植物病理学植物病毒

《植物病理学》

第五章植物病原病毒

（园艺与植物保护学院）1植物病理学植物病毒5/8/2024本章内容第一节植物病毒的形态、结构与组分第二节植物病毒的复制和增殖第三节植物病毒的传播和移动第四节植物病毒的分类与命名第五节植物病毒的主要类群第六节植物类病毒2植物病理学植物病毒5/8/2024第一节植物病毒的形态、

结构与组分一、植物病毒的形态二、植物病毒的结构三、植物病毒的组分3植物病理学植物病毒5/8/2024一、植物病毒的形态（一）病毒的特征病毒是一种由核酸和蛋白质外壳组成的具有侵染活性的细胞内寄生物。个体微小：是迄今为止，人们在超微世界里所认识的最小生物之一。它常引起寄主的病害，是一种病原生物。结构简单：仅由核酸和蛋白质外壳组成。它既具有生物的基本特征，又具有化学大分子物质的特性。可在寄主活细胞内复制增殖。4植物病理学植物病毒5/8/2024（二）病毒的形态植物病毒的基本形态为粒体(virion,virusparticle)。大部分病毒的粒体为球状（等轴粒体）、杆状和线状，少数为弹状、杆菌状和双联体状等。5植物病理学植物病毒5/8/2024植物病毒的各种形态常见形态有杆形线形球形弹形等6植物病理学植物病毒5/8/2024二、植物病毒的结构基本结构：核酸与蛋白质复合物。杆状病毒的结构：螺旋对称结构，内部是螺旋状核酸链，外部是多亚基组成的蛋白质外壳。TMV结构模式图7植物病理学植物病毒5/8/2024球状病毒的结构球状病毒的结构模式结构图等轴对称，二十面体。8植物病理学植物病毒5/8/2024三、植物病毒的组分植物病毒主要成分是核酸和蛋白质，核酸在内部，外部由蛋白质包被，称为外壳。合称为核蛋白或核衣壳。有的病毒粒体中还含有少量的糖蛋白或脂类、水分等。类病毒则没有蛋白质外壳，仅为RNA的分子。9植物病理学植物病毒5/8/2024第二节植物病毒的复制和增殖—、病毒基因组的复制二、植物病毒基因组信息的表达三、植物病毒的增殖10植物病理学植物病毒5/8/2024病毒侵染植物以后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤：一是病毒核酸的复制(replication)，从亲代向子代病毒传递核酸的过程，即病毒的基因传递(Genetransmission)过程;

二是病毒核酸信息的表达(geneexpression)。11植物病理学植物病毒5/8/2024—、病毒基因组的复制病毒核酸的复制需要寄主提供复制的场所(通常是在细胞质或细胞核内)、复制所需的原材料和能量、部分寄主编码的酶以及膜系统。病毒自身提供的主要是模板核酸和专化的聚合酶(Polymerase)，也称复制酶(或其亚基)。12植物病理学植物病毒5/8/2024二、植物病毒基因组信息的表达病毒基因组信息的表达主要有两个方面：病毒基因组mRNA的转录过程；mRNA的翻译过程。13植物病理学植物病毒5/8/2024植物病毒的基因组结构及功能利用分子生物学手段，越来越多的植物病毒基因组结构被揭示出来，它们的核酸序列、基因产物的氨基酸序列及其生物学功能，已经得到解释。登陆GenBank网站可查寻获得许多病毒的核酸序列。GenBank网址为14植物病理学植物病毒5/8/2024三、植物病毒的增殖植物病毒作为一种分子寄生物，没有细胞结构、像真菌那样具有复杂的繁殖器官，也不像细菌那样进行裂殖生长，而是分别合成核酸和蛋白组分，再组装成子代粒体。这种特殊的繁殖方式称为复制增殖(multiplication)。15植物病理学植物病毒5/8/2024植物病毒增殖复制的主要步骤*

侵入活细胞并脱壳*

核酸复制和基因表达*

病毒粒体的装配*

扩散转移＋RNA植物病毒的复制概况示意图16植物病理学植物病毒5/8/2024第三节植物病毒的传播和移动一、一般特性二、介体传播三、非介体传播四、病毒在植物体内的移动17植物病理学植物病毒5/8/2024一、一般特性植物病毒从一棵植株转移或扩散到其它植株的过程称为传播(transmission)，而从植株的一个局部转到另一局部的过程称为移动(movement)。18植物病理学植物病毒5/8/2024病毒的稳定性

不同病毒在外界条件下的稳定性不同，这种特性曾作为鉴定病毒的依据之一。衡量病毒稳定性的指标主要有稀释限点(dilutionendpoint，DEP)、热钝化温度(thermalinactivationpoint，TIP)和体外存活期(longevityinvitro，LIV)。1、稀释限点：指病毒汁液保持侵染力的最大稀释度，用10-1、10-2、10-3……表示。2、热钝化温度：指将病毒汁液加热处理10min，使病毒失去侵染力的最低温度。大多数植物病毒的TIP为55~70℃。3、体外存活期：指在室温(20~22℃)下，病毒汁液能保持侵染力的最长时间。大多数病毒LIV为数天到数月。19植物病理学植物病毒5/8/202420植物病理学植物病毒5/8/2024植物病毒的传播(transmission)方式：分为介体传播和非介体传播两类。介体传播(vectortransmission)是指病毒依附在其它生物体上，借它生物体的活动而进行的传播及侵染。包括动物介体和植物介体两类。21植物病理学植物病毒5/8/2024二、介体传播植物病毒的介体种类很多，主要有昆虫、螨类、线虫、真菌、菟丝子等。其中以昆虫最为重要。1、昆虫介体：多数是蚜虫、叶蝉和飞虱等刺吸式口器昆虫。2、土壤中的介体：土壤本身并不传毒，主要是土壤中的线虫或真菌传播病毒。22植物病理学植物病毒5/8/2024根据介体昆虫传播病毒的特性，植物病毒可以分为三类：(1)口针型病毒(style-bornevirus)：这类病毒也称非持久性病毒(non-persistentvirus)。病毒只存在于昆虫口针的前端，昆虫在病株上取食几秒至几分钟后就能立即传毒，但保持传毒的时间不长，一般数分钟后当口针里的病毒全部排完，就不能再起传毒作用。传毒昆虫主要是蚜虫。属于这一类的病毒一般都可以通过汁液接触传播。引起的病害症状多为花叶型，如芜菁花叶病毒、大豆花叶病毒。23植物病理学植物病毒5/8/2024(2)循回型病毒(circulativevirus)：这类病毒包括所有半持久性病毒(semi-persistentvirus)和部分持久性病毒(persistentvirus)。病毒在昆虫体内不增殖。介体在病株上取食较长的时间才能获毒，但不能立即传毒。经过几小时至几天的循回期后，介体才能传毒。昆虫保持传毒的时间虽然比口针型长，但还是有限的，一般不超过4d。病毒大多存在于植物的维管束，引起黄化或卷叶等症状。传毒昆虫包括蚜虫、叶蝉和飞虱。这类病毒一般不能通过汁液接触传播。24植物病理学植物病毒5/8/2024(3)增殖型病毒(propagativevirus)：这类病毒为部分持久性病毒，病毒在昆虫体内不仅循回时间长，而且能增殖，因此也称为循回增殖型病毒。获毒的昆虫可终身传毒，有的还能经卵传毒。传毒昆虫有叶蝉和飞虱。这类病毒不能通过汁液接触传播。病毒大多存在植物维管束，引起黄化、矮缩、丛生等病害症状，如水稻矮缩病毒、水稻条纹病毒等。25植物病理学植物病毒5/8/2024三、非介体传播（一）机械传播（二）无性繁殖材料和嫁接传播（三）种子和花粉传播26植物病理学植物病毒5/8/2024(一)机械传播机械传播(Mechanicaltransmission)也称为汁液接触传播，是指病株汁液通过与健株表面的各种机械伤口摩擦接触而进行传播。田间的接触或室内的摩擦接种均可称为机械传播。田间主要为植株间接触、农事操作、农机具及修剪工具污染、人和动物活动等造成。TMV、PVY、PVX等较多植物病毒可以机械传播。27植物病理学植物病毒5/8/2024(二)无性繁殖材料和嫁接传播由于病毒系统侵染的特点，在植物体内除生长点外各部位均可带毒，在以球茎、块根、接穗芽为繁殖体的植物中，如马铃薯、大蒜、郁金香、苹果树等，如母株受侵染则无一幸免。这些无性繁殖材料都可以带毒，故成为重要的检疫对象。嫁接是园艺上非常普通也非常重要的技术，是证明疑难病原物侵染性的重要方法之一。嫁接可以传播任何种类的病毒、植物菌原体和类病毒病害。28植物病理学植物病毒5/8/2024脱毒材料的获得病毒在植株体内的分布是不均匀的，这是因为病毒的扩展始终受到寄主组织的抵抗。一般来讲，植物生长旺盛的分生组织如茎尖、根尖等很少含有病毒。据此，通过分生组织的培养可以获得无毒植株。29植物病理学植物病毒5/8/2024(三)种子和花粉传播种子带毒的危害主要表现在早期侵染和远距离传播。种传病毒的寄主以豆科、葫芦科、菊科植物为多，而茄科植物却很少。由花粉直接传播的病毒数量并不多，现在知道的有十几种，多数是木本寄主。这些花粉也可以由蜜蜂携带传播。30植物病理学植物病毒5/8/2024四、病毒在植物体内的移动细胞间转移：病毒通过胞间连丝在植物叶肉细胞间的移动。这种转移的速度很慢。长距离转移：通过植物韧皮部的筛管进行。

转移速度较快。31植物病理学植物病毒5/8/2024植物病毒在植株体内的转移32植物病理学植物病毒5/8/2024第四节植物病毒的分类与命名一、植物病毒的分类二、植物病毒的命名33植物病理学植物病毒5/8/2024一、植物病毒的分类植物病毒与动物病毒和细菌病毒一样实现了按科、属、种的分类。根据病毒的主要特性，植物病毒分在9个科47个属中。34植物病理学植物病毒5/8/2024二、植物病毒的命名植物病毒的名称目前不采用拉丁文双名法，而以“寄主名”+“症状名”+“virus”来命名，如烟草花叶病毒为Tobaccomosaicvirus，缩写为TMV。病毒属名由典型成员寄主名称(英文或拉丁文)缩写加主要症状特点描述(英文或拉丁文)缩写加virus拼接而成。如：黄瓜花叶病毒属的学名为Cucu-mo-virus；烟草花叶病毒属为Toba-mo-virus。类病毒(viroid)命名和书写规则与病毒相同，但尾词“viroid”缩写成Vd，如马铃薯纺锤块茎类病毒(Potatospindletuberviroid)缩写为PSTVd。35植物病理学植物病毒5/8/2024第五节植物病毒的主要类群一、烟草花叶病毒属(TMV)二、黄瓜花叶病毒属(CMV)三、马铃薯Y病毒属(PVY)四、黄症病毒属(BYDV)五、植物呼肠孤病毒属(RDV)六、真菌传杆状病毒属(SBWMV)七、马铃薯纺锤形块茎类病毒属(PSTVd)36植物病理学植物病毒5/8/2024一、烟草花叶病毒属及TMV典型种为烟草花叶病毒(TMV)。该属中大多数成员对外界环境的抵抗力强；寄主范围较广，属于世界性分布。自然传播不需要介体，主要通过病株汁液接触(或有时种子)传播。引起烟草和番茄等植物的花叶病。37植物病理学植物病毒5/8/2024TMV38植物病理学植物病毒5/8/2024TMV39植物病理学植物病毒5/8/2024烟草花叶病烟草整个生育期均能感病。典型症状是叶片呈浅绿和深绿相间的花叶症状。或形成泡斑，叶片边缘多背卷，皱缩扭曲呈畸形，或叶缘有缺刻或呈带状。受害早的植株矮化，叶片畸形不展，花果变形。40植物病理学植物病毒5/8/202441植物病理学植物病毒5/8/2024二、黄瓜花叶病毒属和CMV典型种是黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)。有人称CMV是植物的“流感性病毒”。42植物病理学植物病毒5/8/2024CMV粒体球状，为三分体病毒。基因组含RNA1、RNA2和RNA3三条+ssRNA，另有亚基因组RNA4。RNA1和RNA2分别包裹在不同的粒体中，而RNA3和RNA4包裹在同一粒体中。43植物病理学植物病毒5/8/2024CMV病毒粒子负染电镜照片44植物病理学植物病毒5/8/2024CMV在自然界主要依赖多种蚜虫以非持久性方式传播，也可经汁液接触而机械传播。寄主范围很广，自然寄主有67科470种植物。在许多双子叶和单子叶植物上经常可以发现有CMV，而且不少是与另一种病毒复合侵染，从而使寄主植物表现出复杂多变的病害症状。45植物病理学植物病毒5/8/2024黄瓜花叶病全株性病害。病叶呈黄色斑驳，有的略呈畸形，节间缩短，生长矮化。以后叶片下卷，叶面皱缩不平。果实出现淡黄绿色斑驳，并有瘤状突起及畸形。症状常因不同的病毒株系和品种而有变化。46植物病理学植物病毒5/8/2024CMV引起的黄瓜花叶病症状47植物病理学植物病毒5/8/2024三、马铃薯Y病毒属及PVY植物病毒中最大的一个属。主要以蚜虫进行非持久性传播，绝大多数可以通过机械传播，个别可以种传。所有种均可在寄主细胞内产生典型的风轮状内含体，也有的产生核内含体或不定形内含体。大部分病毒的寄主范围局限于植物特定的科，如PVY限于茄科。引起的症状比较复杂。典型种为马铃薯Y病毒(PotatovirusY,PVY)。PVY为线状，核酸为+ssRNA。48植物病理学植物病毒5/8/2024PVY病毒粒子负染电镜照片49植物病理学植物病毒5/8/2024PVY病毒粒子电镜照片50植物病理学植物病毒5/8/2024马铃薯病毒病

常见的马铃薯病毒病有3种类型：花叶型；坏死型；卷叶型。此外还有复合侵染，引致马铃薯发生条斑坏死。PVY引起严重花叶，而后形成坏死斑和坏死条斑。叶片自下而上逐渐下垂而干枯。叶片显著皱缩，块茎极小。51植物病理学植物病毒5/8/2024PVY引起的马铃薯病毒病52植物病理学植物病毒5/8/2024PVY引起的马铃薯病毒病53植物病理学植物病毒5/8/2024四、黄症病毒属及BYDV典型种为大麦黄矮病毒(Barleyyellowdrarfvirus,BYDV)，仅侵染寄主的韧皮部组织，且由一或数种蚜虫以持久非增殖型方式进行有效的传播。由于韧皮部坏死导致生长延缓、叶绿素减少导致黄化。核酸为一条+ssRNA。54植物病理学植物病毒5/8/2024大麦黄矮病毒(Bareleyyellowdwarfvrus，BYDV)所致病害是世界麦类生产的最重要的病毒病害。其引起的麦类黄矮病，在我国的大麦和小麦上发生都很严重，典型症状是叶片变为金黄色，植株显著矮化，故名黄矮病。大麦黄矮病毒由蚜虫传播。蚜虫传播是持久性和循回型的，而且传播的专化性强，病毒的不同株系往往由不同的蚜虫传播。55植物病理学植物病毒5/8/2024BYDV及病例BYDV病毒粒子电镜负染照片大麦黄矮病毒症状示意图56植物病理学植物病毒5/8/2024BarleyOat57植物病理学植物病毒5/8/2024五、植物呼肠孤病毒属及RDV典型种是伤瘤病毒(Woundtumorvirus，WTV)。本属具有经济重要性的是水稻矮缩病毒(Ricedwarfvirus,RDV)。RDV病毒含有12条dsRNA。58植物病理学植物病毒5/8/2024水稻矮缩病毒(Ricedwarfvirus)水稻矮缩病毒在东南亚地区引起重要的水稻病害。该病毒的自然寄主是水稻，人工接种可以侵染其它稻、麦、玉米以及几种禾本科杂草。传播病毒的介体为叶蝉。59植物病理学植物病毒5/8/2024Ricedwarfvirus及病例水稻矮缩病及传播介体叶蝉60植物病理学植物病毒5/8/2024六、真菌传杆状病毒属(SBWMV)典型种是土传小麦花叶病毒(Soil-borneWheatmosaicvirus，SBWMV)。二分体病毒，基因组含两条+ssRNA，其中RNA1包裹在长型粒体中；RNA2包裹在短型粒体中。SBWMV的自然寄主范围较窄，限于禾本科和一些藜属植物；由土壤中禾谷多粘菌Polymyxagraminis传播。主要危害冬小麦和大麦，开始在叶片上形成短线状褪绿条纹，后逐渐变黄、矮化，重病株不能抽穗。61植物病理学植物病毒5/8/2024七、马铃薯纺锤形块茎类病毒属(PSTVd)典型种是马铃薯纺锤块茎类病毒(Potatospindletuberviroid,PSTVd)。PSTVd基因组为一条环状ssRNA；自然寄主为马铃薯，人工接种可传染其他茄科植物等，常不显症；通过汁液、块茎繁殖及蚜虫传播；具高度耐热性和侵染活性。62植物病理学植物病毒5/8/2024马铃薯纺锤形块茎病马铃薯纺锤形块茎病在我国东北产区发生普遍，重病株产量损失严重，尤其对马铃薯新品种选育工作造成了极大困难。病株典型症状为生长不良、植株矮化、分枝少；叶片深绿、上举、小而脆；块茎细长、两端尖削如梭状。63植物病理学植物病毒5/8/2024第六节植物类病毒一、类病毒的定义

二、类病毒的主要特性64植物病理学植物病毒5/8/2024一、类病毒的定义类病毒(viroid)是与病毒相似但特性不同、个体更小的病毒类似物，侵染植物并能在植物体内进行自我复制的、没有外壳的低分子量单链环状RNA。类病毒引起的病害症状主要有畸形、坏死、变色等类型。如马铃薯纺锤形块茎类病毒(PSTVd)引起马铃薯纺锤形块茎病。65植物病理学植物病毒5/8/2024二、类病毒不同于病毒的主要特性1．耐热性更高：要使类病毒失活需要高于100℃的温度。2．高度侵染活性：50-100分子的类病毒可以引起成功的侵染，而病毒需要100万个粒体以上。3．局限的存在部位：类病毒至今仅发现于细胞核中。66植物病理学植物病毒5/8/20244．核酸组成的相近性：G/C比接近，为55％-58％。5．不显性感染：植物带有类病毒但不表现症状的现象极为普遍。6．传播方式简单：通过农具、嫁接刀具和种子传播，个别为节肢动物传播。67植物病理学植物病毒5/8/2024菊花矮化病一种世界性病害，此病分布范围很广。病原为CSVd（ChrysanthemumstuntViroid）。感病植株严重矮化，叶片、花朵均变小。粉色花和红色花品种色泽减退，花瓣透明。与光线不足、遮荫栽培的情况相似。感病植株一般提前开花。植株感病后6-8个月出现症状。68植物病理学