植物的抗病性专家讲座

植物抗病性植物的抗病性专家讲座第1页亚麻立枯病病苗亚麻假黑斑病叶尖变褐枯死植物的抗病性专家讲座第2页

大豆猝倒病大豆立枯病

植物的抗病性专家讲座第3页寄主植物抑制或延缓病原活动能力称为抗病性（resistance）。抗病性表现，是在一定环境条件影响下寄主植物抗病性基因和病原物致病基因相互作用结果，是由长久进化过程所形成。植物抗病性是相正确。在寄主和病原物相互作用中抗病性表现程度有阶梯性差异，能够表现为轻度抗病、中度抗病、高度抗病或完全免疫。一个植物或一个植物品种抗病性，普通都由综合性状组成，每一性状由基因控制。在病原物侵染寄主植物前和整个侵染过程中，植物以各种原因、各种方式、多道防线来抵抗病原物侵染和为害。不一样植物、不一样品种对对应病原物抗病机制各有不一样。

植物的抗病性专家讲座第4页病原微生物对作物伤害一：水分平衡失调作物染病后，首先表现为水平衡失调，许多作物病害经常以萎蔫或猝倒为特征，水分平衡失调原因有1：有些病原微生物破坏根部，使植物吸水能力下降2：维管束被堵塞，水分向上运输中止，有些是细菌或真菌本身堵塞茎部，有些是微生物或作物产生胶质或黏液沉积在导管，有些是导管形成胼胝体而使导管不通3：蒸腾加强，因为病原微生物破坏作物结构，透性加大，散失水分就快。植物的抗病性专家讲座第5页部分小麦出现萎蔫部分油菜出现萎蔫植物的抗病性专家讲座第6页二：呼吸作用加强

呼吸作用加强染病作物呼吸作用大大加强，染病组织呼吸普通比健康组织增加10倍。呼吸加强原因，首先是病原微生物本身含有强烈呼吸作用；另首先是寄主呼吸速率加紧。因为健康组织酶与底物在细胞里是被分区隔开，病害侵染后间隔被打破，酶与底物直接接触，呼吸作用就加强；与此同时，染病部位附近糖类都集中到染病部位，呼吸底物增多，呼吸就加强。因为病害引发强烈呼吸，其氧化磷酸化解偶联，大部分能量以热能形式释放出来，所以，染病组织温度大大升高，反过来又促进呼吸

植物的抗病性专家讲座第7页三：光合作用下降病原物侵染，对光合作用产生了多方面影响。1、破坏了绿色组织，降低了植物进行正常光合作用能力，如马铃薯晚疫病，减产程度与叶片被破坏程度成正比。2、使叶绿素含量降低，因为叶绿素被破坏，叶绿素合成受抑制，也造成光合能力下降。3、光合产物转移也受到病原物侵染影响，病原组织可因α淀粉酶活性下降，造成淀粉积累，发病部位有机物积累原因亦可能是：（1）光合产物输出受阻（2）来自健康组织光合产物输入增加所造成植物的抗病性专家讲座第8页四：生长改变一些病害症状（如形成肿瘤、偏上生长、生长速率猛增等）与植物激素含量增多相关。组织在染病过程中，同时大量形成各种植物激素，其中以吲哚乙酸是最突出。试验证实，锈病能提升小麦植株吲哚乙酸含量，而小麦抗锈特征与组织中较高吲哚乙酸氧化酶活性相关，这种酶能氧化分解吲哚乙酸，所以，这种酶活性高，就能使染病组织吲哚乙酸水平下降。有些病害病征是赤霉素代谢异常所致，比如，小麦丛矮病是因为病毒侵染使小麦植株赤霉素含量下降，植株矮化，喷施赤霉素即可得到改进。水稻恶苗病就是因为感染赤霉菌，使植株徒长。

植物的抗病性专家讲座第9页小麦丛矮病植物的抗病性专家讲座第10页水稻恶苗病植物的抗病性专家讲座第11页作物对病原微生物抵抗（一）加强氧化酶活性当病原微生物侵入作物体时，该部分组织氧化酶活性加强，以抵抗病原微生物。凡是叶片呼吸旺盛、氧化酶活性高马铃薯品种，对晚疫病抗性较大；凡是过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶活性高甘蓝品种，对真菌病害抵抗力也较强。这就是说，作物呼吸作用与抗病能力呈正相关。呼吸加强为何能减轻病害呢？原因是：1．分解毒素病原菌侵入作物体后，会产生毒素（如黄萎病产生多酚类物质，枯萎病产生镰刀菌酸），把细胞毒死。旺盛呼吸作用就能把这些毒素氧化分解为二氧化碳和水，或转化为无毒物质。2．促进伤口愈合有病菌侵入作物体后，植株表面可能出现伤口。呼吸有促进伤口附近形成木栓层作用，伤口愈合快，把健康组织和受害部分隔开，不让伤口发展。3．抑制病原菌水解酶活性病原菌靠本身水解酶作用，把寄主有机物分解，供它本身生活之需。寄主呼吸旺盛，就抑制病原菌水解酶活性，因而预防寄主体内有机物分解，病原菌得不到充分养料，病情扩展就受限制。植物的抗病性专家讲座第12页二：促进组织坏死

有些病原真菌只能寄生在活细胞里，在死细胞里不能生存。抗病品种细胞与这类病原菌接触后，会形成广谱防御以抵抗病原体侵入。一个普通防御是过敏响应（hypersensitiveresponse），夺去受侵染附近细胞养料，使病原体得不到适当环境而死亡。病害就被局限于某个范围而不能发展。所以，组织坏死是一个保护性反应。除此之外，在过敏响应之前，在受侵染细胞附近，时常产生活性氧，包含O-2•，H2O2和·OH。质膜上依赖NADPH氧化酶会产生O-2•，然后转变为·OH和H2O2，·OH基是最强氧化剂，能开启一些有机分子自由基链反应，造成脂类过氧作用，酶钝化和核酸降解。所以，活性氧作为过敏反应一部分使细胞死亡或直接杀死病原体。植物的抗病性专家讲座第13页三：产生抑制物质作物体内产生一些对病原微生物有抑制作用物质，因而使作物有一定抗病性。植物对一些病原微生物抵抗力与植物遗传性亲密相关，抗病育种依据就在此。比如，银杏对各种病害都含有高度免疫力。即使在同一植物不一样品种中，对某一病害抵抗力也不一样。棉花中海岛棉对枯萎病完全没有抵抗力，而中棉对枯萎病却有较高抗病力。植物对病原微生物有防御反应物质很多，主要有以下几个类型：植物的抗病性专家讲座第14页1．植物防御素：植物防御素（phytoalexin，也称植物抗毒素或植保素）是植物受侵染后才产生一类低分子量抗病原微生物化合物。植物在受侵染前没有植物防御素，一旦受侵染后就会形成。植物防御素能抑制微生物生长。普遍认为，植物防御素功效是专门起防御病斑扩展作用。当病原菌入侵形成侵入点后，就在侵入点四面组织形成坏死斑，限制病菌扩展，它产生速率和积累数量与抗病程度相关。植物的抗病性专家讲座第15页2．木质素植物感染病原微生物后，木质化作用加强，增加木质素以阻止病原菌深入扩展。有些人用霜霉菌感染萝卜根，与对摄影比，不但木质素在量上增加，而且在质上也有区分。对照组木质素含有丁香酰单位（从芥子醇衍生而来），而处理木质素含有较多愈创木酰单位（从松柏醇衍生而来）。因为异黄酮类植物防御素和木质素生物合成都必需经过苯丙氨酸解氨酶（PAL）催化，所以PAL活性与抗病性亲密相关

植物的抗病性专家讲座第16页3．抗病蛋白当病原微生物侵染寄主植物时，植物能生成一些抗病蛋白质和酶，以抵抗病原体伤害。抗病蛋白包含几丁质酶、β-1，3-葡聚糖酶、植物凝集素以及病原相关蛋白等。植物凝集素是一类能与多糖结合或使细胞凝集蛋白，多数为糖蛋白。小麦、大豆和花生凝集素能抑制各种病原菌菌丝生长和孢子萌发。水稻胚中凝集素能使稻瘟病菌孢子凝集成团，甚至破裂植物的抗病性专家讲座第17页4．激发子几年前科学家分离出20种植物抵抗真菌、细菌和线虫基因，称R基因（Rgene）。这些R基因大部分编码蛋白受体，它认识并与病原体尤其分子结合，这个防御病原体信号就叫做激发子（elicitor）。它们包含蛋白、多肽、固醇、多糖片段、病原体细胞壁、外膜或分泌过程。

植物的抗病性专家讲座第18页抗病育种选育抗病品种是作物病害防治中基本方法。其路径有引种、选种、杂交育种等。为此要广泛搜集抗病性资源(简称抗源)。普通认为，在寄主和病原物共同发源地或历史性经常发病地域，常存在着较为丰富抗源。栽培植物近缘野生种和古老农家品种也常含抗各种病害抗源。育种时原始材料、亲本和杂交后代群体或人工诱变后代群体，都必须经过既严格又适度抗病性判定。

植物的抗病性专家讲座第19页抗病育种工作中存在问题，一是抗病和丰产优质常存在矛盾,往往抗病性强品种,其性状欠佳；一是主要病害与次要病害关系处理。抗病品种推广后，往往是所能抵抗病害减轻了，但另一些原属次要病害急剧上升。为此，抗病性与农艺性状兼顾，在抗主要病害同时适当兼顾抗其它病害，使品种抗病性能稳定持久，应是抗病育种主要战略目标。另外，还应重视相反抗病性（中等抗病）选拔和利用，以利于生态平衡和环境保护。植物的抗病性专家讲座第20页研究前景植物遗传结构单一化