3植物病原原核生物ppt课件

1、 第三章植物病原原核生物 第一节 植物病原原核生物的普通性状 第二节 植物病原原核生物的分类 第三节 植物病原原核生物的侵染与传播概述 第四节 植物病原原核生物病害的诊断 属名索引qw:.概述 原核生物Procaryotes 1、定义： 普通是由细胞膜和细胞壁或只需细胞膜包围细胞质所组成的单细胞生物。 没有真正的细胞核，遗传物质( DNA ) 分散在细胞质中，无核膜包围，核质区，无内质网、线粒体，含有小分子量70S的核蛋白体。 包括 细菌、放线菌、蓝细菌、无壁的菌原体等。 与真核生物Eukaryotes)区别：. 2、原核生物在生物界的位置： 古细菌远祖 没有进化的古细菌 生物共同的远祖 真细

2、菌远祖 G 和 G 真核远祖 菌物、植物、动物、 原生生物 3、经济重要性： 工业、医药微生物，分解动植物残体，固氮，生防，植物病原菌等。原核生物引起的植物病害仅次于真菌、病毒病害 4、历史与现状： 1723年，1822-1895年， Koch 1876年, 1850年，1868年，1891年，Smith 1905、1911、1914、1920；我国 俞大绂 、方中达等 .第一节 植物病原原核生物的普通性状一、植物病原原核生物的形状和构造(一)、外形和大小1、细菌( bacteria) 杆状 0.5 0.81 3um， 球状 0.51.3um， 螺旋状 1.5um 13 14um， 链丝状 少

3、数，如 链霉菌属Streptomyces 单生、双生、串生、聚生； 绝大多数植物病原细菌 有鞭毛,无芽孢，细胞壁外有粘质层，但很少有夹膜。. 细菌的形状 1.球菌 2.杆菌 3.棒杆菌 4.链丝菌 5.单鞭菌 6.多鞭毛极生 7.8.周生鞭毛.2、菌原体 mollicutes 或类菌原体 MLO 无壁，有质膜包围，圆形、椭圆形、哑铃型、梨形和线条形 ，少数分枝形如螺原体、螺旋形等；大小为 80 800um 。无染色反响，无鞭毛，但螺原体可人工培育。植原体方式图. 1、粘质层slime layer)和荚膜capsule) 2、细胞壁(cell wall) 10-80um ( 肽聚糖、拟脂类、蛋白

4、质) 革兰氏Gram)染色反响 革兰氏 阴性菌 革兰氏 阳性菌 3、鞭毛 (flagella) 鞭毛的有无、数目，着生位置是重要分类依 据 4、细胞膜(cell membrane)和间体(mesosome) 5、细胞质cytoplasm)染色反响 6、无固定细胞核 (核物质集中在细胞质中央，构成核质区，遗 传物质DNA分散于细胞质) 7、质粒(Plasmid) 独立于核质外,呈环状构造的遗状因子， 它编码控制细菌的抗药性、育性或致病性。 8、芽孢spore)和半胞晶体parasporal crystal) (二)、细胞的构造与功能. 细菌细胞内部构造表示图. 革兰氏染色反响：阴性和阳性 表现阳

5、性的性状为： 壁厚，肽聚糖占以上，细胞构造严密，易着色，耐高昂浓度盐，不易被蛋白质分解，对碱性染料，除垢剂敏感。表现阴性的性状为： 壁薄，肽聚糖占，细胞构造疏松，孔口较大，粘质层成份为，细胞壁不光滑，对碱，除垢剂感。.革兰氏染色实验. 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 . 植物病原原核生物的主要性状 大多杆状，大小为0.5-0.8um 1-3um，少数球状，绝大多数有鞭毛，无芽孢，细胞壁外有粘质层，但很少有荚膜，革兰氏染色绝大多数阴性，少数阳性，对营养要求不严厉 ，非专性寄生，可在人工培育基上生长，绝大多数有鞭毛。生长最适温度为26-28 ，致死温度48-53 ，最适pH6.8-7.0 ,对抗菌素反

6、响不同。螺原体和菌原体没有细胞壁，也没有革兰式染色反响，它们都没有鞭毛，不会运动，但有些可作旋转运动螺原体。.二繁衍、遗传和变异一、繁衍和遗传 原核生物繁衍方式 裂殖 ，速度快，温度对细菌生长 和繁衍的影响很大 核质和质粒共同组成了原核生物的遗传信息库-基因组 基因组大小为 1 5 10 u ，菌原体为 5 10 u二、变异 两种不同性状的变异 1、突变 自然的 诱发的 2、两个性状不同的菌体结合 1两个具有亲和力的菌体结合 2菌体破裂 3噬菌体侵染和在消解一种细菌时.细菌的裂殖. 第二节 植物病原原核生物的主要类群一、原核生物的分类概述一分类系统 国际上比较完好的分类系统有三个 1、前苏联

7、“细菌和放线菌鉴定 2、法国 A.R.Prevot “细菌分类学 3、美国 R.S.Breed等 “伯杰细菌鉴定手册， 该手册自1923年问世以来，1925、1930、1934、1939、 1948、1957、1974、1994第九版； 1984，初次采用Bergeys Manual of Systematic Bacteriology书名 .二分类概述 早期 植物界；1968年 Murray 根据细胞学资料，确证原核生物的遗传物质无核膜，是分散的原核性质； 1974年Bergey Manual of Systematic of Bacteriology； 1978年 Gibbons和Murr

8、ay,1984年和1994年等 根据比较形状学、细胞化学和16S rRNA 的研讨结果，菌体形状特征，能源及营养的利用特性，活动性，革兰氏染色反响，芽孢或外生孢子特点，对氧的需求等表型特征，细胞壁成分分析，蛋白质和核酸的组成，DNA-DNA杂交以及16SrRNA序列分析等。原核生物界通常分为4个门，7纲，35个组群。 1、薄壁菌门Phylum Gracilicutes 2、厚壁菌门 Phylum Firmicutes 3、无壁软壁菌门Phylum Tenericutes 4、疵壁菌门Phylum Mendosicutes. 三四个门的主要特征 1、薄壁菌门Phylum Gracilicutes

9、G 细胞壁有内壁与外膜两层构造，细胞壁薄，厚度为78nm，肽聚糖含量810%，G，菌体球形，卵圆形，短杆形，丝状或螺旋状，少数有荚膜，二分裂方式繁衍，少数出芽繁衍，大多有鞭毛，游动，少数可滑行或不运动，光能或化能营养型。 2、厚壁菌门Phylum FirmicutesG 胞壁厚1050nm，肽聚糖含量高，5080，G，菌体球状，杆状或不规那么杆状，丝状或分枝丝状，三分裂方式繁衍，少数可产生芽孢内生孢子或外生孢子，都是化能营养型。 .3、无壁软壁菌门Phylum Tenericutes 菌体无细胞壁，只需一种称为单位膜的原生质膜包围在菌体周围，厚约811nm，没有肽聚糖成分，菌体球状或椭圆形为主

10、，但外形多变而不固定，哑铃状或分枝状均有，出芽、断裂或二分裂方式繁衍，无鞭毛，少数可滑行或旋转运动，营养要求苛刻，对四环素繁感，在固体培育基上构成分散形的煎蛋状菌落。4、疵壁菌门Phylum Mendosicutes 没有进化的古细菌或厚细菌，壁中无胞壁酸和肽聚糖，对内酰胺类抗菌素不敏感，有的生活在高盐分12以下和高温5585环境下或高度复原条件下产甲烷细菌，菌体有16S和23S rRNA，与真菌不同。 .主要特征比较表分裂方式细胞壁特性反响疵壁菌门无肽聚糖柔壁菌门出芽，断裂，二分裂无球形，椭圆形厚壁菌门二分裂较厚，肽聚糖阳性球形，杆形，丝状或分枝丝状薄壁菌门hylum Gracilicute

11、s)二分裂，少数出芽。壁薄，有内壁和外膜，肽聚糖阴性球形，卵圆形，短棒形，丝壮或螺旋形菌体形状称号.二、植物病原原核生物分类一植物病原原核生物属和种分类根据及特征1、植物病原原核生物在属和种的分类鉴定根据 1菌体形状特征和培育性状： 菌体形状和大小、鞭毛、 芽孢、荚膜、色素的产生等 2生理生化性状：革兰氏染色反响，细胞壁构造与组分， 碳、氮和大分子物质利用与分解，生化性状，抗原性等 3遗传性状：蛋白质和核酸的组成 ，DNA-DNA杂交， 16SrRNA序列分析， DNA中G+Cmol%含量， DNA和 rRNA的同源性测定等 4致病性状：一切的植物病原原核生物都具有使寄主植 物感病的特征. 2

12、、植物病原原核生物的属、种及种下的分类单元1、属genus): 定义、 属划分根据2、种species): 定义、 种的划分规范、方式种3、亚种subspecies, 简称 subsp): 定义4、致病变种(pathovar,简称 pv.): 国际系统细菌学委员会 ICSB,划分规范，定义、生化变种等5、生物变种和生物型biovar or biotype: 定义、6、血清变种或血清型serovar or serotype:定义7、噬菌体变种或噬菌体型phagovar or phagotype:定义8、菌系strains:定义.3、 植物病原原核生物的属和方式种 门 属名 病原菌代表种 薄壁菌门

13、Agrobacterium 土壤杆菌属* Acidovorax 嗜酸菌属Burkholderia 布克氏菌属*Erwinia 欧文氏菌属*Liberobacter 韧皮部杆菌属*Pantoea 泛生菌属*Pseudomonas 假单胞菌属*Rhizobzcter 根杆菌属Rhizomonas 根单胞菌属Xanthomonas 黄单胞菌属*Xylella 木质部小菌属*Xylophilus 嗜木质菌属A tumefacians 蔷嶶科根癌病A. avenae 燕麦条纹病A. Cepacia 洋葱腐烂病E. Amylovora 梨火疫病L. Asiaticum 柑桔黄龙病P. Ananas 菠萝腐

14、烂病P. Syringae 丁香疫病R. Daucus 胡萝卜瘿瘤病R. suberifaciens 莴苣栓皮病X. Campestris 甘蓝黑腐病X. Fastidiosa 葡萄皮尔斯病X. Ampelinus 葡萄溃疡病 厚壁菌门Arthrobacter 节杆菌属Bacillus 芽孢杆菌属Clavibacter 棒形杆菌属*Curtobacterium 短小杆菌属*Rhodococxcus 红球菌属Streptomyces 链丝菌属 A.tlicis 冬青叶疫病 B. megaterium 小麦白叶条斑病 C. michiganese 番茄溃疡病 D.flaccumfaciens 菜豆

15、萎蔫病 R.fascians 香豌豆带化病 S.citri 马铃薯疮痂病 无壁菌门 Spiroplasma 螺原体属Pyhtoplasma 植原体属*S.citri 柑桔僵化病P.aurantifolia 柑桔从枝病.植物病原原核生物的主要类群列表柑桔僵化病S.citri柑桔丛枝病P.aurantifolia螺原体属(Spiroplasma)植原体属(Pyhtoplasma)无壁菌门无无马铃薯环腐病马铃薯疮痂病S.scabies棒形杆菌属(Clavibacter)链丝菌属(Streptomyces)厚壁菌门周生 周生极生极生无极生蔷薇科根癌病 A.tumefacians梨火疫病 E.amyli

16、vora桑树疫病P. .syringae萝卜黑腐病茄科青枯病B.solanacearum土壤秆菌属(Agrobacterium)欧文氏菌属(Erwinia假单胞菌属(Pseudomonas)黄单胞菌属(Xanthomonas)木质部小菌属(Xylella)布克氏菌属(Burkholseria)薄壁菌门鞭毛病原菌代表种属名门.二植物病原原核生物重要属和代表种1、薄壁菌门植物病原细菌的重要属和代表种(1) 土壤杆菌属Agrobacterium又称野杆菌属动画 杆状， 大小为0.6-1.0um1.5-3.0um,单生或双生，革兰氏染色阴性，鞭毛1-6根，周生或侧 生，无芽孢，无荚膜，在人工培育基上菌

17、落原型、隆起、光滑， 灰白色至白色，质地粘稠，不产生色素。DNA中G+C mol %含量为57% 63 %。 致病菌株带有致病质粒 Ti 质粒Tumor inducing plasmid 代表种：根癌土壤杆菌R.tumefaciens) 寄主范围广，90科300多种植物，引致苹果、桃、葡萄、啤酒花、月季的根癌病，如：苹果根癌病 致病菌株带有致病质粒 Ri质粒 (Rhizogen inducing plasmid ).葡萄根癌病苹果根癌病苹果毛根病.土壤杆菌属 Agrobacterium.2假单胞杆菌属Pseudomonas)动画 短杆状,大小为0.5-1.0um1.5-5.0um ,革兰氏染色

18、阴性，极生3-4根鞭毛,无芽孢,在人工培育基上，菌落灰白色，多数具有荧光反响, DNA中G+C mol %含量为58%70 %。 根据DNA-rRNA等杂交同源性结果分为5个rRNA组。该属的一些成员独立为新属，如噬酸菌属(Acidovorax)；茄青枯菌属名改为布克氏菌属(Burkholderia)，近又改属名为拉尔氏属(Rlastonia) 。留下的植物病原菌能够主要是荧光假单胞组成员。 代表种：丁香假单胞菌 P. syringae 引致 黄瓜细菌性角斑病 P. syringae pv.lachrymans 桑疫病 P. syringae pv. mori ) 大豆细菌性疫病 P. syr

19、ingae pv. glycinea )等. 假单胞菌属的菌体及菌落形状.黄瓜细菌性角斑病和桑疫病. 该属是由假单胞菌属种的 Rrna第二组中独立出来，根本特征与假单胞菌属一样， DNA 中G+C mol %含量为64%68 %。 方式种： 洋葱布克氏菌B.cepacia，近有报道该属该名为拉尔氏菌属(Rlastonia) 。 茄青枯布克氏菌B.solanacearum 杆状，2-4根鞭毛，菌落光滑、隆起、潮湿，或粗糙、枯燥、低平。有些菌株能分泌一种水溶性褐色素使培育基变褐。 寄主范围极广30多科，100种植物，引起茄科植物青枯病，尤其烟草、茄子、马铃薯、番茄等青枯病，引致典型的全株急性萎焉病

20、症。薯块带菌在贮藏期科引起烂窖。 根据生理生化反响该菌分为4个生物变种3布克氏菌属Burkholderia.测试工程biovar1Biovar2Biovar3Biovar4乳糖-+-麦芽糖-+-纤维糖-+-甘露醇-+山梨醇-+卫矛醇-+茄青枯菌4个生化变种(biovar)的性状. 番茄青枯病田间病症 病症表现. 马铃薯青枯病 茄青枯病.4黄单胞杆菌属Xanthomonas动画 短杆状，菌体大小为0.4-0.6um1.0-2.9um,革兰氏染色阴性，极生单根鞭毛,无芽孢，在人工培育基上，菌落为蜜黄色，产生非水溶性色素，DNA中G+Cmol%含量为63%70 %。 该属中的葡萄黄单胞菌X.ampe

21、lina移出，成为一个新属，即嗜木质菌属Xylophilus.命名为葡萄嗜木质菌X. ampelina 黄单胞杆菌成员大多数是植物病原菌，引致桃细菌性穿孔病、菜豆细菌性疫病、辣椒疮痂病、棉花角斑病等。 方式种： 野油菜黄单胞菌X.campestris 引致 十字花科植物黑腐病 稻白叶枯黄单胞X.oryzae pv.oryzae 引致 水稻白叶枯病.黄单胞杆菌体、鞭毛黄单胞杆菌菌落、菌体染色.十字花科植物黑腐病辣椒疮痂病.水稻白叶枯病.桃细菌性穿孔病菜豆细菌性疫病.5欧氏杆菌属Erwinia动画 属名源于美国植病学家 Erwin F.Smith 杆状，菌体大小为0.5-1.0um1.0-3.0u

22、m，格兰氏染色阴性，周生多根鞭毛，在人工培育基上，菌落为白色。DNA中G+C mol%含量为50%58 %。 该属中原有的草生欧氏菌E.herbicola，凤梨欧氏菌E.ananas，斯氏欧氏菌E.stewartii，归在新成立的泛菌属Pantoea. 欧文氏菌损害植物引起腐烂、萎焉、坏死及叶斑、溃疡、瘤肿等病症。 重要植物病原菌 梨火疫病菌E.amylovora 胡萝卜欧氏菌E.carotovora又称白菜软腐菌 寄主范围广，氏子花科、茄克、或本科等20多科数百种植物，引起肉嫩多汁的组织软腐。引起的病害有大白菜软腐病、辣椒软腐病等。.欧氏杆菌菌体染色 欧氏杆菌属鞭毛欧氏杆菌属菌落.Erwin

23、ia carotovora.辣椒软腐病白菜软腐病.6木质部小菌属Xylella 1987年新建。菌体短杆状，无鞭毛，阴性， 细胞壁不光滑、波纹状， 电镜下可见有脊状突起，营养要求苛刻。DNA中G+C mol%含量为49.5%53.1%。 该属的细菌只在木质部中危害，木本植物多，草本植物少。 方式菌株 难养木质部小菌X.fastidiosa，引致葡萄皮尔氏病等。 病症全株表现叶片边缘焦枯、叶烧、早落、枯死、生长缓慢、果实减少变小 和萎焉，严重导致全株死亡。7韧皮布杆菌属Liberbacter 新属。过去称为类细菌Bacterium-like organism,BLO或韧皮部难养菌 Phloem-

24、limited bacterium,PLB，该属引起柑橘黄龙病、柑桔青果病等。 昆虫传播。8根杆菌属Rhizobacter.属 名菌 落 色 泽扩 散 色 素菌 落 形 态鞭 毛好 气 性代 谢 型主 要 症 状G+Cmol%Agrobac-teriu 灰 白，黄 白 无 或 褐 色杆状14，周生好气呼吸畸形5963Burkhol-deria 灰 白褐 色杆 状14，极生好气呼吸萎蔫6468Erwinia灰 白，黄白无色杆 状4，周生兼性兼性腐烂，萎蔫5058Pseudo-monas灰 白荧光或无色杆状杆 状14，极生好气呼吸坏死5870Xantho-monas黄色无色杆 状1，极生好气呼吸坏

25、死6370Xylella黄色无色杆 状无兼性呼吸叶灼5053Liberoba-cter？杆 状无？呼吸黄化，枯萎？植物病原细菌薄壁菌门7个属的主要性状. 1棒形杆菌属Clavibacter动画 1984年新建立的属。短杆状至不规那么形，菌体大小为 0.4-0.75um0.8-2.5um，格兰氏染色阳性，多数没有鞭毛，少数有极鞭，无芽孢，在人工培育基上菌落菌落圆形，光滑，隆 起，灰白色，生长缓慢，对营养要求苛刻。 DNA中G+Cmol%为 67%78 %。 重要植物病原菌: 马铃薯环腐亚种 C.michiganensis subsp sepedonicum 是密执安棒形杆菌的一个亚种，可危害5种

26、茄属植物。 如马铃薯环腐病病由该属细菌引起的，常呵斥维管束变色， 并有黄色菌脓溢出，地上部萎焉。病菌生长温度18-24，与青 枯菌不同，不耐高温。2、厚壁菌门植物病原细菌的主要属和代表种.棒形杆菌属 菌体棒形杆菌属菌落棒形杆菌属 菌体. 马铃薯环腐病病症.马铃薯环腐病.2芽孢杆菌属Bacillus 菌体短杆状，有芽孢，周生多鞭毛，阳性，DNA中G+Cmol% 为32%39%。许多芽孢杆菌产生细菌素或毒素，对其它微 生物有颉抗或毒害作用，作为生物防治资料。该属可在许多腐 烂和坏死组织中分别到，促进病组织腐烂或坏死，少数植物病原 菌，引致植物病害。 如 禾草宏大芽孢杆菌B.megaterium p

27、v cerealis 在美国引起小麦白叶条斑病。 典型种：枯草芽孢杆菌B.subtilis3链丝菌属Streptomyces 菌体丝状，有芽孢，周生多鞭毛，阳性 ， DNA中G+Cmol% 为69%93%。多为土居性微生物，常产生抗菌素类的次生代谢 物，对多种微生物有颉抗作用。 少数链丝菌损害植物引起病害， 如马铃薯疮痂病 S.scabies.马铃薯疮痂病病症链丝菌属 Streptomyces. 植物病原细菌厚壁菌门6个属的主要性状性状节杆菌属棒形杆菌属短小杆菌属红球菌属芽孢杆菌属链霉菌属ArthrobacterClavibacterCurtobacteriumRhodococcusBacil

28、lStrptomyces菌体形状球状至杆状棒形，不规那么短杆状球杆状或短杆状至分枝丝状短杆状霉菌状，丝状孢子类型无无无无内生芽孢外生链状分生孢子鞭毛无无数根，侧生无周生多鞭毛无革兰氏反响阳性阳性阳性阳性阳性阳性好厌气性好气性好气性好气性好气性好气或厌气好气性代谢类型呼吸型呼吸型呼吸型呼吸型呼吸型呼吸型氧化酶反响阴性阴性阴性阴性阴性过氧化酶发应阳性阳性阳性阳性大多为阳性阳性DNA中G+Cmol%59666778683752606932396973典型病例冬青叶疫病马铃薯环腐病菜豆萎蔫病甜豌豆带化病小麦白斑枯病马铃薯疮痂病.1菌原体的根本性状 无细胞壁但有单位膜包围的原核生物。 自然界分布广泛，多

29、腐生，少寄生人、植物、动物。300种 植物，菌原体病害。如 枣疯病、桑萎缩病、泡桐丛枝病、柑桔 黄龙病、玉米萎缩病等。 菌原体没有细胞壁，只需三层构造的单位膜，膜厚7-8nm,菌体大小为80-800nm,形状多变，有圆形、球形、椭圆形、哑铃形、丝状或不定形。阴性， DNA中G+Cmol%为23%41%。对四环素敏感。可寄生植物、动物、人。 3、无壁菌门植物病原菌的重要属、代表种.植原体方式图.2植物菌原体的主要类群 植物病原菌原体，1967年，日本人土居养二，桑萎缩病，黄化症病株切片，电镜下察看韧皮部筛管组织中，发现形状与动物菌原体类似。 称为: 植物类菌原体Mycoplasma-like o

30、rganism,MLO)。但与动物菌原体在16SrRNA同源性差别较大。 1992年命名为植原体Phytoplasma 植原体属Candidatus Phytoplasma; 另有， 螺原体属Spiroplasma 病症：黄化、矮缩、丛生和叶、芽变小。大多是由昆虫传播的，飞虱、叶蝉。对四环素类抗生素敏感。引起的病害有等.1植原体属 Candidatus Phytoplasma 或 Phytoplasma 不能人工培育，性状无法测定 方式种：柠檬丛枝病菌Candidatus P.aurantifolia) 引致：枣疯病、桑萎缩病、泡桐丛枝病 等。 枣疯病 病症 叶蝉 盐酸四环素和土霉素敏感2螺原

31、体属Spiroplasma 人工可培育，液体培育菌体螺旋形，繁衍时可产生分枝， 旋转运动。固体培育基上，构成煎蛋状小菌落，营养要 求苛刻，生长需提供甾醇。 DNA中G+Cmol%为24%31%。 代表种：柑橘僵化螺原体S.citri 20多科植物，十字花科、多种核果、洋葱、豌豆等，但 多不表现明显病症。植株矮化、枝条直立、节间缩短、 叶变小、丛植、果小、畸形、易零落等。.植原体.泡桐丛枝病.柑桔黄龙病.第三节 植物病原原核生物的侵染与传播 植物的原核生物病害主要发生在高等被子植物上。禾本科、豆科、茄科作物上的细菌病害较多。 茄科作物的青枯病、十字花科蔬菜的软腐病、 马铃薯环腐病、水稻白叶枯病以及国内未发现的玉米细菌性萎焉病，梨火疫病