3植物病原物：细菌

园艺植物病理学时浩杰 第一节植物病原真核菌类 第二节植物病原细菌 第三节植物病毒 第四节植物病原线虫 第五节寄生性植物 第二章植物病原学 含叶绿素a和b 植物界 少数含叶绿素c 色藻界 第二节植物病原原核生物原核生物 procaryote 单细胞生物有细胞壁和细胞膜 或只有细胞膜 无固定细胞核 遗传物质 DNA 分散在细胞质内细胞质 含小分子核蛋白体 70S 无内质网 线粒体和叶绿体等细胞器 致病原核生物 细菌 菌原体等 引起茄科植物青枯病 十字花科植物软腐病等 一 植物病原原核生物的一般性状 一 形态和结构 形态 球状 杆状和螺旋状 植物病原细菌大多为杆状 因而称为杆菌菌体大小 一般为0 5 0 8 m l 3 m 真菌菌丝 hypha 单根丝状体 直径一般为2 30 m 最大可达100 m Bacteria Erwinia multiplyinsapatthemarginsofwounds bacteriaonthesurfaceofaplant 二 菌体结构 1 细胞壁外结构 黏质层 slimelayer 成分 多糖为主 荚膜 capsule 较厚而固定的黏质层植物病原细菌 有黏质层 很少有荚膜 2 细胞壁 成分 肽聚糖 脂类和蛋白质 问题 卵菌的细胞壁成分是什么 真菌的细胞壁成分是什么 3 细胞壁内结构 1 细胞质膜2 鞭毛 flagellum 细胞质膜下粒状鞭毛基体上产生 穿过细胞壁和黏质层延伸到体外 鞭毛基部有鞭毛鞘 据着生位置分为 极鞭 着生在菌体一端或两端的鞭毛周鞭 着生在菌体四周的鞭毛鞭毛数目和着生位置在属的分类上有重要意义 3 核区 无固定细胞核 核物质集中在细胞质中央区域 4 质粒 plasmid 独立于核质之外的环状遗传因子编码细菌的抗药性 育性或致病性等性状 5 细胞质内含物 核糖体 异粒体 中心体 气泡和液泡 6 芽孢 芽孢杆菌体内形成的内生孢子 具强抗逆能力植物病原细菌通常无芽孢 问题 你觉得芽孢有什么意义 三 革兰氏染色反应 丹麦医生ChristianGram于1884年最早应用 以其名字命名此方法 步骤 结晶紫染色 碘液处理 用酒精或丙酮洗涤 不褪色的为阳性反应 G 褪色的为阴性反应 G 植物病原细菌 大多是G 少数是G periplasmicspace LPSlayers G 细菌 厚肽聚糖层使结晶紫和碘复合物不易被酒精洗掉G 细菌 LPS 脂多糖 层和薄肽聚糖层使结晶紫和碘复合物易被酒精洗掉 革兰氏染色反应原理 细胞壁结构 四 培养性状1 植物病原细菌 多数为死体营养生物 可人工培养 在固体培养基上形成白色 灰白色或黄色菌落 好氧 培养基pH 中性偏碱 T 26 30 33 40 停止生长 50 lOmin时多数死亡 2 维管束难养细菌 fastidiousvascularbacteria 寄生植物维管束 在人工培养基上难以培养 如木质菌属Xylella 或不能培养 如韧皮杆菌属Liberobacter 3 植原体 至今还不能人工培养4 螺原体 需在含有甾醇的培养基上才能生长 在固体培养基上形成煎蛋形菌落 真菌和细菌培养性状的比较 二 原核生物的繁殖 遗传和变异 1 繁殖 裂殖 菌体稍伸长 细胞质膜自菌体中部内伸 形成新细胞壁 母细胞从中间分裂为两个细胞速度快 适宜条件下 每20min分裂一次 植原体 芽殖 菌体芽生长出分枝 断裂而成子细胞 2 遗传 遗传物质 基因组 核质 核区内DNA 核区外的质粒 细胞分裂过程中 基因组同步分裂 均匀分配到两个子细胞中 从而保证了亲代的各种性状能稳定地遗传给子代 3 变异 形态变异 生理变异和致病性变异等 A 突变 自然突变率很低 通常为十万分之一 但是细菌繁殖快 繁殖量也大 增加了发生变异的可能性 B 遗传物质的交换 通过结合 转化和转导方式 一个细菌的遗传物质进入另一个细菌体内 使DNA发生部分改变 从而形成性状不同的后代 三 植物病原原核生物的主要类群 菌体短杆状 鞭毛1 6根 周生或侧生 好气性 代谢为呼吸型 G 无芽孢 营养琼脂上菌落为圆形 隆起 光滑 灰白色至白色 质地粘稠 不产生色素 氧化酶反应阴性 过氧化氢酶反应阳性 1 土壤杆菌属 Agrobacterium 农杆菌 DNAG C含量 57 63mol 土壤习居菌均含大分子质粒 控制细菌致病性和抗药性等 如 致瘤质粒 Ti质粒 致发根质粒 即Ri质粒 代表病原菌 根癌土壤杆菌 A tumefaciens 寄主范围极广 可侵害90多科300多种双子叶植物 尤以蔷薇科植物为主 引起桃 苹果 葡萄 月季等根癌病 Crowngall 冠瘿或根癌 ofMarkapplerootstockcausedbyAgrobacteriumtumefaciens Bacterialattachmenttoplantcell 菌体短杆状或略弯 单生 鞭毛1 4根或多根 极生 G 严格好气性 代谢为呼吸型 无芽孢 菌落 圆形 隆起 灰白色 有荧光反应的为白色或褐色 有些种产生褐色素扩散到培养基中 氧化酶多为阴性 少数为阳性 过氧化氢酶阳性DNAG C含量 58 70mol 典型种 丁香假单胞菌 P syringae 寄主范围很广 引起叶斑或坏死症状以及茎秆溃疡 如黄瓜细菌性角斑病 2 假单胞菌属 Pseudomonas 瓜类细菌性角斑病 Pseudomonassyringaepv lachrymans 烟草细菌性角斑病 Pseudomonassyringaepv angulata 与假单胞相似 单鞭毛或无鞭毛 典型种 青枯菌 R solanacearum 寄主范围很广 最感病的是茄科作物 3 劳尔氏菌属 Ralstonia 问题 青枯病该如何诊断 茄科劳尔氏菌 Ralstoniasolanacearum whitemilkystreamingofbacterialcellsfromcuttomatostem 菌体短杆状 多单生 少双生 鞭毛单根极生 G 严格好气性 代谢为呼吸型 菌落 圆形 隆起 蜜黄色 产生非水溶性黄色素 氧化酶阴性 过氧化氢酶阳性DNA中G C含量 63 70mol 成员 均为植物病原菌 如甘蓝黑腐病的野油菜黄单胞菌 X campestrispv campestris 水稻白叶枯病的稻黄单胞菌水稻致病变种 X oryzaepv oryzae 和水稻细菌性条斑病的稻黄单胞菌稻生致病变种 X oryzaepv oryzicola 4 黄单胞菌属 Xanthomonas Xanthomonasaxonopodispv citricolony 菌体短杆状 G 鞭毛 多根周生 一个 种 无鞭毛 兼性好气性 代谢为呼吸型或发酵型 无芽孢 营养琼脂上菌落圆形 隆起 灰白色 氧化酶阴性 过氧化氢酶阳性 DNAG C含量 50 58mol 重要植物病原菌 解淀粉欧文氏菌 E amylovora 引起梨火疫病 外检病害 胡萝卜软腐欧文氏菌 E carotovora 寄主范围广 侵害20多科数百种果蔬和大田作物 引起肉汁或多汁组织的软腐 如十字花科蔬菜软腐病 E carotovorasubsp carotovora 5 欧文氏菌属 Erwinia 解淀粉欧文氏菌 E amylovora PearfireblightcausedbyErwiniaamylovora CollapsedanddecayingChinesecabbagecausedbyE carotovora 6 韧皮部杆菌属 Liberobacterasianticum 病菌菌体有多种形态 多数圆形 椭圆形或香肠形 少数呈不规则形 无鞭毛 革兰氏染色反应阴性 限于韧皮部寄生 至今还未能在人工培养基上培养 故也称为韧皮部难培养菌 病菌的寄主 主要是柑橘属 金柑属和枳属 另外 草地菟丝子可从柑橘上将病菌传到夹竹桃科草本植物长春花植株上 引起典型的黄龙病症状 柑橘黄龙病症状 菌体短杆状 单生 细胞壁波纹状 无鞭毛 G 好气性 氧化酶阴性 过氧化氢酶阳性 对营养要求十分苛刻 要求有生长因子 菌落有两种类型 一是枕状凸起 半透明 边缘整齐 另一是脐状 表面粗糙 边缘波纹状 DNA中G C含量 49 5 53 1mol 已确认病原种 难养木质菌 X fastidiosa 引起葡萄皮尔氏病 苜蓿矮化病 桃伪果病等 该菌由叶蝉类昆虫传播 使病株表现叶缘焦枯 叶灼 早落 枯死 生长缓慢 生长势弱 结果减少和变小 植株萎蔫等症状 最终导致全株死亡 7 木质部小菌属 Xylella 本属书上没有 葡萄皮尔氏病症状 Xylellafastidiosa 葡萄皮尔氏病菌Xylellafastidiosa注意 细胞壁波纹状 无鞭毛 菌体短杆状至不规则杆状 无鞭毛 无内生孢子 G 好气性 呼吸型代谢菌落 圆形 光滑 凸起 不透明 多为灰白色 氧化酶阴性 过氧化氢酶阳性 DNA中G C含量 67 78mol 重要病原菌成员 密执安棍形杆菌环腐致病亚种 C michiganensissubsp sepedonicus 导致马铃薯环腐病 引起环状维管束组织坏死 8 棒形杆菌属 Clavibacter Coryneform club shaped棒型 cellsofClavibacter 马铃薯环腐病症状 菌落圆形 紧密 多灰白色菌体丝状 纤细 无隔膜 辐射状向外扩散 可形成基质内菌丝和气生菌丝 在气生菌丝即产孢丝顶端产生链球状或螺旋状的孢子 孢子的形态色泽因种而异 是分类依据之一 多为土壤习居性微生物 少数侵害植物 如引起马铃薯疮痂病的疮痂链霉菌 S scabies 9 链霉菌属 Streptomyces 马铃薯疮痂病 10 螺原体属 Spiroplasma 菌体的基本形态为螺旋形 繁殖时可产生分枝 分枝亦呈螺旋形 生长繁殖时需要提供甾醇 在固体培养基上的菌落很小 煎蛋状 直径lmm左右 常在主菌落周围形成更小的卫星菌落 无鞭毛 但可在培养液中作旋转运动 属兼性厌氧菌 DNA中G C含量 24 31mol 重要成员 柑橘螺原体 S citri 引起柑橘等植物的僵化病 柑橘受害后表现为枝条直立 节间缩短 叶变小 丛枝或丛芽 树皮增厚 植株矮化 且全年可开花 但结果小而少 多畸形 易脱落 11 植原体属 Phytoplasma 即原来的类菌原体 Mycoplasma likeorganism MLO 菌体的基本形态为圆球形或椭圆形 但在韧皮部筛管中或在穿过细胞壁上的胞间连丝时 可以成为变形体状 如丝状 杆状或哑铃状等 目前还不能人工培养 早期的分类和鉴定主要依据生物学特征 如寄主 症状 介体专化性等 1993年 Kirkpatrick和Sears建议成立植原体属 常见的植原体病害有桑萎缩病 泡桐丛枝病 枣疯病等 1 症状特点A 细菌病害表现坏死 腐烂 萎蔫和瘤肿等症状 变色的较少 有的还有菌脓 ooze 溢出 B 田间症状特点 一是受害组织表面水渍状或油渍状 二是在潮湿条件下 病部有黄褐或乳白色 胶黏 似水珠状的菌脓 三是腐烂型病害患部往往有恶臭味 C 植物菌原体病害的症状主要有变色和畸形 包括病株黄化 矮化或矮缩 枝叶丛生 叶片变小 花变叶等 四 原核生物病害的特点及诊断 2 侵染和传播特点A 细菌一般通过伤口和自然孔口 如水孔或气孔 侵入寄主植物 主要通过流水 包括雨水 灌溉水等 进行传播 B 由于暴风雨能大量增加寄主伤口 有利细菌侵人 而且促进病害的传播 创造有利病害发展的环境 因而往往成为细菌病害流行的一个重要条件 C 植物菌原体和寄生维管束的难养细菌往往借助叶蝉等昆虫介体或嫁接 菟丝子才能传播 3 病原