第十章 植物病原菌寄生性和致病性ppt课件.ppt

第十章植物病原物的寄生性和致病性 本章要点 第一节植物病原物的寄生性一 生物之间的营养方式二 生物之间的共生 共栖和寄生关系三 植物病原物的寄生类型四 植物病原物的寄生专化现象第二节植物病原物的致病性一 致病性概念二 病原物产生的致病物质三 病原物致病性的变异 第一节植物病原物的寄生性 一 生物的营养方式自养营养方式 自养生物异养营养方式 异养生物腐生物 sprogen 在异养生物中 凡能从无生命有机体中获取养分和能量的称为腐生物 sprogen 寄生物 parasite 在异养生物中 能从生命有机体取得养分和能量的称为寄生物 parasite 第一节植物病原物的寄生性 共生 即两种分类上不同的生物紧密接触 有关双方都可以从这种相互联系中 在营养和支持等方面得到好处 这种互利关系称共生 二 生物之间的共生 共栖和寄生关系 二 生物之间的共生 共栖和寄生关系 寄生 一个生物生活在另一个生物的体内或体外 摄取其营养 供自己生长和繁殖 并使后者遭受损害的现象 具有这种寄生能力的生物叫寄生物 parasite 被寄生物寄生的生物叫寄主或宿主 host 寄生物寄生寄主种类的多少叫寄主范围 二 生物之间的共生 共栖和寄生关系 第一节植物病原物的寄生性 植物病原物的寄生性 parasitism 就是指病原物依附于活的寄主植物 从寄主植物获取营养物质的能力 第一节植物病原物的寄生性 二 生物之间的共生 共栖和寄生关系 病原物只能在活的植物中生活和发育 从活组织中得到营养并完成生活史 这类病原物叫活养生物 如霜霉菌 白粉菌 锈菌 黑粉菌 病毒 一般认为 活养生物是更高级的寄生物 如真菌中的高级类群它们侵入寄主后常形成特殊的吸取营养的机构 吸器 这对它们在活细胞中的生长繁殖是有利的 三 植物病原物的寄生类型 1 活体营养寄生 第一节植物病原物的寄生性 2 半活体营养寄生 病原物象活养生物一样 能从活组织中获得营养 但在寄主组织死亡以后 可以继续发展和形成孢子 这类病原物称为半活养生物 以叶斑病菌为典型 稻瘟病菌 高梁炭疽病菌 第一节植物病原物的寄生性 死体营养病原物寄主细胞迅速杀死产生毒素不形成特殊的机构伤口或自然孔口侵入寄主范围广能够腐生生活侵染病残 衰老的组织 活体营养病原物不迅速杀死很少或不产生形成吸器自然孔口侵入寄主范围窄寄生生活侵染健康植物的各个生育期 生化形态特征 生态学特征 专性寄生物 obligateparasite 病原物必须在活的寄主植物上生存 不能腐生 如 锈菌 白粉菌 霜霉菌 病毒 兼性腐生物 facultativesaprophyte 以寄生生活为主 寄主死亡后 可以营腐生生活 如 叶斑病菌兼性寄生物 facultativeparasite 以腐生生活为主 在寄主生活力衰弱时 也可以营寄主生活 如 菌核病 4 植物病原物的寄生类型的传统划分 第一节植物病原物的寄生性 四 植物病原物的寄生专化现象 寄生专化现象是指病原物对寄主植物的寄生是有选择性的 这种选择性表现为病原物对寄主植物的一定科 属 种或品种的寄生选择性或适应能力 病原物具有这种选择性即表示它具有寄生专化性 寄生专化与专性寄生两概念的差别 1 概念 第一节植物病原物的寄生性 同种病原物在寄生致病能力上存在差异 即有寄生专化现象 变种或专化型 同种病原物内 对植物不同科和属的寄生致病力为变种或专化型 2 植物病原物种下分类与寄主关系 第一节植物病原物的寄生性 大斑病菌分玉米专化型S turcicaf sp zeae和对高粱专化型S turcicaf sp sorghi 生理小种 在病原物种或变种内 对植物不同的品种具有寄生致病能力的类群 它们在形态上相同 但在培养性状 生理生化特性以及寄生致病特性上有差别的生物类群 2 植物病原物种下分类与寄主关系 第一节植物病原物的寄生性 水稻品种小种0IIIIIIIVVVIVII金刚30RSSSSSSSTetepRRSSSSRR南粳15RRRSSRSSJava14RRRRSRRSIR26RRRRRSRR Xanthomonasoryzaepv oryzae水稻白叶枯菌 第一节植物病原物的寄生性 生物型 病原物在生理生化上存在一定差异的个体组成的群体 青枯病菌 RalstoniaSolanacearum 生物型 根据对3糖3醇的利用 2 植物病原物种下分类与寄主关系 第一节植物病原物的寄生性 第二节植物病原物的致病性 病原物的致病性是指病原物对寄主植物引起病害的能力 寄生性和致病性是病原物具有的两种不同的性状 寄生性是指寄生物和寄主之间营养关系上的联系 而致病性则表示病原对寄主的破坏作用 病原物的致病性是针对不同种类的寄主而言 水稻稻瘟病菌能引起水稻生病 称为能致病 但它却不能引起小麦生病则称为不能致病 一 致病性的概念 二 病原物产生的致病物质 主要的致病物质是酶 毒和生长调节剂 这些物质有的是病原物正常代谢产物排出细胞外的 有的是病原物和寄主相互作用后产生的 有的是正常寄主组织中的产物 只是在有病植物中积累过多 第二节植物病原物的致病性 主要有角质酶 细胞壁降解酶 蛋白酶 淀粉酶 脂酶等 这些酶能够降解高等植物细胞壁中的多聚碳水化合物 离解植物细胞壁 破坏原生质 毁坏整个细胞结构 如 果胶水解酶和果胶裂解酶 分解果胶 参与对细胞壁的解离 症状中的软腐和水渍状同这些酶有关 如 纤维素酶 在几种纤维素的作用下 纤维素最终被裂解为葡萄糖分子 1 酶 第二节植物病原物的致病性 毒素是病原真菌 细菌的代谢产物 能在非常低的浓度范围内干扰植物正常生理功能 对植物有毒害的非酶类化合物 毒素有两种类型 专化性毒素 hostspecifictoxin 对寄主有选择性 2 毒素 toxin 第二节植物病原物的致病性 几种重要的寄主选择性毒素 第二节植物病原物的致病性 非专化性毒素 host non specifictoxin 这类毒素对寄主无严格选择性 有的在非寄主品种上也有可能产生症状 烟毒素 诱发叶片失绿 烟草野火病菌 镰刀菌酸 fusaricacid 是多种镰孢菌真菌产生的一种致萎毒素 其主要效应是抑制呼吸作用 改变细胞渗透性 引起电解质渗漏 干扰离子平衡以及降低多酚氧化酶活性 2 毒素 toxin 第二节植物病原物的致病性 生长调节素 growthregulators 是广泛存在于植物体内 起调节代谢和生长发育的重要活性物质 3 生长调节素 第二节植物病原物的致病性 三 病原物致病性的变异 病原菌致病性变异的种类 毒性变异 毒性基因与抗病基因相互作用的结果 导致毒性增强或减弱 侵袭力变异 病原物小种在萌发率 侵染率 潜育期 产孢量等方面的变异 致病谱变异增加减少 第二节植物病原物的致病性 三 病原物致病性的变异 具有有性生殖过程的植物病原菌 在受精卵的减数分裂过程中 发生基因重组和分离 产生的子代 其致病性有异于亲代 1 有性杂交 第二节植物病原物的致病性 3 异核作用 异核现象 植物病原真菌的单个菌丝细胞或孢子中含有两个以上遗传性不同的细胞核的现象 叫作异核现象 具有异核现象的个体称为异核体 异核体的致病性有变异 小麦杆锈菌38 56生理小种都不能侵染Khapli品种 但是 其异核体能侵染该品种 第二节植物病原物的致病性 5 质粒转移 根癌土壤杆菌 Agrobacteriumtumefaciens 的Ti质粒转移给放射土壤杆菌 A radiobacter 前者由致病菌变为非致病菌 后者则由非致病菌变为致病菌 第二节植物病原物的致病性 8 转导 transduction 转导是指供体细菌的遗传物质通过噬菌体转移给受体细菌 导致受体细菌基因改变的现象 第二节植物病原物的致病性 10 病毒基因组相互交换 同一组分的不同区段相互交换不同组分间相互交换 第二节植物病原物的致病性 思考题 阐明病原物的寄生性和致病性的含义和不同点 植物病原物如何实现其致病性 研究病原物的生理小种对植物病害防治有何意义 谢谢 下节课再见 黑粉菌 锈菌 病毒颗粒 白粉病菌 稻瘟病菌 菌核病菌 丝核菌 白绢病菌 稻瘟病菌生理小种的鉴定 丽江新团黑谷 合江18 关东51 东农363 特特勃 四丰 43 珍龙13 ZA群 ZB群 ZC群 ZD群 ZG群 ZF群 ZE群 ZH群 品种代号 ABCDEFG规定的品种数字 6432168422品种抗感反应 SRSSRRS小种号 0 32 0 0 4 2 0 1 39小种ZA39 品种 病原物 青枯病菌 RalstoniaSolanacearum 生物型 根据对3糖3醇的利用 水稻恶苗病 十字花科根肿病 烟草野火病 第十一章植物的抗病性 基本概念植物的抗病机制诱导抗病抗病性的类型基因对基因概念植物抗病性的变异 一 基本概念 植物本身因形态 组织结构 生理生化等特性而表现出对病原物侵染和致病作用的一种抵抗性 根据寄主植物对病原物的抵抗水平 一般将抗病程度划分为不同等级 如 免疫 完全无病 高抗 中抗 中感 高感等 1 抗病性 基本概念 根据寄主植物对病原物在病程不同阶段的抵抗 分为抗侵入和抗扩展 抗侵入 主要表现在抗寄生关系的建立抗扩展 当病原物侵入寄主后 其生长 发育 产孢等方面受到寄主的抵抗 阻止病害的发展 1 抗病性 基本概念 2 免疫在有利于病害发生的条件下 植物完全不发病 3 避病性是植物逃避病原物侵染所表现的一种特性 实质上是寄主植物在其感病时期或感病部位与病原物不接触 少接触或避过侵染高峰期 4 耐病性植物在受到病原物的侵染为害时 仍能保持良好产量的能力 是植物忍耐病害的能力 基本概念 二 植物的抗病机制 植物在受到病原物侵染前业已形成的性状所决定的抗病性 包括形态学 解剖学 生理生化学的因素 1 形态 结构性状抗性 固有结构抗性 角质层和蜡质层的厚度 孢子萌发 侵入受阻表皮结构 气孔有角质脊 开口狭窄 水滴不易进入 细菌 表皮硅化细胞的程度增加 稻瘟病 花器结构和开花习性 小麦开花后残留花药少 赤霉病 1 被动抗病性机制 植物的抗病机制 1 被动抗病性机制 2 生理机能抗性 固有化学抗性 体表分泌物质 抑制病原物孢子的萌发 刺激非病原微生物的生长 而限制病原物的生长 抗病品种的洋葱能分泌邻苯二酚 抑制炭疽病菌孢子的萌发体内抗性物质 酶抑制物 酚类物质 氧化 醌 萜类 水解酶抑制物类葡萄幼果皮中的单宁能抑制灰霉菌的多聚半乳糖醛酸酶 使侵染中断 植物的抗病机制 天然形成的防卫因子 首例发现炭疽病菌 Colletotrichumcircinans 的侵染与洋葱合成的两种酚类化合物有关 OH OH OH OH COOH 儿茶酚 原儿茶酸 病原物侵入植物后激发植物表现出的保卫性反应 1 诱发的结构抗性病原物侵染后寄主在组织结构上的抗性反应细胞壁的改变 2 主动抗病机制 植物的抗病机制 木质化 组织受到侵染后 细胞壁上大量沉集木质素 使细胞壁木质化 乳突的形成Papillae病原真菌侵入时 在植物细胞壁和质膜之间 与真菌附着胞和侵入钉相对应的位置上形成的半球形沉积物 即乳头状突起 Papillaformationandhypersensitivereactionofapotatoepidermalcell AgermlingofPhytophthorainfestans bluefluorescentstaining wasattemptingtopenetrateanepidermalcellofapotatoleaf Thedefenceresponseoftheplantcellisreflectedbymorphologicalchanges darkbrownpapillaatthepenetrationsite brownishcolorationandthickenedcellwall 木栓化的形成 受侵染的薄壁细胞组织 木栓化 形成木栓层 阻碍病原物进一步侵入 愈伤葡聚糖的早期沉积 阻塞了胞间连丝 因而阻碍病毒的传播 这也是抗病毒的一个重要原因 侵填体的形成 在维管束病害中 由于病原菌对维管束系统的侵染 诱发导管产生侵填体 封闭导管 防止病原扩展 2 主动抗病机制 1 诱发的结构抗性 植物的抗病机制 侵填体tylose与导管相邻的薄壁细胞通过纹孔膜在导管腔内形成的膨大球状体 抵抗维管束病害 纵剖面 横剖面 PP 筛孔 perforationplateV 木质部导管 XylemvesselXP 木质部薄壁组织 xylemparenchymacellT 胼胝症 tylosis 离层的形成Formationofabscissionlayeraroundadiseasedspotofprunusleaf 2 主动抗病机制 2 诱发的化学抗性过敏性坏死反应 necrotichypersensitivereaction 植物受非亲和性病原物侵染后 受侵染的细胞和周围的细胞迅速死亡 而表现出的高度敏感现象 植物的抗病机制 rapidandlocalizedcelldeathatthesiteofinfectioninresistantinteractionsbetweenplantsandpathogens Hypersensitiveresponseinpepperleaf arrows indicatingthataresistancegeneispresent left Bacteriawereinfiltratedintotheleaftissueusingasyringewithoutaneedle right 过敏性坏死反应的形成过程 HR中的细胞学变化 膜损伤 细胞破坏 干扰酶系统 离子渗漏 细胞代谢失调细胞器改变原生质变性染色体断裂 植物对锈菌 白粉菌 霜霉菌等专性寄生菌非亲和小种的过敏性反应以侵染点细胞和组织坏死 发病叶片不表现肉眼可见的明显病变或仅出现小型坏死斑 病菌不能生存或不能正常繁殖为特征 对病毒侵染的过敏性反应也产生局部坏死病斑 枯斑反应 病毒的复制受到抑制 病毒粒子由坏死病斑向邻近组织的转移受阻 在这种情况下 仅侵染点少数细胞坏死 整个植株不发生系统侵染 病原菌刺激或化学或机械损伤后 由植物产生的低分子量抗菌性次生代谢产物 植物保卫素 phytoalexin PA 在抗 感病坏死周围产生 活体营养生物亲和性互作不产生PA病原菌在感病组织中会产生抑制PA形成的因子 在30科植物中分离到300种以上具PA活性的物质 病程相关蛋白 抗性反应蛋白的特征 具有抗菌作用的植物蛋白 类型例生物活性水解酶几丁酶降解真菌细胞壁葡聚糖酶溶菌酶溶解细节细胞l酶抑制剂聚半乳糖醛酸酶抑制真菌果胶酶抑制蛋白 PGIP 几丁结合蛋白hevein inlatexfrom抑制真菌生长rubber 外源凝结素抑制真菌和昆虫生长抗真菌蛋白 AFPs 植物防卫素抑制真菌生长硫素hordothionin抑制真菌和细菌核糖体钝化蛋白pokeweed抑制病毒传染抗病毒蛋白 3 诱导抗病 病毒弱毒株系的利用 交互保护作用 寄主接种弱毒株系以后 再接种同一种病毒的强毒株系 则寄主抵抗强毒株系 症状减轻 不同类群的微生物交互接种也能诱使植物产生抗病性微生物的提取物 糖 蛋白等 接种也能诱使植物产生抗病性其他化学物质的刺激也能诱使植物产生抗病性 植物的抗病机制 抗病机制小结 被动抗性 固有抗性组成抗性 主动抗性 诱导抗性 结构抗性化学抗性 结构抗性化学抗性 角质层蜡质层气孔的结构 数量和开闭习性 抗菌化合物酚类物质 皂角苷 不饱和内酯 有机硫化合物等等 细胞壁加固和修复乳突 过敏性反应 植物保卫素 水解酶 病程相关蛋白 物理抗性 物理抗性 三 抗病性的类型 植物的抗病性以划分的尺度不同 而有许多类型1 以发病过程划分 抗侵入抗性 抗扩展繁殖抗性2 抗病机制 主动抗性 被动抗性3 抗病性来源 先天遗传抗病性 获得抗病性4 抗病性的遗传机制 单基因抗性 寡基因抗性 主效基因抗性或质量遗传抗病性多基因抗性 微突变基因抗性 数量遗传抗性5 生理小种专化性划分 小种专化抗性 专化抗性非小种专化抗性 非专化抗性或一般抗性 抗病性的类型 6 以病原物与寄主在病害体系中的相互关系分垂直抗性植物品种对病原菌某些生理小种有高度抗性 对另一些生理小种不抗 寄主植物品种同病原物生理小种之间存在特异性的相互关系 故也称专化抗