植物生物性病原及其所致病害识别.ppt
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1、第二节 植物生物性病原及其所致病害识别,1.菌物的形态 菌物是一种具有细胞核、无叶绿素、不能精选光合作用并且吸收为营养方式的有机体。植物病原菌物典型的营养体是菌丝体。分为无隔菌丝和有隔菌丝。菌丝可形成吸器、假根等变态结构和菌核、菌索、子座等特殊菌丝组织体。菌物菌丝的生长方式为顶端生长,经过一定时期的营养生长,产生孢子进行繁殖。其繁殖器官称为繁殖体,孢子是菌物繁殖的基本单位,相对于高等植物的种子。,一、植物病原菌物,菌物产生孢子的结构称为子实体。从营养体上产生孢子的繁殖方式是无性生殖;通过性细胞(器官)产生孢子的繁殖方式称为有性繁殖。无性生殖产生的无性孢子主要有游动孢子、孢囊孢子、分生孢子、厚垣
2、孢子、芽孢子和节孢子。有性生殖是在菌物营养生长后期或环境不适宜时进行,产生有性孢子。菌物的有性孢子包括休眠孢子囊、卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。无性阶段在植物病原菌物的生活史中往往可循环多次,对植物病害的传播、蔓延与流行作用很大。营养生长后期进入有性阶段,主要作用是越冬或越夏。菌物的生活史具有多样性。,一、植物病原菌物,3.菌物的分类和命名:与园艺植物病害有关的菌物分为3个界,无细胞壁的黏菌、根肿菌划归原生动物界,细胞壁主要成分为纤维素、营养体为2n的卵菌划归假菌界,其他则归为真菌界。根据营养体、无性生殖和有性生殖的特征,真菌界又分为4个门和1个类(半知菌)。4.植物病原物的主要类群:(
3、1)根肿菌门 根肿菌门菌物通常寄生于高等植物的根或茎的细胞内,往往引起寄主细胞膨大和组织增生,受害根部膨大。根肿菌门菌物营养体为原质团,以原生质割裂的方式形成大量散生或堆积在一起的孢子囊。,一、植物病原菌物,4.植物病原物的主要类群:(2)卵菌门 卵菌门菌物的共同特征是有性生殖以雄器和藏卵器交配形成卵孢子,因此通常称为卵菌。无性生殖产生游动孢子囊并释放具鞭毛的游动孢子。卵菌门中的腐霉菌、疫霉菌、霜霉菌、白锈菌等都可侵染植物,造成重大的经济损失。卵菌门大多为水生菌物,少数是两栖或接近陆生,引起的植物病害在潮湿、多雨、土壤积水的条件下发病严重。,一、植物病原菌物,4.植物病原物的主要类群:(3)接
4、合菌门 接合菌门菌物的主要特征是有性生殖以孢子囊配合的方式产生接合孢子,无性生殖是在孢子囊中形成孢囊孢子。营养体为无隔菌丝体。接合菌中的根霉属、笄霉属等常引起花腐或瓜类、果实腐烂。,一、植物病原菌物,4.植物病原物的主要类群:(4)子囊菌门 子囊菌门菌物的共同特征是有性生殖产生子囊孢子,营养体多为发达的有隔菌丝体,少数为单细胞。半子囊菌纲菌物的子囊裸生,不形成子囊果,营养体是单细胞或不发达的菌丝体,其中外囊菌目与植物病害有关。核菌纲的特征是子囊果为子囊壳,如为闭囊壳,则子囊整齐排列在闭囊壳基部形成子实层。白粉菌的子囊果为闭囊壳;球壳目真菌形成子囊壳。腔菌纲的主要特征为子囊果是子囊座,子囊具双层
5、壁。与植物病害关系密切的是多腔菌目、座囊菌目和格孢腔菌日;盘菌纲真菌的特征是形成子囊盘,与植物病害有关的是星裂菌目和柔膜菌目。,一、植物病原菌物,4.植物病原物的主要类群:(5)担子菌门 担子菌门真菌一般称为担子菌,共同特征是产生担子和担孢子。典型的担子上着生4个担孢子。担子菌有性生殖可产生各种类型的担子果。担子果和担子的形态和结构是分类的重要依据。担子菌大多数腐生,包括各种食用菌和药用菌,少数可寄生在植物上引起植物病害,如锈菌、黑粉菌。,一、植物病原菌物,4.植物病原物的主要类群:(5)半知菌门 半知菌是一类有性阶段不发生或在自然条件下很少发生,主要以无性阶段为主的真菌。半知菌的营养体为发达
6、的有隔菌丝体,无性生殖主要是在分生孢子梗上形成形态、大小、颜色各异的分生孢子。分生孢子梗可以形成孢梗束,也可以产生在分生孢子座、分生孢子器或分生孢子盘中。引起园艺植物病害的重要半知菌多属丝孢纲和腔孢纲。丝孢纲真菌分为无孢目、丝孢目、束梗孢目和瘤座孢目4个目。,一、植物病原菌物,原核生物是一类具原核结构的单细胞微生物,一般是由细胞壁和细胞膜或只有细胞膜包围细胞质所组成的单细胞生物。原核生物的遗传物质(DNA)无核膜包围,分散在细胞质中,形成一个椭圆形或近圆形的核质区,缺少内质网、线粒体等具膜结构的细胞器。1.植物病原原核生物的一般性状 菌体多为球形或短杆状,少数为螺旋状或不规则形,繁殖多为二分裂
7、方式。植物病原原核生物分别属于普罗特斯门、厚壁菌门和放线菌门。,二、植物病原原核生物,2.植物病原原核生物的主要类群 重要的属有土壤杆菌属、欧文氏菌属、假单胞菌属、黄单胞菌属、布克氏菌属、木质部小菌属、韧皮部杆菌、棒形杆菌属、螺原体属和植原体属。3.原核生物病害特点 植物病原细菌一般在植物病株或残体上越冬,主要通过雨水、流水、昆虫、线虫、风和带菌的种苗、接穗、插条、球根或土壤等进行传播。细菌不能直接侵入植物,只能通过气孔、水孔、蜜腺等自然孔口或伤口侵入。细菌病害症状多为坏死、腐烂、萎蔫或畸形。,二、植物病原原核生物,植物病毒是一类非细胞结构的分子寄生物,其主要成分为核酸和蛋白质,少数还含有脂质
8、,核酸位于病毒粒体内部,携带有病毒的全部遗传信息,蛋白质位于粒体表面,主要起保护作用和固定形态。1.病毒的一般性状 植物病毒粒体主要为球状、杆状、线状和弹状。重要的植物病毒属有烟草花叶病毒属、黄瓜花叶病毒属、马铃薯Y病毒属、线虫传多面体病毒属等。,三、植物病毒,2.植物病毒的结构 植物病毒粒体主要含有核酸和蛋白两大部分。中间为核酸芯(RNA或DNA),外部有外壳蛋白(Coat Protein,CP)包被形成衣壳,少数病毒在蛋白衣壳外面还包被一层那囊膜(envelope),称为包膜病毒,如植物弹状病毒。,三、植物病毒,球状病毒,蛋白质亚基镶嵌在粒体表面,构成多面体形,内心是病毒的核酸;球状病毒并
9、非光滑的球体,而是多面体(多为二十面体),多个正三角形组合而成。,3.病毒的组分 植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质,有些还含有少量的金属离子、多胺和水等。(1)核酸:植物病毒粒体中的核酸主要是其基因组,有些含mRNA。病毒基因组携带了病毒的全部遗传信息,决定病毒的增殖、生物学特性及致病性等。(2)蛋白质:植物病毒的基因组很小,编码的蛋白质种类也很少,按照其功能可分为结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白,主要是外壳蛋白(coat protein,CP)和囊膜蛋白,有些病毒还有基因组结合蛋白(VPg),由于大多数植物病毒没有囊膜,其结构蛋白也就只有外壳蛋白。非结构蛋白是
10、指病毒基因编码的非结构必需的蛋白,包括病毒复制需要的复制酶、参与病毒运转的运动蛋白等。,三、植物病毒,4.植物病毒的复制增殖 植物病毒没有细胞结构,不像大多数生物那样具有复杂的繁殖器官进行有性或无性繁殖,也不像细菌那样进行裂殖生长,而是分别合成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。这种特殊的繁殖方式称为复制。,三、植物病毒,病毒粒体进入寄主细胞,脱壳,基因表达,复制大量的基因组及合成外壳蛋白,病毒粒体装配,5.病毒的变异 病毒在复制过程中自然变异率较高,同时,X射线、高温、亚硝酸、羟胺等可诱导突变。6.病毒在活体外的稳定性 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
11、)来测定;钝化温度(Thermal inactivation point,TIP)病毒在病株粗汁液中,经恒温水浴处理10分钟即丧失侵染力的最低温度。TIP最低的病毒是番茄斑萎病毒,只有45;最高的是烟草花叶病毒,为93;而大多数植物病毒为5570。一种病毒的不同株系可以有不同的钝化温度,所是鉴定病毒的一项有用的指标。,三、植物病毒,6.病毒在活体外的稳定性 稀释限点(Dilution end point,DE)病毒在病株粗汁液中,经若干倍数的稀释后仍能保持其侵染力的最大稀释倍数.用10-1,10-2,10-3表示。一般的植物病毒DEP为10-210-。稀释限点与汁液中病毒粒子的浓度有关,浓度愈
12、高,稀释限点也愈大。而病毒的浓度往往受栽培条件、寄主植物状况所影响。因此报道中同一病毒的稀释限点不一定是相同的,只能作为鉴定病毒的参考指标。,三、植物病毒,6.病毒在活体外的稳定性 体外存活期(Longevity in vitro,LIV)病毒在病株粗汁液中,置于2022室温下,能够保持侵染力的最长时间。大多数病毒的LIV在数天到数月。由于在不同植物汁液中存在不同的酶或抑制物,从而使病毒的体外存活期也可能有较大的差异,所以这项指标也只能在鉴定病毒时参考。,三、植物病毒,2.植物病毒的分类 植物病毒的基因组多数为核糖核酸(RNA),少数为脱氧核糖核酸(DNA)。根据核酸性质及功能,可将植物病毒基
13、因组分为下列5种类型:(1)正单链RNA(+ssRNA)单链RNA具有侵染性,可以直接翻译,起mRNA的作用。大部分重要植物病毒的基因组属这一类型。70%,TMV,CMV,PVY;多分体病毒。(2)负单链RNA(-ssRNA)病毒粒体中的单链RNA不具侵染性,必需先产生互补链,才能翻译蛋白。植物弹状病毒的基因组属这一类型。如小麦丛矮病。,三、植物病毒,2.植物病毒的分类(3)双链RNA(dsRNA)其中一条链具有mRNA的作用。负链变正链才能作为mRNA。植物呼肠孤病毒的基因组属这一类型。水稻矮缩病。(4)单链DNA(ssDNA)联体病毒科(Geminiviridae)病毒含有这种类型基因组,
14、复制时单链DNA先合成双链DNA,再以常规途径转录生成mRNA。(5)双链DNA(dsDNA)核酸类型与高等动、植物的相同,为互补的双链DNA,花椰菜花叶病毒属(Caulimovirus)、杆状DNA病毒属(Badnavirus)具有这种类型基因组。,三、植物病毒,3.植物病毒的侵染和传播 大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所造成的微伤(fine wound)侵入寄主。病毒侵染植物后,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),即病毒的基因传递;二是病毒基因的表达(gene expression),即病毒蛋白质合成。(1)介体传播:昆虫:植物病毒自然传播的主要
15、途径。其中,同翅目昆虫占 70%以上,主要为蚜虫、叶蝉、飞虱类。土壤中介体:1)真菌:已发现7种真菌传播19种病毒;2)线虫;3)螨类介体,三、植物病毒,3.植物病毒的侵染和传播(2)非介体传播:机械传播(sap transmission)汁液传播就是使病株的汁液通过机械造成的微伤进入健株体内使它发病,又称机械传播。如:整枝打杈、摘心、绑架等;在实验室通常采用机械的方法汁液磨擦进行人工接种,通过微伤口使病毒进入植物体内。种子和花粉传播(seed transmission)种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等传播。种子传带病毒系由种子外部带毒、种胚外部带毒、胚乳带毒和种胚带毒。无性繁殖材料和嫁接传
16、播(graft transmission)这种传播方式在果树与某些经济林木(如桑树)以及观赏植物中非常重要,因此在繁殖工作中严格选用无病毒接穗和砧木已成为很重要的防治病毒病害的措施。菟丝子传播(dodder transmission):嫁接,三、植物病毒,4.植物病毒病害的特点1)有一些植物在一定的条件下隐症带毒,即植物受到病毒的侵染但不表现明显的症状。2)还有一些病毒引起观赏植物颜色和形态的变异,反而增加了植物的观赏价值,荷兰的郁金香杂色变种等。3)绝大多数的植物病毒侵入寄主植物后可以引起植物叶片不同程度的斑驳、花叶或黄化,同时伴随有不同程度的植株矮化、丛枝等病害症状,以及产量的降低。有一些
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