植物病原原核生物

1、原核生物是指无真正的细胞核，遗传物质分散在细胞质中，无核膜包被，仅形成一个圆形或椭圆形的核区的低等生物，包括细菌、放线菌、蓝细菌和菌原体等。我国从事植物细菌学研究的单位n中国农科院植保所：赵廷昌博士n南京农业大学：，王金生n吉林农业大学：袁美丽，高洁n中国农业大学：王慧敏1细菌病害的数量和危害仅次于真菌和病毒，属第三大病原物。2细菌属于原核生物界(procaryotae)的单细胞生物，有细胞壁，没有细胞核。3一般细菌的形态为球状、杆状和螺旋状。大都单生，也有双生、串生和聚生的。植物病原细菌大多是杆状菌，大小为0.5-0.81-5m，少数是球状。4大多具鞭毛，着生在菌体一端或两端的叫极鞭，着生在

2、菌体侧面和四周的叫周鞭。5植物病原细菌都不产生芽孢。芽孢抗逆性较强。6细菌都是非专性寄生物，均可在人工培养基上生长。寄生性强的可以侵染绿色叶片，寄生性弱的只能侵染植物的贮藏器官和果实等抗病性较弱部位。7一般植物病原细菌的致死温度是48-53/10分钟，而要杀死细菌的芽孢则需要120左右的高压蒸汽10-20分钟。因此高压灭菌的指标是12030分钟。8细菌都是以裂殖方式繁殖，即一分为二。在适宜条件下最快20分钟繁殖一次。一般植物病原细菌的最适温度为26-30，24-48小时可以在培养基上长出细菌菌落。9细菌经常发生变异。人工培养的细菌致病力容易减弱，通过人工接种的方法可以恢复其致病力。n 细菌的形

3、态有球状、杆状和螺旋状，个体大小差别很大。n球状细菌的直径为0.5-1.3m，n杆 状 细 菌 的 大 小 为 0 . 5 -0.8m15m，也有更小一些的。螺旋状细菌较大，有的可达13一14m 1.5m。n细菌大都单生，也有双生、串生和聚生的。n植物病原细菌大多是杆状菌，大小为0.5一0.8m13m，少数为球状。n一些芽孢杆菌在菌体内可以形成一种称作芽孢的内生孢子。n芽孢并不是细菌的繁殖器官，因为一个菌体只形成一个芽孢，芽孢萌发也只形成一个细菌。n芽孢的抵抗力很强。一般植物病原细菌的致死温度在4853之间，有些耐高温细菌的致死温度，最高也不超过70，而要杀死细菌的芽孢，一般要用120左右的高

4、压蒸气处理l020分钟。n细菌对革兰氏染色的反应有阳性和阴性。n革兰氏染色反应与细菌的其他性状有关。例如，革兰氏阳性的细菌能耐高浓度的盐，不易被蛋白酶分解，但是对于碱性染料和除垢剂(如肥皂)则较敏感。n对抗菌素的反应也不同，青霉素对革兰氏阳性反应的细菌作用比较大，而链霉素则对阳性反应和阴性反应的细菌都有一定的作用。n营养的要求也不同，革兰氏染色反应阳性的细菌，一般需要较复杂的营养物质。n电子显微镜的观察发现，革兰氏阴性细菌的细胞壁不是光滑的。可见，革兰氏染色反应也反映了细菌的组成和结构等本质上的差别，因此它是细菌分类上的一个重要性状。n原核生物都是以裂殖的方式繁殖。细菌繁殖很快，大肠杆菌在适宜

5、的条件下每20分钟就可以分裂一次。在其它条件适合时，温度对细菌生长和繁殖的影响很大。植物病原原核生物的生长适温为2630左右，少数在高温或低温下生长较好，如茄青枯菌的生长适温为35，马铃暮环腐病菌的生长适温为20-23。n原核生物的遗传物质是细胞质内的dna，主要在核区内，但在细胞中还有单独的遗传物质，如质粒。核质和质粒共同构成了原核生物的遗传信息库一基因组。n原核生物经常发生变异。细菌在人工培养基上培养到一定时期后一些性状就会发生变化，如植物病原细菌致病力的减弱，可能是由于改变后的生活条件对细菌的选择作用的结果。类似的现象是一种植物病原细菌通过不同的寄主植物，特别是抗性强弱不同的寄主植物，它

6、的致病力可以减弱或增强。n绝大多数的原核生物是腐生的或自养性的，它们广泛分布在自然界的各种场所，从高山到海洋，从赤道到两极，从植物到动物体内外，都可发现有细菌存在。n能够侵染植物引起发病的原核生物称为植物病原原核生物，主要有真细菌和菌原体两大类群，分属于薄壁菌门、厚壁菌门和软壁菌门。n薄壁菌门和厚壁菌门的细菌有细胞壁，软壁菌门的成员也称菌原体，三者统称为真细菌。n植物病原细菌革兰氏染色反应大多是阴性（红色g-），少数是阳性（紫色g+），这与细菌细胞壁的结构和成分有关（先用结晶紫和碘液处理细胞壁，再用酒精或丙酮脱色）。n革兰氏染色反应是细菌鉴别分类的重要依据，此外对抗菌素的反应也不同，青霉素对革

7、兰氏染色阳性的细菌作用较大，但对阴性细菌作用则较小。而链霉素对阳性和阴性细菌都有杀灭作用，应为植物病原细菌大多属阴性细菌，因此农用链霉素在防治植物细菌病害方面广泛应用。 根据目前公认的五界生物分类系统，细菌属于原核生物界。由于原核生物形态简单、差异较小，内部的分类系统还不完善。目前比较公认的是柏杰氏细菌鉴定手册（第九版，1994）分类系统。n原核生物界通常分为4个门，7个纲，35个组群。n薄壁菌门：有壁较薄。革兰氏染色反应阴性，包括大多数植物病原细菌。n厚壁菌门：有壁较厚。革兰氏染色反应阳性，包括棒形杆菌属、芽孢菌属和链霉菌属。n无壁菌门：菌体无壁。包括类菌原体。n疵壁菌门：属没有进化的原细菌

8、或古细菌。包括产甲烷细菌和高盐细菌。n长期以来，植物病原细菌仅限于5个属：土壤杆菌属、欧氏杆菌属、甲单胞杆菌属、黄单胞杆菌属和棒状杆菌属。近十年来，又陆续新建了一些植物病原细菌属。现在植物病原细菌的主要类群有14个属。（p113表3-2）。1. 细菌属的形状特征：形态特征和培养性状、生理生化性状、遗传性状。2. 细菌种分类单元：基因种-细菌分类学家、分类种-植物病理学家。3. 亚种(subspecies)：细菌种下类群种在培养特性、生理生化和遗传学某些性状有一定差异的群体。4. 致病变种(pathovar.)：简称.pv.，细菌种下以寄主范围和致病力差异来划分的组群。5. 生化变种(biova

9、r)：细菌种以下按生理生化性状差异来划分的组群，不考虑致病性等其他性状的异同。n土壤杆菌属是薄壁菌门根瘤菌科的一个成员，土壤习居菌、菌体短杆状，单生或双生，鞭毛16根，周生或侧生。好气性，代谢为呼吸型。革兰氏反应阴性，无芽孢。n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。n大多数细菌都带有除染色体之外的另种遗传物质，一种大分子的质粒，它控制着细菌的致病性和抗药性等,如侵染寄主引起肿瘤症状的质粒称为“致瘤质粒”(tomor inducine plasmid,俗称为t i 质 粒 ) ， 有 的 能 引 起 寄 主 产 生 不 定 根 的 “ 致 发 根 质粒”(rhiz

10、ogen inducine plasmid,比俗称ri质粒)。burkholderian布克氏菌属是由假单胞菌属中的rrna第二组独立出来的。n茄青枯布克氏菌(b.solanacearum)能引起多种作物，特别是茄科植物的青枯病。n在组合培养基上形成光滑、湿润、隆起和灰白色的菌落。n病菌的寄主范围很广，可以为害30余科，100多种植物。病害的典型症状是全株呈现急性凋萎，病茎维管束变褐，横切后用手挤压可见有白色菌脓温出。n病菌可以在土中长期存活，是土壤习居菌。病菌可随土壤、灌溉水和种薯、种苗传染与传播。侵染的主要途径是伤口，高温多湿有利发病。 n属薄壁菌门。菌体短杆状，周生多根鞭毛。菌落灰白色，

11、革兰氏染色反应阴性。主要引致腐烂，如大白菜软腐病。n胡萝卜欧氏菌(e.carotovora)俗称大白菜软腐病菌，寄生范围很广，包括十字花科、禾本科、茄科等20多科的数百种果蔬和大田作物，大多由伤口侵染，或介体动物传带侵染，引起肉汁或多汁的组织软腐，尤其是在厌氧条件下最易受害，多在仓库中贮藏期间表现症状。n假单胞菌属是薄壁菌门假单胞菌科的模式属。n菌体短杆状或略弯，单生，大小为0.51.0m 1.55.0m，鞭毛14根或多根，极生。n革兰氏阴性，严格好气性，代谢为呼吸型。无芽孢。n营养琼脂上的菌落圆形、隆起、灰白色，有荧光反应，有些种产生褐色素扩散到培养基中。n已发现的植物病原细菌有一半属于此属

12、，主要引起叶斑、腐烂和萎蔫等症。黄瓜细菌性角斑病、茄科青枯病、桑疫病等。n黄单胞菌属是薄壁菌门一个成员。菌体短杆状，多单生，少双生，单鞭毛，极生。n革兰氏阴性。严格好气性，代谢为呼吸型。n营养琼脂上的菌落圆形隆起，蜜黄色，产生非水溶性黄色素。n黄单胞菌属的成员都是植物病原菌，模式种是野油菜黄单胞菌。俗称甘蓝黑腐病菌。n菌体短杆状至不规则杆状，无鞭毛，不产生内生孢子.n革兰氏反应阳性。好气性，呼吸型代谢，营养琼脂上菌落为圆形光滑凸起，不透明，多为灰白色。n 马铃薯环腐亚种(c.michiganensis subsp.sepedonicum)病菌可侵害5种茄属植物引致马铃薯环腐病。病菌大多借切刀的

13、伤口传染，病株维管束组织被破坏，横切时可见到环状维管束组织坏死并充满黄白色菌脓，稍加挤压，薯块即沿环状的维管束内外分离，故称环腐病。n植物细菌病害主要发生在栽培植物上，无论是大田作物或果树、蔬菜都有3-4种细菌病害。n目前生产上重要的细菌病害有水稻白叶枯病、马铃薯环腐病、茄科作物青枯病、十字花科作物软腐病、葫芦科细菌性角斑病等。1植物病原细菌都是非专性寄生物，都能在人工培养基上生长。培养细菌的常用培养基是牛肉汁蛋白胨培养基（na培养基）。2植物病原细菌的寄生性强弱有所不同。寄生性强的可以侵染作物的绿色部分，如叶片；寄生性弱的只能侵染植物的贮藏器官或抗性较弱部位，如果实。3寄生性是病菌与寄主建立

14、寄生关系，能在寄主体内存活与繁殖的特性。4. 致病性则是病菌对寄主造成的破坏引起病变的特性。5.一种病菌可以在多种植物体内存活，具有寄生性，但并不一定都能引起病害，即无致病性。例如荧光假单胞菌的寄生性较强。可以在多种植物体内营极生生活，但致病性较弱，只能在很少的场合显示病变。4植物病原细菌都有一定的寄主范围。有的病菌寄主范围较窄，只能为害同一属或同一种植物，如棉花角斑黄单胞菌只为害棉属植物。寄主范围广的可以为害多种植物，如甘蓝黑腐病黄单胞菌可以为害十字花科的多种植物。5一般把自然条件下能侵染的寄主称为自然寄主，人工接种后显示症状的寄主称为实验寄主。6. 正确判断病菌的寄主范围对病害防治和病原菌

15、的鉴定有重要意义。植物病原细菌不能直接侵入植物，只能通过自然孔口和伤口侵入。植物病原细菌侵染途径及特点如下:1. 自然孔口：气孔、水孔、皮孔、蜜腺。2. 各种伤口：自然伤口：风雨、冰雹、冻害、昆虫 人为伤口：耕作、施肥、嫁接、收获、运输3. 从自然孔口侵入的细菌一般都能从伤口侵入，能从伤口侵入的细菌不一定能从自然孔口侵入。4. 寄生性弱的细菌一般都是从伤口侵入；寄生性强的细菌则从伤口和自然孔口都能侵入。5. 引致叶斑病的细菌一般是从自然孔口侵入，如假单胞杆菌属和黄单胞杆菌属的细菌。6. 引致萎蔫、腐烂和瘤肿的细菌则多半是从伤口侵入，如棒形杆菌属、欧氏杆菌属和土壤杆菌属的细菌。1.雨水是植物病原

16、细菌最主要的传播途径。风雨易造成伤口，雨露和水滴飞溅有利于细菌菌脓或菌痂的扩散。2.昆虫介体也可传播细菌。如种蝇的幼虫和菜青虫传播白菜软腐病。3.工具传播：切刀可以传播马铃薯环腐病菌。1. 种子和无性繁殖器官：带菌种苗是最重要的初侵入来源，带菌种苗调运可远距离传播。2. 病残体：植物病原细菌可以在病株残余组织中长期存活，也是重要的初侵染来源。3. 土壤：主要存活与土壤中的作物残余组织。4. 杂草和其他作物：相同寄主范围的作物。5. 昆虫介体：玉米细菌性萎蔫病菌可以在玉米叶甲体内越冬，成为初侵染来源。1. 症状识别：斑点、萎蔫、腐烂、畸形。水浸状、菌脓、菌痂、流胶。2. 显微镜检查：喷菌现象。3

17、. 分离培养：na培养基稀释法或画线法培养。观察单个菌落特点。4. 人工接种：将分离的细菌接种于寄主植物或过敏性发应植物，观察所得症状。5. 链霉素防治：植物病原细菌对链霉素敏感，可用于防治细菌病害。&1967年，日本学者土居养二（doi，y）首先从桑萎缩病电镜切片中中发现了类菌原体(mycoplasma like orgnism，mlo)，其属于原核生物界无壁菌门。&目前已知约有300中植物发生菌原体病害，如桑萎缩病、枣疯病、苹果缩果病、梨衰退病、水稻黄矮病、甘薯丛枝病、泡桐丛枝病和椰子死亡黄化病等。1螺原体属（螺原体属（spiroplasma）：）：菌体的基本形态为螺旋形，繁殖时可产生分枝

18、，分枝亦呈螺旋形。植物病原螺原体只有3个种，主要寄主是双子叶植物和昆虫。如柑桔僵化病、玉米矮化病和蜜蜂的爬蜂病等都是螺原体侵染所致。叶蝉是传染螺原体的媒介昆虫，从吸食到传染也须经23周的循回期，接种后到发病的潜育期约46周。螺原体也可以在多年生宿主假高梁的体内越冬存活，也可在介体叶蝉体内越冬。2植原体属（植原体属（phytoplasmaphytoplasma）：）：植原体属即原来的类菌原体(mycoplasmalike organism,mlo)，菌体的基本形态为圆球形或椭圆形。菌体大小为801000nm。目前还不能在离体条件下培养它们。日本学者土居养二(doi，y)首先从桑萎缩病病组织切片中

19、发现了病原体，称之为类菌原体(mlo)，传播介体是桑菱纹叶蝉。在国内，除桑萎缩病外，还有枣疯病、泡桐丛枝病、水稻黄矮病、水稻橙叶病和甘薯丛枝病等，亦是由这类菌原体侵染所致。1. 球形，无细胞壁，只有单位膜。2. 可以人工培养，在培养基上形成“荷包蛋”状菌落。3. 对四环素类药物敏感，可用于诊断和治疗。对青霉素和链霉素不敏感，因无细胞壁。4. 引致黄化、矮缩、丛生、小叶等症状。5. 必须依赖昆虫介体传播。叶蝉和飞虱等刺吸式口器是主要媒介。n（一）症状识别 1菌原体病害的症状特点 病株矮化或矮缩，枝叶丛生，叶小而黄化。因此丛生、矮缩、小叶与黄化相结合是诊断菌原体病害症状时必须掌握的关键。 2细菌病

20、害的症状特点 病植物表现的症状类型主要有坏死、萎蔫、腐烂和畸形等类，褪色或变色的较少；有的还有菌脓(ooze)溢出。 n (二)显微镜检查 除了菌原体引起的病害以外，由细菌侵染所致病害的病部，无论是维管束系统受害的，还是薄壁组织受害的，都可以在徒手切片中看到有大量细菌从病部喷出，这种现象称为喷菌现象(bacteria exudation，be)。喷菌现象为细菌病害所特有，是区分细菌病害或真菌、病毒病害的最简便的手段之一。n (三)分离培养与侵染性试验 由于菌原体尚不能在人工培养基上培养，因此分离有困难，但螺原体己可以分离培养。对于菌原体病害，可采用菟丝子介体接种作桥梁接种传染到长春花上作鉴定的办法，证明其有无侵染性，从而完成柯赫氏法则的诊断程序。表表 32 植物病原原核生物的主要属和代表种植物病原原核生物的主要属和代表种 门属名病原菌代表种薄壁菌门agrobact