病理学第二章4植物病毒与类病毒 (NXPowerLite)

1、2 植物病毒与类病毒植物病毒与类病毒n2.1 植物病毒植物病毒公元公元10世纪（北宋），人工免疫预防天花（中国）；世纪（北宋），人工免疫预防天花（中国）；1798，英国人，英国人edward jenner发明牛痘疫苗；发明牛痘疫苗；1576 荷兰人荷兰人charles de lieclase描述郁金香杂色；描述郁金香杂色；1886 mayer, 传毒实验（传毒实验（tmv）；）；1892 ivanovski (俄俄) 发现发现tmv的致病因子能穿过细菌过滤器；的致病因子能穿过细菌过滤器；1898 beijerinch(荷兰荷兰)，病毒学之父，提出病原不是细菌，而，病毒学之父，提出病原不是细菌，

2、而是是“可过滤性病毒可过滤性病毒” 1935 stanley tmv蛋白结晶，获诺贝尔奖。蛋白结晶，获诺贝尔奖。2 植物病毒与类病毒植物病毒与类病毒n2.1 植物病毒植物病毒n1991年，年，matthews将其定义为：将其定义为：n 病毒是包被在蛋白或脂蛋白保护性衣壳中，只病毒是包被在蛋白或脂蛋白保护性衣壳中，只能在适合的寄主细胞内完成自身复制的一个或一能在适合的寄主细胞内完成自身复制的一个或一套基因组的核酸分子。套基因组的核酸分子。n根据寄主不同，病毒可以分为植物病毒、动物病根据寄主不同，病毒可以分为植物病毒、动物病毒以及噬菌体。毒以及噬菌体。2.1 植物病毒植物病毒n病毒又称分子寄生物，

3、具有以下特点：病毒又称分子寄生物，具有以下特点：n（1）形体微小，缺乏细胞结构；）形体微小，缺乏细胞结构；n（2）基因组只含有一种核酸（）基因组只含有一种核酸（dna或或rna）；）；n（3）依靠自身的核酸进行复制；）依靠自身的核酸进行复制；n（4）缺乏完整的酶和能量系统；）缺乏完整的酶和能量系统；n（5）严格寄生性的细胞内专性寄生物。）严格寄生性的细胞内专性寄生物。n病毒是一种病毒是一种非细胞形态非细胞形态的生物。的生物。2.1 植物病毒植物病毒n2.1.1病毒的形态和化学组成病毒的形态和化学组成n2.1.1.1 形态形态n一个完整的病毒称作病毒粒体。一个完整的病毒称作病毒粒体。n主要有主要

4、有3种类型：种类型：n 线条状、球状和杆状。少数为弹状、杆菌状线条状、球状和杆状。少数为弹状、杆菌状和双联体状。和双联体状。线状病毒线状病毒弹状病弹状病毒毒联体病毒联体病毒2.1 植物病毒植物病毒2.1.1.2 化学组成化学组成核酸（核酸（rna/dna）+蛋白质蛋白质2.1 植物病毒植物病毒n2.1.2 病毒的生物学特性病毒的生物学特性n2.1.2.1 能增殖能增殖n 病毒只能在寄主活细胞内利用寄主的合成系统、病毒只能在寄主活细胞内利用寄主的合成系统、原料和能量来完成它的增殖。原料和能量来完成它的增殖。n增殖需两个步骤：增殖需两个步骤：n（1）病毒核酸的复制，从亲代向子代病毒传送核）病毒核酸

5、的复制，从亲代向子代病毒传送核酸性状的过程，即病毒的基因传递；酸性状的过程，即病毒的基因传递；n（2）病毒核酸信息的表达，即按照信息）病毒核酸信息的表达，即按照信息rna的的序列来合成病毒专化性蛋白的过程。序列来合成病毒专化性蛋白的过程。病毒粒病毒粒体体侵入寄主细胞侵入寄主细胞脱蛋白质外壳脱蛋白质外壳复制子代复制子代rnarna+rna-rna+rna+rna+诱导外壳形成诱导外壳形成rna与外壳组装与外壳组装成新病毒粒体成新病毒粒体2.1 植物病毒植物病毒n2.1.2.2 具遗传性和变异性具遗传性和变异性n自然发生自然发生n人工诱发：物理辐射或化学诱变等。人工诱发：物理辐射或化学诱变等。2.

6、1 植物病毒植物病毒n2.1.2.3 具抗原性具抗原性 抗原抗原n血清反应：相应的抗原和抗体在体外相遇时血清反应：相应的抗原和抗体在体外相遇时 发生的凝集发生的凝集反应（团集成絮状或羽状）或沉淀反应。反应（团集成絮状或羽状）或沉淀反应。n专化性专化性 ：a抗原只诱导产生抗原只诱导产生a抗体抗体n a抗原只与抗原只与a抗体发生血清反应抗体发生血清反应2.1 植物病毒植物病毒n2.1.3 病毒的理化特性病毒的理化特性n2.1.3.1失毒温度（钝化温度）失毒温度（钝化温度）n 指在指在10分钟内使病毒失去活力的最低温度分钟内使病毒失去活力的最低温度.如如:tmv，90-95；cmv，60-70n2.

7、1.3.2 稀释终点稀释终点n 指病毒汁液保持有致病力的最大稀释倍数。指病毒汁液保持有致病力的最大稀释倍数。ntmv：100000倍倍 cmv：10000倍倍n2.1.3.3 体外保毒期体外保毒期n 指病组织汁液在室温（指病组织汁液在室温（ 20-22）下保持侵染力的最）下保持侵染力的最长时间。长时间。ntmv：30天以上天以上 cmv：3-4天天2.1 植物病毒植物病毒n2.1.4 病毒的分类和命名病毒的分类和命名 2.1.4.1 分类地位分类地位 病毒界（非细胞生物界）病毒界（非细胞生物界）病毒分类的依据：病毒分类的依据：（1）构成病毒基因组的核酸类型（）构成病毒基因组的核酸类型（dna或

8、或rna);（2）核酸是单链还是双链；）核酸是单链还是双链；（3）病毒粒体是否存在脂蛋白包膜；）病毒粒体是否存在脂蛋白包膜；（4）病毒形态；）病毒形态；（5）核酸分段状况。）核酸分段状况。2.1 植物病毒植物病毒n2.1.4.2 病毒的命名病毒的命名n俗名法俗名法、数码法、拉丁双名法、数码法、拉丁双名法俗名法：俗名法：寄主英文俗名寄主英文俗名 + 症状症状 + 病毒二字病毒二字香蕉花叶病毒：香蕉花叶病毒：banana mosaic virus，bmv黄瓜花叶病毒：黄瓜花叶病毒：cucumber mosaic virus， cmv2.1 植物病毒植物病毒n2.1.5 病毒的移动和传播病毒的移动和

9、传播n 植物病毒从一株植物转移或扩散到其它植物植物病毒从一株植物转移或扩散到其它植物的过程称为传播，而从植株的一个局部到另一局的过程称为传播，而从植株的一个局部到另一局部的过程成为移动。部的过程成为移动。n2.1.5.1 病毒的移动病毒的移动n 大部分植物病毒的长距离移动是通过植物的大部分植物病毒的长距离移动是通过植物的韧皮部进行。韧皮部进行。系统侵染的病毒系统侵染的病毒在叶片组织中的在叶片组织中的分布是不均匀的。分布是不均匀的。一般来讲植物旺一般来讲植物旺盛盛生长的分生组生长的分生组织织很少含有病毒，很少含有病毒，如茎尖、根尖。如茎尖、根尖。2.1 植物病毒植物病毒n2.1.5.2 病毒的传

10、播方式病毒的传播方式n（1） 机械传染（汁液接触传染）机械传染（汁液接触传染）n 部分花叶型病毒。部分花叶型病毒。n（2） 媒介昆虫传染媒介昆虫传染n 刺吸式口器昆虫，如：蚜虫、叶蝉、飞虱、木刺吸式口器昆虫，如：蚜虫、叶蝉、飞虱、木虱虱n 根据获得传毒能力需要的时间和保持传毒能力的时间，根据获得传毒能力需要的时间和保持传毒能力的时间，可将由昆虫传染的病毒分为三类：可将由昆虫传染的病毒分为三类：2.1 植物病毒植物病毒n非持久性病毒非持久性病毒：所需得毒饲育时间短。：所需得毒饲育时间短。n 口针上口针上唾液唾液 小于小于4小时小时n 一些花叶型以及易用汁液摩擦方法接种的病毒。一些花叶型以及易用汁

11、液摩擦方法接种的病毒。n半持久性病毒半持久性病毒：得毒饲育时间长可以提高传毒能力，并：得毒饲育时间长可以提高传毒能力，并且得毒的昆虫需要经过一定的循廻期才能传毒。且得毒的昆虫需要经过一定的循廻期才能传毒。n循廻期：从病毒进入昆虫口器到昆虫唾液中出现病毒所需循廻期：从病毒进入昆虫口器到昆虫唾液中出现病毒所需要的时间。要的时间。n 口针口针中肠中肠 血淋巴血淋巴唾液腺唾液腺n唾液中唾液中 10100小时，多是黄化或卷叶型病毒小时，多是黄化或卷叶型病毒n持久性病毒持久性病毒：与半持久性病毒相似，昆虫可终身或经卵：与半持久性病毒相似，昆虫可终身或经卵传毒。传毒。n 唾液中长于唾液中长于100小时小时2

12、.1 植物病毒植物病毒n（3） 种子传播种子传播n 豆科、葫芦科、菊科的种子可以带毒。豆科、葫芦科、菊科的种子可以带毒。n（4） 土壤传播土壤传播n 线虫：矛线目线虫：矛线目n 真菌：壶菌目和根肿菌目真菌：壶菌目和根肿菌目n（5） 菟丝子传播菟丝子传播n 寄生性种子植物寄生性种子植物n（6） 嫁接传播嫁接传播n 只要寄主能进行嫁接的均可传播，尤其是对于只要寄主能进行嫁接的均可传播，尤其是对于果树。果树。2.1 植物病毒植物病毒n2.1.6 病害症状病害症状n2.1.6.1 病害症状特点病害症状特点n（1） 无病征，多数是系统性侵染。无病征，多数是系统性侵染。n（2） 抑制性病状抑制性病状n 花

13、叶、黄化、矮缩、皱缩、蕨叶花叶、黄化、矮缩、皱缩、蕨叶2.1 植物病毒植物病毒n（3） 坏死性病状坏死性病状n 斑点、斑纹、顶芽坏死斑点、斑纹、顶芽坏死番木瓜环斑病毒2.1 植物病毒植物病毒n2.1.6.2 病害症状类型病害症状类型n根据症状和传染方式划分根据症状和传染方式划分n（1） 花叶类型病毒病花叶类型病毒病na 表现花叶症状表现花叶症状 b 可机械传染，绝大多数可由蚜虫传染可机械传染，绝大多数可由蚜虫传染 c 存在于寄主薄壁细胞组织中存在于寄主薄壁细胞组织中2.1 植物病毒植物病毒n（2）黄化类型病毒病黄化类型病毒病na 不表现花叶症状不表现花叶症状nb 不可机械传染，主要由叶蝉、飞虱

14、、木虱不可机械传染，主要由叶蝉、飞虱、木虱 传染传染nc 存在于寄主韧皮部存在于寄主韧皮部2.1 植物病毒植物病毒n2.1.7 植物病毒的诊断植物病毒的诊断n2.1.7.1 症状观察症状观察n（1）外部症状：花叶型，黄花型）外部症状：花叶型，黄花型n 鉴别寄主鉴别寄主：指用来鉴别某一病毒或其株系的具有：指用来鉴别某一病毒或其株系的具有特定反应的植物。特定反应的植物。 凡是病毒侵染后能产生快而稳定、并具有特征性症凡是病毒侵染后能产生快而稳定、并具有特征性症状的植物都可作为鉴别寄主。组合使用几种或一套鉴别寄状的植物都可作为鉴别寄主。组合使用几种或一套鉴别寄主称为鉴别寄主谱。主称为鉴别寄主谱。2.1

15、 植物病毒植物病毒n（2）内部症状：内含体和结晶体）内部症状：内含体和结晶体n 植物病毒基因组的翻译产物（病毒编码的复制酶、病毒的外壳蛋白、运动蛋白、传播辅助蛋白、蛋白酶等）会与病毒的核酸、寄主的蛋白等物质聚集起来，形成一定的大小和形状，称内含体2.1 植物病毒植物病毒n（3）症状变化）症状变化n 环境条件可以改变或抑制症状的表现。环境条件可以改变或抑制症状的表现。 n烟草花叶病毒病在烟草花叶病毒病在35以上或以上或10以下不呈现花以下不呈现花叶病症状。叶病症状。n隐症现象：隐症现象：n 因环境条件不适，症状暂时消失的现象。因环境条件不适，症状暂时消失的现象。2.1 植物病毒植物病毒n2.1.

16、7.1 病原鉴定病原鉴定 n（1）植物病毒粒体的稳定性）植物病毒粒体的稳定性 对汁液传播的病毒，可通过病株汁液的体对汁液传播的病毒，可通过病株汁液的体外性状（钝化温度、稀释限点和体外存活期）来外性状（钝化温度、稀释限点和体外存活期）来测定。测定。n（2）电镜观察）电镜观察 n 电镜观察时，病毒样品须经过负染处理，使电镜观察时，病毒样品须经过负染处理，使病毒粒体表面附着一层重金属离子，置于特殊的病毒粒体表面附着一层重金属离子，置于特殊的载网和支持膜上，放入电镜真空样品室中进行观载网和支持膜上，放入电镜真空样品室中进行观察。察。2.1 植物病毒植物病毒n（3）血清学检测）血清学检测 利用植物病毒外

17、壳蛋白的抗原特性，制备特异性的抗利用植物病毒外壳蛋白的抗原特性，制备特异性的抗血清。利用抗原抗体特异性结合可以鉴定病毒。血清。利用抗原抗体特异性结合可以鉴定病毒。 a 琼脂双扩散法琼脂双扩散法 b 酶联免疫吸附法（酶联免疫吸附法（enzyme lnked immuno sorbent assay,elisa）n（4） 分子生物学检测分子生物学检测n a 聚合酶链式反应（聚合酶链式反应（pcr） b 核酸杂交核酸杂交：dnarna碱基互补关系。碱基互补关系。 利用根据已知序列合成或制备的核苷酸片断利用根据已知序列合成或制备的核苷酸片断探探针是否能与待测核酸杂交，判断与已知片断是否有同源性。针是否

18、能与待测核酸杂交，判断与已知片断是否有同源性。2.2 类病毒类病毒n 类病毒类病毒：n 存在于植物中，分子量为存在于植物中，分子量为1105 da左右的，左右的，具有很高碱基配对的单链环状植物致病具有很高碱基配对的单链环状植物致病rna。n1971年年 首次报道马铃薯纺锤块茎病（首次报道马铃薯纺锤块茎病（pstvd）2.2 类病毒类病毒n2.2.1 主要特性主要特性n（1） 只有核酸，无蛋白质外壳；只有核酸，无蛋白质外壳；n（2） 分子量低；分子量低；n 马铃薯纺锤形块茎病类病毒马铃薯纺锤形块茎病类病毒(pstv)：359个核苷酸，个核苷酸，n 草矮生类病毒草矮生类病毒(hsv)：290300

19、个核苷酸个核苷酸n 柑桔裂皮病类病毒柑桔裂皮病类病毒(cev)：371个核苷酸。个核苷酸。 （3） 耐高温耐高温 70-90，有些可达，有些可达100-110。 病毒：病毒：50-6050-60。2.2 类病毒类病毒n2.2.2 病害症状特点病害症状特点n 畸形、坏死、变色。畸形、坏死、变色。（1） 木本：木本： 树皮开裂、脱落，卷叶或全株呈萎缩状树皮开裂、脱落，卷叶或全株呈萎缩状（2) 草本草本 多为隐症，或呈卷叶、矮化状多为隐症，或呈卷叶、矮化状柑橘裂皮病柑橘裂皮病菊花矮化类病毒菊花矮化类病毒chrysanthemum stunt viroid2.2 类病毒类病毒2.2.3 传播方式传播方

20、式2.2.3.1 种子、繁殖材料种子、繁殖材料 种子带毒率很高。种子带毒率很高。2.2.3.2 接触传染，未发现虫媒接触传染，未发现虫媒2.2 类病毒类病毒n2.2.4 命名命名n命名规则类似于病毒：命名规则类似于病毒：n寄主英文俗名寄主英文俗名 + 症状症状 + 类病毒类病毒n类病毒类病毒voroid缩写为缩写为vd，病毒，病毒virus缩写为缩写为v。n马铃薯纺锤块茎类病毒（马铃薯纺锤块茎类病毒（potato spindle tuber viroid，pstvd） 菊花矮化类病毒菊花矮化类病毒 (chrysanthemum stunt viroid)3 植物病原原核生物植物病原原核生物n原

21、核生物：原核生物：n（1）由细胞壁和细胞膜或只有细胞膜包围细胞质）由细胞壁和细胞膜或只有细胞膜包围细胞质的单细胞微生物；的单细胞微生物；n（2）遗传物质分散在细胞质内。没有核膜包围而）遗传物质分散在细胞质内。没有核膜包围而成的细胞核；成的细胞核；n（3）细胞质中含有小分子的核蛋白体（）细胞质中含有小分子的核蛋白体（70 s），），没有内质网、线粒体和叶绿体等细胞器。没有内质网、线粒体和叶绿体等细胞器。n引起园艺植物病害的原核生物：引起园艺植物病害的原核生物：细菌细菌、植原体植原体和和螺原体螺原体。3 植物病原原核生物植物病原原核生物n3.1 植物病原细菌植物病原细菌 n3.1.1 病原细菌的一

22、般性状病原细菌的一般性状n3.1.1.1 形态形态n 球状、杆状、螺旋状球状、杆状、螺旋状 n n 植物病原细菌大多数为植物病原细菌大多数为短杆状，短杆状，具有具有鞭毛鞭毛。n鞭毛鞭毛的数目的数目和着生位置是和着生位置是细菌分类的一细菌分类的一个重要依据。个重要依据。3.1.1.2 繁殖繁殖: 裂殖裂殖3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.2 症状特点症状特点n3.1.2.1 病状病状n（1）坏死性病状：）坏死性病状： n 萎焉、腐烂、叶斑、叶枯萎焉、腐烂、叶斑、叶枯n（2）促进性病状：）促进性病状：n 肿瘤肿瘤n3.1.2.2 病征病征n 脓状物脓状物3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3

23、.1.3 诊断方法诊断方法n检查病组织中有无大量细菌存在：检查病组织中有无大量细菌存在：n 切取病组织浸泡在清水中，数分钟后观察有切取病组织浸泡在清水中，数分钟后观察有无大量细菌从切口处涌出。无大量细菌从切口处涌出。3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.4 细菌的分类细菌的分类n 原核生物界，原核生物界， 4个门个门，7个纲，个纲，35个组群个组群n薄壁菌门（薄壁菌门（phylum gracilicutes）、）、n厚壁菌门（厚壁菌门（phylum firmicutes）、）、n软壁菌门（软壁菌门（phylum tenericutes）、）、n疵壁菌门（疵壁菌门（phylum mendos

24、icutes） n细菌分类专著：伯克氏细菌鉴定手册细菌分类专著：伯克氏细菌鉴定手册n 分类依据：形态特征、营养型及生活方式、分类依据：形态特征、营养型及生活方式、培养特性、生理生化特性、病害症状以及革兰氏培养特性、生理生化特性、病害症状以及革兰氏染色等。染色等。薄壁菌门薄壁菌门厚壁菌门厚壁菌门软壁菌门软壁菌门疵壁菌门（古细菌）疵壁菌门（古细菌）细胞壁细胞壁肽聚糖肽聚糖810%78nm肽聚糖肽聚糖5080%1050nm无壁无壁壁中无胞壁酸壁中无胞壁酸和肽聚糖和肽聚糖ggg形态形态球，卵圆，短球，卵圆，短杆、丝状螺旋杆、丝状螺旋形形球，杆或不球，杆或不规则杆状，规则杆状，丝状丝状球或椭圆形球或椭圆

25、形对四环素对四环素敏感敏感营养型营养型光或化能光或化能化能化能对营养要求苛刻，对营养要求苛刻，有的在培养基上有的在培养基上形成煎蛋状菌落形成煎蛋状菌落化能化能 鞭毛鞭毛 革兰氏染色革兰氏染色 菌落菌落 症状症状 假单胞杆菌属假单胞杆菌属 pseudomonas2-多根极鞭多根极鞭 阴性阴性 灰白色灰白色 萎焉萎焉 腐烂腐烂黄单胞杆菌属黄单胞杆菌属xanthomonas单根极鞭单根极鞭 阴性阴性 黄色黄色 叶斑叶斑 叶枯叶枯欧氏杆菌属欧氏杆菌属erwinia周生鞭毛周生鞭毛 阴性阴性 白色白色 腐烂腐烂 土壤杆菌属土壤杆菌属agrobacterium1-4根周鞭根周鞭 阴性阴性 灰白色灰白色 肿

26、瘤肿瘤 棒状杆菌属棒状杆菌属clavibacter无无 阳性阳性 乳黄色乳黄色 萎焉萎焉n3.1.5 植物病原细菌的主要类群植物病原细菌的主要类群3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.5.1 假单胞杆菌属（假单胞杆菌属（pseudomonas）：）：n 革兰氏染色反应阴性，极生革兰氏染色反应阴性，极生2-多根鞭毛。在多根鞭毛。在人工培养基上，菌落灰白色，有的呈荧光。人工培养基上，菌落灰白色，有的呈荧光。dna中中g+c含量为含量为58 mol%70 mol%。n引起细菌性角斑病。引起细菌性角斑病。 3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.5.2黄单胞杆菌属黄单胞杆菌属xanthomona

27、sn 革兰氏染色反应阴性，极生一根鞭毛。在人革兰氏染色反应阴性，极生一根鞭毛。在人工培养基上，菌落为黄色。工培养基上，菌落为黄色。dna中中g+c含量为含量为63mol%70 mol%。n 引起桃细菌性穿孔病、菜豆细菌性疫病、姜引起桃细菌性穿孔病、菜豆细菌性疫病、姜瘟病、辣椒疮痂病、水稻白叶枯病、棉花角斑病瘟病、辣椒疮痂病、水稻白叶枯病、棉花角斑病等。等。3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.5.3 欧氏杆菌属欧氏杆菌属erwinian 革兰氏染色反应阴性，周生多根鞭毛。在人革兰氏染色反应阴性，周生多根鞭毛。在人工培养基上，菌落为白色。工培养基上，菌落为白色。dna中中g+c含量为含量为5

28、0mol%58 mol%。n引起园艺植物的软腐病等。引起园艺植物的软腐病等。3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.5.4 土壤杆菌属土壤杆菌属agrobacteriumn 革兰氏染色反应阴性，少数没有鞭毛，有鞭革兰氏染色反应阴性，少数没有鞭毛，有鞭毛的为周生毛的为周生1-4根；在人工培养基上菌落为灰白色根；在人工培养基上菌落为灰白色至白色。至白色。dna中中g+c含量为含量为57mol%63 mol%。n引起苹果毛根病和果树、花卉的根癌病。引起苹果毛根病和果树、花卉的根癌病。3.1 植物病原细菌植物病原细菌n3.1.5.5 棒状杆菌属棒状杆菌属clavibactern 革兰氏染色反应阳性，多数没有鞭毛，少数革兰氏染色反应阳性，多数没有鞭毛，少数有极鞭。在人工培养基上菌落呈奶黄色。有极鞭。在人工培养基上菌落呈奶黄色。dna中中g+c含量为含量为 67mol%78 mol%。n 引起马铃薯环腐病。引起马铃薯环腐病。3.2 植原体植原体n1967年年 土居养二土居养二 翠菊花黄化