普通植物病理学-细菌.ppt
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1、第三章 植物病原原核生物,原核生物(Procaryotes):是指无真正的细胞核,遗传物质分散在细胞质中,无核膜包被,仅形成一个圆形或椭圆形的核区的低等生物,包括细菌、放线菌、蓝细菌和植原体等。一般是由细胞膜和细胞壁或只有细胞膜包围的单细胞微生物。它的遗传物质(DNA)分散在细胞质中,没有核膜包围,没有明显的细胞核。细胞质中含有小分子的核糖体(70s),但没有内质网、线粒体等细胞器。,Thomas Jonathan Burrill 被称为植物病原细菌学之父,他在1877首次描述了梨火疫病的症状,并推测是由细菌引起的。,梨火疫病,Erwin F.Smith,欧文证实了梨火疫病是Erwinia a
2、mylovora 引起的,主要内容一、原核生物的一般概念二、原核生物生长繁殖及遗传变异三、植物病原原核生物的主要类群四、植物病原原核生物侵染与传播五、植物病原原核生物病害的诊断,第一节 植物病原细菌概述,1细菌病害的数量和危害仅次于真菌和病毒,属第三大病原物。已经记载的植物细菌病害500种以上。植物病原细菌已经确认的约有250个种、亚种和致病变种。2细菌属于原核生物界(Procaryotae)的单细胞生物,有细胞壁,没有细胞核。3一般细菌的形态为球状、杆状和螺旋状。大都单生,也有双生、串生和聚生的。植物病原细菌大多是杆状菌,大小为0.5-0.81-5m,少数是球状。4大多具鞭毛,着生在菌体一端
3、或两端的叫极鞭,着生在菌体侧面和四周的叫周鞭。5植物病原细菌都不产生芽孢。芽孢抗逆性较强。,6细菌都是非专性寄生物,均可在人工培养基上生长。寄生性强的可以侵染绿色叶片,寄生性弱的只能侵染植物的贮藏器官和果实等抗病性较弱部位。7一般植物病原细菌的致死温度是48-53/10分钟,而要杀死细菌的芽孢则需要120左右的高压蒸汽10-20分钟。因此高压灭菌的指标是 120 30分钟。8细菌都是以裂殖方式繁殖,即一分为二。在适宜条件下最快20分钟繁殖一次。一般植物病原细菌的最适温度为26-30,24-48小时可以在培养基上长出细菌菌落。9细菌经常发生变异。人工培养的细菌致病力容易减弱,通过人工接种的方法可
4、以恢复其致病力。,一、形态和结构,细菌的形态有球状、杆状和螺旋状,植物病原细菌多为杆状,少数球状各种细菌大小差别很大,而且形态及大小会受到环境条件的影响。球状细菌的直径为0.5-1.3m,杆状细菌的大小为0.5-0.8m15m,也有更小一些的。螺旋状细菌较大,有的可达13一14m 1.5m。细菌大都单生,也有双生、串生和聚生的。植物病原细菌大多是杆状菌,大小为0.5一0.8m13m,少数为球状。核糖体为型,真核生物是型的,细菌的形态示意图,弧菌,螺旋菌,二、细菌的营养、生长繁殖及菌种保存,植物病原细菌属于化能有机异养型,可以寄生和人工培养。常用培养基LB(0.5%酵母抽提物+1%蛋白胨+1%氯
5、化钠)NA(牛肉膏蛋白胨)细菌的代谢过程有酶的参与,果胶酶;通过无氧发酵或有氧呼吸来产生能量,常见的EMP途径和三羧酸循环。细菌的代谢产物很多,对它的鉴定很有帮助。,细菌人工培养时应注意培养基中各个物质的配比以及合适的温度和酸度。(25-28,;多为好气型)。细菌的繁殖速度很快,为裂殖方式。菌种的保存方法:1.转管保藏法:简便易行但保藏期短2.液体石蜡油保藏法:简便易行,保藏期长3.无菌水保藏法:简便易行,但适应范围有限4.真空冷冻干燥保藏法:程序较复杂但效果最好。,从左至右:转管保藏法、甘油保藏法、真空冷冻干燥保藏法,细菌的芽孢,一些芽孢杆菌在菌体内可以形成一种称作芽孢的内生孢子。芽孢并不是
6、细菌的繁殖器官,因为一个菌体只形成一个芽孢,芽孢萌发也只形成一个细菌。芽孢的抵抗力很强。一般植物病原细菌的致死温度在4853之间,有些耐高温细菌的致死温度,最高也不超过70,而要杀死细菌的芽孢,一般要用120左右的高压蒸气处理l020分钟。,革兰氏染色反应,细菌对革兰氏染色的反应有阳性和阴性。革兰氏染色反应与细菌的其他性状有关。例如,革兰氏阳性的细菌能耐高浓度的盐,不易被蛋白酶分解,但是对于碱性染料和除垢剂(如肥皂)则较敏感。对抗菌素的反应也不同,青霉素对革兰氏阳性反应的细菌作用比较大,而链霉素则对阳性反应和阴性反应的细菌都有一定的作用。营养的要求也不同,革兰氏染色反应阳性的细菌,一般需要较复
7、杂的营养物质。电子显微镜的观察发现,革兰氏阴性细菌的细胞壁不是光滑的。可见,革兰氏染色反应也反映了细菌的组成和结构等本质上的差别,因此它是细菌分类上的一个重要性状。,二、原核生物的繁殖、遗传和变异,原核生物的遗传物质是细胞质内的DNA,主要在核区内,但在细胞中还有单独的遗传物质,如质粒。核质和质粒共同构成了原核生物的遗传信息库一基因组。原核生物经常发生变异。细菌在人工培养基上培养到一定时期后一些性状就会发生变化,如植物病原细菌致病力的减弱,可能是由于改变后的生活条件对细菌的选择作用的结果。类似的现象是一种植物病原细菌通过不同的寄主植物,特别是抗性强弱不同的寄主植物,它的致病力可以减弱或增强。,
8、三、主要类群,绝大多数的原核生物是腐生的或自养性的,它们广泛分布在自然界的各种场所,从高山到海洋,从赤道到两极,从植物到动物体内外,都可发现有细菌存在。能够侵染植物引起发病的原核生物称为植物病原原核生物,主要有真细菌和菌原体两大类群,分属于薄壁菌门、厚壁菌门和软壁菌门。薄壁菌门和厚壁菌门的细菌有细胞壁,软壁菌门的成员也称菌原体,三者统称为真细菌。,革兰氏染色反应,植物病原细菌革兰氏染色反应大多是阴性(红色G-),少数是阳性(紫色G+),这与细菌细胞壁的结构和成分有关(先用结晶紫和碘液处理细胞壁,再用酒精或丙酮脱色)。革兰氏染色反应是细菌鉴别分类的重要依据,此外对抗菌素的反应也不同,青霉素对革兰
9、氏染色阳性的细菌作用较大,但对阴性细菌作用则较小。而链霉素对阳性和阴性细菌都有杀灭作用,应为植物病原细菌大多属阴性细菌,因此农用链霉素在防治植物细菌病害方面广泛应用。,第二节 植物病原细菌分类,根据目前公认的五界生物分类系统,细菌属于原核生物界。由于原核生物形态简单、差异较小,内部的分类系统还不完善。目前比较公认的是柏杰氏细菌鉴定手册(第九版,1994)分类系统。,一、原核生物界分类系统,原核生物界通常分为4个门,7个纲,35个组群。薄壁菌门:有壁较薄。革兰氏染色反应阴性,包括大多数植物病原细菌。厚壁菌门:有壁较厚。革兰氏染色反应阳性,包括棒形杆菌属、芽孢菌属和链霉菌属。无壁菌门:菌体无壁。包
10、括类菌原体。疵壁菌门:属没有进化的原细菌或古细菌。包括产甲烷细菌和高盐细菌。,二、植物病原细菌的分类单元,长期以来,植物病原细菌仅限于5个属:土壤杆菌属、欧氏杆菌属、甲单胞杆菌属、黄单胞杆菌属和棒状杆菌属。近十年来,又陆续新建了一些植物病原细菌属。现在植物病原细菌的主要类群有14个属1.细菌分类依据:形态特征和培养性状、生理生化性状、遗传性状。2.细菌种分类单元:基因种-细菌分类学家、分类种-植物病理学家。,3.亚种(subspecies):细菌种下类群种在培养特性、生理生化和遗传学某些性状有一定差异的群体。4.致病变种(pathovar.):简称.Pv.,细菌种下以寄主范围和致病力差异来划分
11、的组群。5.生化变种(biovar):细菌种以下按生理生化性状差异来划分的组群,不考虑致病性等其他性状的异同。,1.土壤杆菌属(Agrobacterium),土壤杆菌属是薄壁菌门根瘤菌科的一个成员,土壤习居菌、菌体短杆状,单生或双生,鞭毛16根,周生或侧生。好气性,代谢为呼吸型。革兰氏反应阴性,无芽孢。营养琼脂上菌落为圆形、隆起、光滑,灰白色至白色,质地粘稠。不产生色素。大多数细菌都带有除染色体之外的另种遗传物质,一种大分子的质粒,它控制着细菌的致病性和抗药性等,如侵染寄主引起肿瘤症状的质粒称为“致瘤质粒”(tomor inducine plasmid,俗称为Ti质粒),有的能引起寄主产生不定
12、根的“致发根质粒”(rhizogen inducine plasmid,比俗称Ri质粒)。,2.布克氏菌属(Burkholderia),布克氏菌属是由假单胞菌属中的rRNA第二组独立出来的。茄青枯布克氏菌(B.solanacearum)能引起多种作物,特别是茄科植物的青枯病。在组合培养基上形成光滑、湿润、隆起和灰白色的菌落。病菌的寄主范围很广,可以为害30余科,100多种植物。病害的典型症状是全株呈现急性凋萎,病茎维管束变褐,横切后用手挤压可见有白色菌脓温出。病菌可以在土中长期存活,是土壤习居菌。病菌可随土壤、灌溉水和种薯、种苗传染与传播。侵染的主要途径是伤口,高温多湿有利发病。,3.欧氏杆菌
13、属(Erwinia),属薄壁菌门。菌体短杆状,周生多根鞭毛。菌落灰白色,革兰氏染色反应阴性。主要引致腐烂,如大白菜软腐病。胡萝卜欧氏菌(E.carotovora)俗称大白菜软腐病菌,寄生范围很广,包括十字花科、禾本科、茄科等20多科的数百种果蔬和大田作物,大多由伤口侵染,或介体动物传带侵染,引起肉汁或多汁的组织软腐,尤其是在厌氧条件下最易受害,多在仓库中贮藏期间表现症状。,4.假单胞菌属(Pseudomonas),假单胞菌属是薄壁菌门假单胞菌科的模式属。菌体短杆状或略弯,单生,大小为0.51.0m 1.55.0m,鞭毛14根或多根,极生。革兰氏阴性,严格好气性,代谢为呼吸型。无芽孢。营养琼脂上
14、的菌落圆形、隆起、灰白色,有荧光反应,有些种产生褐色素扩散到培养基中。已发现的植物病原细菌有一半属于此属,主要引起叶斑、腐烂和萎蔫等症。黄瓜细菌性角斑病、桑疫病等。,(五)黄单胞菌属(Xanthomonas),黄单胞菌属是薄壁菌门一个成员。菌体短杆状,多单生,少双生,单鞭毛,极生。革兰氏阴性。严格好气性,代谢为呼吸型。营养琼脂上的菌落圆形隆起,蜜黄色,产生非水溶性黄色素。黄单胞菌属的成员都是植物病原菌,模式种是野油菜黄单胞菌。俗称甘蓝黑腐病菌。,症状 又称白叶瘟、地火烧、茅草瘟。整个生育期均可受害,苗期、分蘖期受害最重,各个器官均可染病,叶片最易染病。病原 Xanthomonas oryzae
15、 称水稻黄单胞菌。包括白叶枯病菌和条斑病菌两个致病变种:即Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Ishiyama)稻生黄单胞菌和Xanthomonas oryzae pv.oryzicola(Fang et al.)水稻黄黄单胞菌水稻生致病变种,属细菌。异名X.campestris pv.oryzae(Ishiyama)Dye。,6.棒形杆菌属(Clavibacter),菌体短杆状至不规则杆状,无鞭毛,不产生内生孢子.革兰氏反应阳性。好气性,呼吸型代谢,营养琼脂上菌落为圆形光滑凸起,不透明,多为灰白色。马铃薯环腐亚种(C.michiganensis subsp.sepedo
16、nicum)病菌可侵害5种茄属植物引致马铃薯环腐病。病菌大多借切刀的伤口传染,病株维管束组织被破坏,横切时可见到环状维管束组织坏死并充满黄白色菌脓,稍加挤压,薯块即沿环状的维管束内外分离,故称环腐病。,第三节 植物病原细菌的侵染传播与病害诊断,植物细菌病害主要发生在栽培植物上,无论是大田作物或果树、蔬菜都有3-4种细菌病害。目前生产上重要的细菌病害有水稻白叶枯病、马铃薯环腐病、茄科作物青枯病、十字花科作物软腐病、葫芦科细菌性角斑病等。,一、寄生性与致病性,1植物病原细菌都是非专性寄生物,都能在人工培养基上生长。培养细菌的常用培养基是牛肉汁蛋白胨培养基(NA培养基)。2植物病原细菌的寄生性强弱有
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