园艺植物病理学讲义.doc
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1、园艺植物病理学讲义最好的沉淀第一章:绪论园艺植物病理学(Horticultural Pathology)植物病理学的重要分支,也是医学的分支(植物医学)。研究园艺植物病害的症状表现、发生原因、流行规律、预测预报、防治原理以及治理措施。1.1 园艺植物病害的特点植物种类繁多。生物学特性差异大。耕作栽培措施要求高。生态环境复杂。因而病害发生规律难以把握, 治理难度也大。1.2 园艺植物病害防治的重要性(平均4.4种病害/ 园艺植物) 病害不仅影响作物产量、降低质量,有时还影响国际贸易和出口创汇。防治不当会引起作物药害、人畜中毒和环境污染。历史上病害大发生曾造成巨大灾难。马铃薯晚疫病(1845,爱尔
2、兰)。葡萄霜霉病(19世纪7080年代,欧洲)。1.3 植物病理学的性质与任务是以园艺植物病害为研究对象的应用基础学科。研究内容有5个方面:1. 病害病原体的本质及其活动2. 受病植物的本质及其活动3. 植物与寄生物之间的相互关系4. 病害(植物寄生物体系)与环境因素之间的关系5. 根据以上基础研究结果,阐明病害的发生发展规律,并设计经济有效的防治措施。1.4 植物病理学与其它相关学科的关系与植物病理学密切相关的学科有:微生物学:真菌学、细菌学、病毒学、线虫学等植物学:植物分类学、植物解剖学、生理生化等其它:气象学、土壤学、流行学、栽培学生态学等多个学科。第二章: 园艺植物病害的概念2.1 植
3、物病害(Plant Disease)根据俞大绂(1992)植物病理学大百科全书:植物病害是指植物正常的生理机制受到干扰所造成的后果。包括三个部分:1. 病因(病原生物或不良环境条件,以及植物自身的遗传缺陷)2. 病程(病理程序植物从生理、组织结构到形态持续的病理变化过程)3. 病害的结果:外观表现异常,经济价值受损。有时植物发病的后果虽然对植物有害,却对人类经济生活有利,通常不作为病害。(病态)如茭白、韮黄、碎锦郁金香。2.2 病害因子分析221 病害三角(Disease triangle):植物病害需要有病原(causal agents of disease)、寄主植物(host)和一定的环
4、境条件(environment)三者配合才能发生。三者共存于病害系统中,相互依存、缺一不可,任何一方的变化均会影响另外两方,这三者之间的关系病害三角或病害三要素。222 植物病原:病原(causes of disease):引起植物生病的直接原因(主导因素)。可分为生物因素和非生物因素两大类。而对病害发展仅起促进或延缓作用的,只称作诱因。侵(传)染性病害(infectious disease):生物因素引发的病害,可在植株间相互传染。非侵染性病害(noninfectious disease):非生物因素引发的病害,不具传染性。又称生理病害。生物性病原病原物(pathogen),也被称为寄生物(
5、parasite)。应当指出,寄生物并不都是病原物。2221 侵染性病害的病原(图2-1) 1. 真菌(Fungi)菌物界。2. 病毒(Virus)和类病毒(Viroid)病毒界。3. 细菌bacteria、植原体、螺原体 原核生物。4. 线虫nematode、螨mite、原生动物(protozoa) 动物界。5. 寄生性植物: 低等的寄生藻(Algae)。6. 高等寄生性种子植物 植物界。2222 非侵染性病害的病原不良环境条件和植物自身的遗传因子异常,如白化苗、先天不孕等,属于非传染性病害。不良环境条件包括各种物理和化学因素。1)物理因素:包括温度、湿度和光照的变化等。2)化学因素:包括营
6、养不均衡、空气污染、化学毒害等。23 植物病害的分类(几种不同的系统):1.按病原类别:侵染性和非侵染性病害或真菌病害、细菌病害、病毒病等2. 寄主:大田作物、果树、蔬菜、花卉病害等3. 病害传播方式:气传、土传、虫传、种传病害等3. 受害器官:叶部、枝干、果实、根部病害等24 植物病害的症状症状(symptom):植物生病后的不正常表现。病状:寄主植物本身的不正常表现。病症(sign):病原物在发病部位的特征性表现。病状和病症是症状统一体的两个方面,既相互联系,又有区别。241 病状 分为变色、坏死、腐烂、萎蔫、畸形五大类型。2411 变色(discoloration)两种主要表现形式1.
7、褪绿(chlorosis)或黄化(yellowing):整个植株或叶片或其一部分均匀变色。2. 花叶 (mosaic): 不均匀变色,叶片呈现不规则的黄绿相间的现象。其它:斑驳(mottle):轮廓不清楚 脉带或沿脉变色(vein banding) 明脉(vein clearing):主/次脉半透明 碎色(color break):变色发生在花朵上2412 坏死(necrosis)指细胞和组织的死亡1.在叶片上表现坏死斑leaf spot(穿孔shot-hole、环斑ring spot等)和叶枯leaf blight(较大面积枯死)、叶烧(叶尖、叶缘大块枯死)2.疮痂(scab):病部浅且局限
8、,斑点表面粗糙,形成木栓化组织而稍突起。3.猝倒/ 立枯Damping-off:幼苗茎基部坏死。4.枯梢(dieback):枝条从顶端向下枯死,向下扩展。5.溃疡(canker):病部皮层坏死,木质部凹陷,周围细胞增生和木栓化。2413 腐烂(rot)植物组织较大面积的分解和破坏干腐(dry rot):细胞消解较慢,水分及时蒸发而消失湿腐(wet rot):细胞消解很快,水分不能及时蒸发而消失软腐(soft rot):主要是中胶层受破坏,细胞离析。流胶(gummosis):从病部流出细胞组织分解的产物。腐烂与坏死的主要区别:坏死多少还保持原有组织细胞的轮廓2414 萎蔫(wilt)植物整株或局
9、部因脱水而枝叶下垂典型的是指根茎维管素组织受破坏而发生的凋萎现象,如青枯、枯萎、黄萎等。青枯是由于萎蔫期间失水迅速,植株仍保持绿色。茎基和根的坏死和腐烂,或根的生理活性受破坏,也可致使地上枝叶表现萎垂。2415 畸形(malformation)植物受害部位的细胞分裂和生长发生促进性或抑制性病变矮化(stunt):植株各个器官的生长成比例地受抑制如玉米粗缩病。矮缩(dwarf):不成比例,主要是节间缩短如桑萎缩病。丛枝(witches broom):枝叶丛生,如枣疯病。卷叶(leaf roll):沿主脉平行方向向上/下卷曲。缩叶(leaf curl):与主脉大致垂直的方向卷曲如桃缩叶病。花变叶(
10、phyllody):枣疯病瘤肿(tumor):根癌病242 病症(主要分为五种类型)1)粉状物锈粉、白粉、黑粉、白锈锈粉或锈状物:锈病特有的病症(菜豆锈病)白粉:白粉病特有的病症(黄瓜白粉病)黑粉:黑粉病特有的病症(禾谷类黑穗病)白锈:白锈菌所致病害的病症(牵牛花白锈病)2)霉状物植物病部真菌的菌丝、孢子梗和孢子霜霉:病部有霜状霉层,霜霉菌所致病害的病症,如葡萄霜霉病绵霉:病部产生大量的白色、疏松、棉絮状霉状物其它霉层:按色泽,可分为 灰霉、绿霉、黑霉、赤霉等。有些病害只有病状,无病症。如非侵染性病害和病毒病等。有些病害病症非常明显,病状却不明显。如白粉病。3)点状物:病部有小粒点,如炭疽病4
11、)颗粒状物:病部有较大的颗粒状物,如十字花科蔬菜菌核病5)脓状物:细菌病害的病症6)其它: 伞状物、马蹄状物、菌索等 25 植物病害症状的变化及其在病害诊断中的应用251 植物病害的诊断方法植物病害的症状特点是进行病害诊断的重要依据。对于常见病和多发病,一般依据特征性的病状和病症进行识别,指导生产防治。对于非常见病则需要分析,对照文献资料并结合病原检查进行诊断。对于新病害,则要结合病原鉴定和侵染性测定进行诊断。252 植物病害症状的变化异病同症:如叶斑病同病异症:随发育阶段、抗性品种或环境条件而变化。潜伏侵染(latent infection):有些病原物侵入寄主植物后,因寄主抗病性强,病原物
12、只能在寄主体内潜伏而不表现症状,但当不良环境等因素使寄主抗病性减弱时,病原物可继续扩展并出现症状,这种现象称为潜伏侵染。(如苹果树腐烂病)隐症现象(症状潜隐):许多病毒病的症状因高温而消失。如TMV 。并发症(复合侵染):两种或多种病害同时在一株植物上发生(拮抗或协生现象)。综合症:同一种植物上一种病害可能同时或先后表现出几种症状类型。第三章: 园艺植物病害的病原(病原生物、不良环境和遗传缺陷)31 植物病原真菌真菌( Fungus )的概念:1. 真核生物2. 营养体通常为丝状体,没有根茎叶的分化。3. 具有几丁质和纤维素组成的细胞壁(cell wall)4. 没有叶绿体,营养方式为吸收异养
13、4. 通过产生孢子进行繁殖。311 真菌的一般性状一、营养体:是真菌获得养分的结构。1 典型的营养体:菌丝(hyphae)和菌丝体(mycelia)。无隔菌丝菌丝无分隔,低等真菌有隔菌丝菌丝有分隔,高等真菌少数为原生质团(无cw,多核),如根肿菌。或是具cw的单细胞,如酵母。2菌丝的变态结构1. 吸器(haustoria):从菌丝体上形成的吸收营养的特殊机构,伸入寄主细胞内吸收养分和水分。(图3-2)2. 菌核(sclerotia):由菌丝紧密交织而成的休眠体。主要功能:抵抗不良环境,贮藏营养。3. 菌索(rhizomorph):由菌丝体平行交织而成的绳索状结构。功能:抵抗不良环境,有助于菌体
14、蔓延。4. 子座(stroma):是菌丝交织而成的垫状结构。是真菌的产孢机构营养体向繁殖体的过度,也可度过不良环境。5. 厚垣孢子(chlamydospore):由菌丝的某些细胞膨大变圆,原生质浓缩,细胞壁加厚而成,可抵御不良环境。二、繁殖体真菌经营养生长阶段后,进入繁殖阶段(无性和有性繁殖),形成各种繁殖体子实体,是真菌产生孢子的机构。1无性繁殖及无性孢子的类型无性繁殖是不经性细胞或性器官结合,而从营养体上直接产生孢子的繁殖方式。常见的无性孢子有3种类型:游动孢子:是鞭毛菌和卵菌的无性孢子,生于游动孢子囊中,具鞭毛,可在水中游动。孢囊孢子:接合菌的无性孢子,生于孢子囊中,无鞭毛,释放后随风飞
15、散。分生孢子:产生于由菌丝分化而形成的分生孢子梗上,成熟后脱落。2. 有性生殖及有性孢子的类型 有性生殖是经性细胞或性器官的结合而产生孢子的繁殖方式。常见的有性孢子有5种类型:1)休眠孢子囊(合子):根肿菌门和壶菌门的有性孢子2)卵孢子:卵菌门的有性孢子3)接合孢子:接合菌门的有性孢子4)子囊孢子:子囊菌门的有性孢子5)担孢子:担子菌门的有性孢子3.1.2 真菌的生活史(life cycle)1、生活史 :是真菌从一种孢子萌发开始,经过一定的营养生长和繁殖阶段,最后又产生同一种孢子的过程。典型的生活史包括无性和有性两个阶段。2无性阶段和有性阶段在病害流行中的作用:无性阶段在一个生长季往往循环多
16、次,可产生大量的无性孢子,对病害的传播和流行起重要作用。而有性阶段一年只产生一次有性孢子,其作用主要是度过不良环境,并成为第二年病害的初侵染源。3.多型性和转主寄生多型现象:在真菌的生活史中,形成几种不同类型孢子的现象。如锈菌。转主寄生:某些锈菌需要在两种亲缘关系较远的寄主植物上才能完成其生活史,如苹桧锈菌。单/同主寄生:某些锈菌在同一种寄主植物上就能完成其生活史,如玫瑰锈病菌。3.1.3 真菌的分类与命名1分类:按照菌物辞典第9版(2001)的分类系统,根据营养体及无性和有性繁殖的特征,将与园艺植物病害关系密切的病原真菌分为:卵菌门:无性繁殖产生游动孢子,有性孢子为卵孢子或休眠孢子囊;接合菌
17、门:无性繁殖产生孢囊孢子,有性孢子为接合孢子;子囊菌门:有性孢子是子囊孢子;担子菌门:有性孢子是担孢子; 半知菌类:无性繁殖产生分生孢子,暂未发现有性阶段。 2命名:拉丁双命名法:属名 + 种加词 + 命名人的姓氏3.1.4 园艺植物病原真菌的主要类群一、卵菌门(Oomycota)大多水生,少数两栖和陆生。腐生或寄生。营养体为无隔菌丝体,少数为原质团或具CW单细胞。无性繁殖游动孢子。有性生殖休眠孢子囊(合子)或卵孢子。(1)根肿菌属(Plasmodiophora)十字花科根肿病 营养体是原质团,休眠孢子散生在寄主细胞内。休眠孢子(囊)萌发时产生游动孢子(前端不等长两鞭毛)。危害植物根部,引起指
18、状肿大。(2)白锈菌属(Albugo)十字花科蔬菜白锈病等活体寄生菌,产生吸器吸养。孢囊梗不分枝,在寄主表皮下排列成栅栏状,顶端串生孢子囊。成熟后破裂散出白色锈粉。病组织内的卵孢子壁厚,具瘤。(3)腐霉属(Pythium)幼苗根腐、猝倒病 孢囊梗菌丝状,孢子囊球状或姜瓣状,萌发时产生泡囊,以原生质割裂的方式产生游动孢子。有性生殖在藏卵器内只形成一个卵孢子。(4)疫霉属(Phytophtora)马铃薯/番茄晚疫病、辣椒疫病等孢囊梗分化不显著至显著,孢子囊萌发产生游动孢子或直接萌发长出芽管,不形成泡囊。有性生殖在藏卵器内只形成一个卵孢子。(5)霜霉菌霜霉病 高等鞭毛菌,活体寄生,以吸器吸养。孢囊梗
19、有限生长,其分枝特点及其尖端形态是分属的依据。孢子囊萌发产生游动孢子或直接萌发长出芽管。有性生殖只产生一个卵孢子。主要代表属:单轴霉属(Plasmopara):孢囊梗近直角分枝,末端钝。葡萄霜霉病 霜霉属(Peronospora):孢囊梗顶端二叉分枝,顶端小梗细而尖,略弯曲。十字花科蔬菜霜霉病。假霜霉属(Pseudoperonospora):孢囊梗主干基部膨大,上部分枝有双分叉趋势,锐角分枝,末端小梗直或微弯。黄瓜霜霉病。二、接合菌门(Zygomycota)绝大多数腐生,少数为弱寄生菌。营养体为无隔菌丝体。无性繁殖产生孢子囊和孢囊孢子。有性生殖接合孢子。与园艺作物病害有关的主要是根霉属(Rhi
20、zopus )1、菌丝发达,有匍匐丝和假根。2、孢囊梗从匍匐丝长出,与假根对生,顶端形成孢子囊,内生孢囊孢子。3、有性生殖形成接合孢子。三、子囊菌门( Ascomycota )高等真菌,大多陆生。腐生或寄生。营养体为有隔菌丝体,少数为单细胞。某些种可形成子座、菌核等变态结构。无性繁殖分生孢子。有性生殖子囊孢子。大多在子囊果内,少数裸生。 子囊果的类型:闭囊壳:子囊果球状而无孔口。子囊壳:子囊果瓶状或球状,有真正壳壁和固定孔口。子囊盘:子囊果盘状或杯状子囊座/腔:子囊果由子座溶解而成,无真正壳壁和定孔口,子囊双壁。(1)外囊菌属(Taphrina)桃缩叶、李袋果病子囊裸生,平行排列在寄主表面,呈
21、栅栏状。子囊内生8个子囊孢子,单胞无色,可在子囊内芽殖产生无性的芽孢子。(2)白粉菌白粉病(powdery mildew)全部活体寄生,以吸器吸养。子囊果为闭囊壳。闭囊壳内子囊的数目及外部附属丝形态是分属的依据。寄主体外产生的菌丝和分生孢子呈白粉状,因而得名。代表属如下:叉丝壳属(Microsphaera):丁香、板栗叉丝单囊壳属(Podosphaera):苹果、梨、山楂球针壳属(Phyllactinia):柿、梨、桑钩丝壳属(Uncinulla):榆、黄栌、葡萄、杨柳单丝/囊壳属(Sphaerotheca):月季、瓜类白粉菌属(Erysiphe):蓼、苜蓿、瓜类(3)核菌子囊果为子囊壳。代表
22、属如下:小丛壳属(Glomerella)炭疽病黑腐皮壳属(Valsa)苹果树、梨树腐烂病间座壳属(Diaporthe)茄褐纹病隐赤壳属(Cryphonectria=Endothia)板栗疫病(4)腔菌子囊果为子囊腔/座,子囊双壁。代表属:痂囊腔属(Elsinoe)葡萄黑痘病葡萄座腔菌属(Botryosphaeria=Physalospora)苹果、梨果实轮纹病球座菌属(Guignardia)葡萄黑腐病球腔菌属(Mycosphaerella)瓜类蔓枯病黑星菌属(Venturia)苹果、梨黑星病(5)盘菌子囊果是子囊盘核盘菌属(Sclerotinia)十字花科蔬菜菌核病 菌核萌发产生具长柄的漏斗状
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