（毒力）（二、毒性（毒力）（virulencevirulence） 在小种品种水平上的致病力称为毒性毒性。

是指病原物小种对寄主植物品种的专化性致病能力，或者说实质上是病原菌小种的毒性基因“克服”品种抗病性的能力 病原物小种对品种的毒性是相对的， 有强的有弱的，所谓的强是指小种对品种诱发的病害强度大4三、侵袭力（三、侵袭力（aggresivenessaggresiveness） n区别小种的毒性强弱，主要是根据不同小种对同一品种诱发病害的强度的大小和毒性谱的宽窄来衡量但不同小种在同一品种上的发病强度相同，但小种孢子萌发速度、侵入后定殖速度、产孢速度等存在的差异，这便是侵袭力的差异；n侵袭力强表示孢子萌发速度、侵入后定殖速度、产孢速度快；弱表示孢子萌发速度、侵入后定殖速度、产孢速度慢；n小种间侵袭力的差异是在对品种有毒力的条件下比较的，小种品种间无特异性相互关系，为数量性状5第二节第二节 植物病原物的植物病原物的侵袭手段侵袭手段 6 机械力量机械力量 在侵入阶段一般是机械力量和化学力量相结合起作用，在某些情况下，如突破蜡质层则主要靠机械力量第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 7 化学力量化学力量 植植物物病病原原物物的的化化学学侵侵袭袭手手段段主主要要有有酶酶、毒毒素素和和生生长长调调节节物物质质，此此外外还还有有多多糖糖和和抗抗生生素素。

病病毒毒自自身身没没有有独独立立的的代代谢谢系系统统，而而是是直直接接以以核核酸酸影影响响和和诱诱导导寄寄主主原原生生质质代代谢谢作作用用的的发发生生改改变变，从从而而诱诱发发寄寄主主原原由由物物质质数数量量的的增增减和新物质的产生减和新物质的产生第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 8一、酶1.分解细胞壁物质的酶细胞壁的成分：植物体表面为蜡质层，下为角质层，再下依次为纤维素、半纤维素和果胶质等体内细胞壁由果胶、纤维素、半纤维素、木质素和少量蛋白质组成第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 9角质酶 分解角质层果胶酶 分解果胶质半纤维素酶类 分解半纤维素，分解后纤维素和木质素裸露出来纤维素酶 分解纤维素木质素酶 分解木质素102. 分解细胞内物质的酶蛋白质酶淀粉酶脂类酶核酸酶 已在若干种真菌中发现有分解核酸的酶 一、酶第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 11二、毒素 n毒素毒素(toxins)(toxins)是病原物分泌的一种在很低浓度下是病原物分泌的一种在很低浓度下能对植物造成病害的非蛋白类次生代谢物质能对植物造成病害的非蛋白类次生代谢物质。

n其损害作用主要：其损害作用主要：作作用用于于原原生生质质膜膜，使使原原生生质质膨膨大大，引引起起质质膜膜的的透透性性和电势的改变，使细胞内的电解质外渗；和电势的改变，使细胞内的电解质外渗；抑抑制制光光合合磷磷酸酸化化过过程程中中ATPATP合合成成的的一一些些步步骤骤，引引起起能量缺乏，导致体内合成破坏；能量缺乏，导致体内合成破坏；对对鸟鸟氨氨酸酸转转氨氨甲甲酰酰酶酶起起竞竞争争性性抑抑制制作作用用，导导致致精精氨氨酸的缺乏，影响叶绿素的合成；酸的缺乏，影响叶绿素的合成；与原生膜蛋白结合，导致寄主感染与原生膜蛋白结合，导致寄主感染第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 12毒素的种类n 与植物病害发生关系较大的毒素有两大类：与植物病害发生关系较大的毒素有两大类： 致病毒素（pathotoxin）：病原物不在时仍能引起病害; 活体毒素（vivotoxin）： 病原物植物两者作用后，在被感染的植物体内所产生的毒素，此类毒素并非最先引致病害的因子，它的存在可促进病害的发展第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 13选择性致病毒素：这种毒素只对该病菌（毒素产生者）的寄主植物的感病品种才发生低浓度的致毒作用，而对非寄主植物或抗病品种无上述作用或需高的多的浓度才发生作用。

非选择性致病毒素：也称非寄主专化性毒素，这类毒素没有严格的寄主专化性和选择性，不仅对寄主植物对一些非寄主植物都有一定的生理活性，使之发生全部或部分症状n 根据毒素的作用范围特点可以分为：根据毒素的作用范围特点可以分为：14n选择性毒素主要有：维多利亚素：毒素可与感病品种细胞膜上的受体分子结合引起致病作用，从而破坏原生质膜的渗透性，使电解质渗漏HS-毒素：有受体，破坏渗透性HMT-毒素：抑制氧化磷酸化，改变电子传递频率HC-毒素：改变渗透性PM毒素：破坏氧化磷酸化的偶联火疫素：引起质壁分离，导致萎蔫15非选择性毒素主要有：烟野火毒素：烟草野火病菌产生破坏寄主的氨基酸和蛋白质代谢黑斑毒素：链格孢菌产生，抑制ATP合成的最后步骤番茄致萎毒素和镰刀菌素：镰刀菌产生，鳌合Fe3+和Cu2+，改变离子平衡16三、三、生长调节物质生长调节物质 病原菌产生的生长调节物质有：n生长素n赤霉素n细胞激动素n乙烯等 第二节第二节 植物病原物的侵袭手段植物病原物的侵袭手段 17（一）生长素（Auxina）n天天然然生生长长素素为为吲吲哚哚乙乙酸酸（IAA）. 果果树树根根癌癌病病菌菌（Agrobacterium tumefacience）是是研研究究生生长长素素与与致致病病作作用用关关系系的的一一个个病病例例。

果果树树根根癌癌病病菌菌在在致致癌癌过过程程中中产产生生IAA，由由伤伤口口接接种种在在27下下保保持持4-5天天，再再移移至至32高高温温下下，病病株株即即可可产产生生癌癌瘤瘤在在这这一一过过程程中中，病病菌菌产产生生的的IAA能能使使寄寄主主细细胞胞非非正正常的生长，形成癌瘤常的生长，形成癌瘤18（二）赤霉素类物质n赤霉素是一类化学结构上相似物质，现已发现有赤霉素是一类化学结构上相似物质，现已发现有50种种以上，很多真菌、细菌、链丝菌均可产生其中最熟以上，很多真菌、细菌、链丝菌均可产生其中最熟知的是水稻恶苗菌产生的赤霉酸知的是水稻恶苗菌产生的赤霉酸GA3，它是水稻出现它是水稻出现徒长的原因由于受赤霉素的刺激作用，一些受类病徒长的原因由于受赤霉素的刺激作用，一些受类病毒和病毒引起的矮化植株症状消失用以处理感染酸毒和病毒引起的矮化植株症状消失用以处理感染酸樱桃黄花病毒（樱桃黄花病毒（SCYV）的樱桃植株和感染卷叶病毒的樱桃植株和感染卷叶病毒的烟草植株，可使原来受遏止的叶芽恢复生长，可增的烟草植株，可使原来受遏止的叶芽恢复生长，可增加产量此外，赤霉素类物质还可诱导加产量此外，赤霉素类物质还可诱导IAA的产生，的产生，且常与且常与IAA协同作用。

协同作用 19（三）细胞激动素（cytokinis）n细细胞胞激激动动素素又又称称细细胞胞分分裂裂素素，是是促促进进细细胞胞分分裂裂的的植植物物激激素素，其其化化学学名名称称为为6-呋呋喃喃氨氨基基嘌嘌呤呤细细胞胞激激动动素素的的作作用用是是多多方方面面的的，可可使使细细胞胞分分裂裂与与分分化化，也也能能抑抑制制蛋蛋白白质质与与核核酸酸的的降降解解及及植植株株与与组组织织的的衰衰老老过过程程激激动动素素常常与与IAA共共同同起起作作用用例例如如在在组组织织培培养养时时必必须须两两者者同同时加入培养基，细胞才能分裂、生长，形成愈伤组织时加入培养基，细胞才能分裂、生长，形成愈伤组织n激激动动素素对对病病毒毒的的治治疗疗作作用用与与使使用用浓浓度度有有关关高高浓浓度度的的激激动动素素处处理理可可减减少少烟烟草草的的环环状状病病毒毒，但但加加入入IAA可可以以抵消起效果抵消起效果20（四）乙烯（ethylene）乙乙烯烯（C2H4 ）是是简简单单化化合合物物，在在植植物物组组织织种种普普遍遍存存在在乙乙烯烯有有抑抑制制体体细细胞胞分分裂裂、DNA合合成成、细细胞胞生生长长，抑抑制制生生长长素素向向顶顶端端和和侧侧枝枝运运转转，诱诱发发离离层层形形成成，落落叶叶落落果果，也也可可催催熟熟果果实实。

许许多多研研究究表表明明，抗抗病病品品种种产产生生乙乙烯烯比比感感病病品品种种多多在在抗抗性性反反应应中中寄寄主主迅迅速速释释放放的的乙乙烯烯能能够够诱诱导导植植物物组组织织中中苯苯丙丙氨氨酸酸解解氨氨酶酶、多多酚酚氧氧化化酶酶和和过过氧氧化化物物酶酶活活性性的的增增加加，从从而而刺刺激激植植保保素素和和芳芳香香族族抗菌物质如绿原酸的形成抗菌物质如绿原酸的形成21第三节第三节 植物病原物的寄生植物病原物的寄生专化性专化性 22一、植物病原物寄生专化性的概念一、植物病原物寄生专化性的概念 n病病原原物物对对寄寄主主植植物物的的一一定定属属、种种或或品品种种的的寄寄生生选选择择性性称称为为病病原原物物的的寄寄生生专专化化性性或或生生理理专专化化（physiologic specialiation）通常，寄生性水平越高的病原物，其寄生专化性越强，反之越弱n寄生专化性越强的病原物往往在种下有变种（ variety） 缩 写 为 var.、 专 化 型 （ Formae specialis） (缩 写 为 ： f. sp.) 、 生 理 小 种（physiological race）或株系（strain）或致病型（pathotype）的分化。

23（一）变种和专化型两者均是病原菌种下的分类单位变种之间在形态上有差异，他们对不同属的植物致病力不同专化型间在形态上无明显差异，区别不同的专化型主要根据它们对同科不同属的致病力的差异 24（二）生理小种n是种、变种或专化型内在形态上无差异，但对不同品种的致病力不同的生物型或生物型群所组成的群体n死体营养的病原物，除根据对品种的不同致病力差异划分外，也可根据其培养性状和生理生化等特性进行辅助鉴定细菌的生理小种又称菌系或致病类型病毒的生理小种称为株系，不过病毒株系之间的差异株要根据他们在一定寄主上的症状的差异，血清反应；彼此是否起交叉保护作用；寄主范围是否相似；传播方式是否相似等来确定25（三）生物型n生物型是生理小种内由遗传一致的个体所组成的群体n在一个生理小种内可有一个生物型，也可有多个生物型鉴定生理小种的生物型主要根据供试菌系在辅助鉴别品种上的反应和寄主种下的分化情况 26二、植物病原菌寄生专化性的研究简史 早在早在1870年年 J. Schrodter 就就提出植物病原菌有寄生专化提出植物病原菌有寄生专化现象1879年又发现醋梨锈病菌有寄生专化现象年又发现醋梨锈病菌有寄生专化现象。

1894年年J.Erikssion通过实验证实了病原菌确实有寄生专化性他用通过实验证实了病原菌确实有寄生专化性他用相互接种的方法证明小麦杆锈菌不能侵染燕麦，燕麦杆锈菌相互接种的方法证明小麦杆锈菌不能侵染燕麦，燕麦杆锈菌不能侵染小麦不能侵染小麦1896年年J.Erikssion和和Henn。