第五章 植物病原线虫及原生动物ppt课件.ppt
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1、第五章 植物病原线虫及原生动物,概述,线虫(nematdes)又称蠕虫(helminthes),是一类低等的无脊椎动物。通常生活在土壤、淡水、海水中,其中很多能寄生在人、动物和植物体内,引起病害。 危害植物的称为植物病原线虫或植物寄生线虫,或简称植物线虫。 植物受线虫危害后所表现的症状,与一般的病害症状相似,因此常称线虫病。习惯上都把寄生线虫作为病原物来研究,所以它是植物病理学内容的一部分。 已报道的植物寄生线虫5700多种。它对全世界农业生产有很大影响,每年造成上千亿美元的损失。 如根结线虫可以危害100多种重要的果树、蔬菜和花卉植物,使寄主生长衰弱、根部畸形。,早在1743年Needham
2、发现病瘪的小麦粒有小的蠕虫,后证实是小麦粒线虫。1859年发表了甜菜根线虫的第一篇报道,当时这种线虫使欧洲的甜菜制糖工业遭受重大损失。1907年著名线虫学者Cobb在美国农业部内建立了第一个线虫学研究机构。1916年,章祖纯发表了关于北京附近的小麦粒线虫和粟线虫的报道,近几十年来,世界各国和我国的线虫学发展迅速、据统计,到1990年 全世界已报道发现植物寄生线虫207个属,共4832个种。 根据l994年的初步估计,全世界每年因线虫危害给粮食和纤维作物造成的损失大约为12。 历史上甜菜胞囊线虫(Heterodera schachtii)、马铃薯金线虫(Globodera rostocheins
3、is),温暖地区的根结线虫(Meloidogyne spp)等都引起严重的植物线虫病害。东北和黄淮地区的大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)、甘薯茎线虫(Ditylenchus dipsaci)、粟线虫和水稻干尖线虫(均为Aphelenchoides besseyi)都一直造成生产上的严重损失,近年来松材线虫(Bursaphelenchus Xylophilus)已传入我国并在江苏、安徽等省蔓延,引起一些松树树种的毁灭性危害。因此,植物的线虫病害一直受到人门的重视。,第一节 植物病原线虫的形态与解剖特征(Morphology and Anatomy),1、线虫的体形和大小 差
4、异很大,寄生人和动物的线虫有的很大,如蛔虫;寄生植物的一般较小,长约0.31mm,也有长达4mm左右的,宽为0.0150.135mm。肉眼不易看见。线虫细长,有的呈纺锤形,横断面呈圆形,有些线虫的雌虫成熟后膨大成柠檬形或梨形。 线虫的体形因类别而异。 雌雄同形的线虫,其成熟后雌虫和雄虫均为蠕虫形,除生殖器官有差别之外,其他的形态结构都相似。 雌雄异形的线虫,其成熟雄虫为蠕虫形,而雌虫为球形、柠檬形或肾形。,一、线虫的形态,体壁:线虫的体壁几乎是透明的,所以能看到它的内部结构:如 角质层 下皮层 肌肉层体腔:线虫的体腔无体腔膜,称为假体腔。 体腔是很原始的,其中充满了一种液体,即体腔液。体腔液湿
5、润各个器官,并供给所需要的营养物质和氧,可算是一种原始的血液,起着呼吸和循环系统的作用。线虫缺乏真正的呼吸系统和循环系统。,2、体壁和体腔,头部顶面观的典型模式是有一块卵圆形的唇盘,唇盘中央有一卵圆形的口孔,唇盘基部有6个唇片。,3、线虫的头部结构,二、消化系统 The digestive system,植物线虫的消化系统包括口孔、口针、食道、肠、直肠和肛门。 在植物寄生线虫的口腔内有一个针刺状的器官称作口针(spear或stylet),口针能穿刺植物的细胞和组织,并且向植物组织内分泌消化酶,消化寄主细胞中的物质,然后吸入食道。,垫刃型食道(Tylenchoid oesophagi):整个食道
6、可分为四部分,靠近口孔是细狭的前体部,往后是膨大的中食道球,之后是狭部,其后是膨大的食道腺。背食道腺开口位于口针基球附近,而腹食道腺则开口于中食道球腔内;滑刃型食道(Aphelenchoid oesophagi):整个食道构造与垫刃型食道相似,但其背、腹食道腺均开口于中食道球腔内;矛线型食道(Dorylaimoid oesophagi ):口针强大,食道分两部分,食道管的前部较细而薄,渐向后加宽加厚,呈瓶状。线虫的食道类型是线虫分类鉴定的重要依据。,食道类型,垫刃型食道,滑刃型食道,矛线型食道,三、生殖系统 The reproductive systems,雌虫生殖系统由卵巢、输卵管、受精囊子
7、宫、阴道和阴门组成。 雄虫生殖系统由睾丸、精囊、交合刺、引带和交合伞等组成。,第二节 植物病原线虫生态学和病理学,一、植物病原线虫的生活史,线虫由卵孵化出幼虫,幼虫发育为成虫,两性交配后产卵,完成一个发育循环,即线虫的生活史。 线虫的生活史很简单,卵孵化出来的幼虫形态与成虫大致相似。所不同的是生殖系统尚未发育或未充分发育。幼虫发育到一定阶段就蜕皮一次,蜕去原来的角质膜而形成新的角质膜,蜕化后的幼虫大于原来的幼虫。每蜕化一次,线虫就增加一个龄期。线虫的幼虫一般有4个龄期。 在环境条件适宜的情况下,线虫完成一个世代一般只需要34星期的时间,如温度低或其它条件不合适,则所需时间要长一些。 线虫在一个
8、生长季节里大部可以发生若干代,发生的代数因线虫种类、环境条件和危害方式而不同,不同线虫种类的生活史长短差异很大。小麦粒线虫则一年仅发生一代。 有些线虫的雌虫不经交配也能产卵繁殖,进行孤雌生殖(parthenogenetical)。,花生根结线虫( Life cycle of M. arenaria)1、线虫侵染寄主。2、线虫在寄主体内蜕化长大(形成成虫)。3、长大后的雌、雄成虫进行交配,交配后的雄虫死亡。4、交配后的雌虫产卵。再由卵孵化为幼虫。这样即完成一个发育循环。,二、植物病原线虫的生态,1、线虫基本上是一类水生动物,保持水生习性,除了休眠状态的幼虫、卵和胞囊,线虫都需要在适当的水中或土壤
9、颗粒表面有水膜时才能正常活动和存活,或寄生在寄主植物的活细胞和组织内。活动状态的线虫长时间暴露在干燥的空气中,将很快死亡。2、不同线虫种类其发育最适温度不同,一般在1530之间均能发育。在4550的热水中10分钟,即可杀死。 3、线虫在生活史中有一段时期生活或存活在土壤中;有些线虫只是很短促的时间从植物上取食,而大部分时间生活在土壤中,即使一些固定寄生在植物体内的线虫,它们的卵、侵入前的幼虫和成虫都有一个时期存活于土壤中,因此,土壤是线虫最重要的生态环境。 在土壤环境中,温度和湿度是影响线虫的重要因素,土壤的温、湿度高,线虫活跃,体内的养分消耗快,存活时间较短;在低温低湿条件下,线虫存活时间就
10、较长。 虽然线虫缺乏呼吸系统,但单位体重的耗氧量比人还高,因此,土壤长期淹水或通气不良也影响它的存活。,4、许多线虫能经休眠状态在植物体外长期存活,如土壤中未孵化的卵,特别是卵囊和胞囊中的卵存活期更长。 5、线虫大都生活在土壤的耕作层中,从地面到15cm深的土层中线虫较多,待别是在根周围土壤中更多。这主要是由于有些线虫只有在根部寄生后才能大量繁殖,同时根部的分泌物对线虫有一定的吸引力,或者能刺激线虫卵孵化。6、植物病原线虫都是专性寄生物,只能在活的植物细胞或组织内取食和繁殖,在植物体外就依靠它体内储存的养分生活或休眠。,线虫的传播有主动传播和被动传播。 1、主动传播 是线虫在土壤中作有限的短距
11、离移动,需消耗自身能量缓慢性蠕动,一般一个季节只挪动几米。 2、被动传播 是线虫通过人为的传带、种苗的调运、风和灌溉水以及耕作农具的携带等进行远距离传播。 自然力传播中以水流传播,特别是灌溉水的传播最重要。 寄生于植物地下部组织的线虫:存活于田间病株和得病的块根、块茎、鳞茎、球茎等无性繁殖材料上,也能存活于病株残体或土壤中。 寄生于植物地上部的线虫:其主要存活场所是病株残体、二年生或多年生的田间病株或种瘿、叶瘿等病变组织和种子。 线虫存活期的长短与体内贮藏的物质以及环境有关,多数线虫的存活期可以达到一年以上,鳞茎球茎上的线虫和小麦粒线虫存活期可长达2030年之久。,三、线虫的传播 spread
12、,一、植物病原线虫的寄生性,1、植物病原线虫都是活体寄生物,少数寄生在高等植物上的线虫也能寄生真茵,可以在真菌上培养。但到目前为止,植物病原线虫尚不能在人工培养基上很好生长和发育。2、植物病原线虫都具有口针,这是穿刺寄主细胞和组织的结构,同时也是线虫向植物体内分泌唾液及酶类,再从寄主细胞内吸收液态的养分的主要器官。3、线虫的寄生方式有外寄生、半内寄生和内寄生。外寄生:虫体大部分留在植物体外,仅以头部穿刺到寄主的细胞和组织内吸食,类似蚜虫的吸食方式。半内寄生:仅虫体前部钻入根内取食。内寄生:整个虫体侵入根组织内,或至少在其生活史中有一段时间整个虫体钻入根内取食。,第三节 植物病原线虫寄生性和致病
13、性,4、线虫可以寄生植物的各个部位。由于多数线虫存活在土壤中,因此,植物的根和地下茎、鳞茎和块茎等最容易受侵染。植物地上的茎、叶、芽、花、穗等部位,都可以被各种不同种类的线虫寄生。 大多数植物病原线虫则寄生于植物根部,有些线虫主要侵染和危害植物茎、叶和种子,如粒线虫属(Anguina)、茎线虫属(Ditylenchus)和滑刃线虫属(Aphelenchoides)中的某些种。 5、植物病原线虫具有一定的寄生专化性,它们都有一定的寄主范围。有的寄主范围很广,如根结线虫的一个种可以寄生许多分类上很不相近的植物。南方根结线虫(Meloidogyne incognita)能在几百种植物上取食和繁殖;而
14、另一些根结线虫种类则只能在少数几种植物上取食和生殖。如小麦粒线虫主要寄生小麦,偶尔寄生黑麦,很少发现寄生大麦。 线虫种内的不同群体间也存在寄生专化性差异,形成线虫的生理小种。,二、植物病原线虫的致病性,1、植物寄生线虫通过头部的化感器(侧器),接受植物根分泌的刺激,并且朝着根的方向运动。线虫一旦与寄主组织接触,即以唇部吸附于组织表面,以口针穿刺植物组织并侵入。 2、大多数线虫侵染植物的地下部根、块根、块茎、鳞茎、球茎。有些线虫与寄主接触后则从根部或其他地下部器官和组织向上转移,侵染植物地上部茎、叶、花、果实和种子。 3、线虫容易从伤口侵入植物组织内,但是,更重要的是从植物的表面自然孔口(气孔和
15、皮孔)侵入和在根尖的幼嫩部分直接穿刺侵入。 4、线虫的穿刺吸食和在组织内造成的创伤,对植物有一定的影响,但线虫对植物破坏作用最大的是食道腺的分泌物。 食道腺的分泌物,除去有助于口针穿刺细胞壁和消化细胞内含物便于吸取外,大致还可能有以下这些影响:(1)刺激寄主细胞的增大,以致形成巨型细胞或合胞体(syncytium);(2)刺激细胞分裂形成瘤肿和根部的过度分枝等畸形;(3)抑制根茎顶端分生组织细胞的分裂;(4)溶解中胶层使细胞离析;(5)溶解细胞壁和破坏细胞。 由于上述各方面的影响,植物受害后就表现各种病害症状。,5、受害症状 植物地上部的症状有顶芽和花芽的坏死,茎叶的卷曲或组织的坏死,形成叶瘿
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