【教学课件】第十章植物病原物的寄生性和致病性.ppt
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1、第十章第十章 植物病原物的寄生性和致病性植物病原物的寄生性和致病性第一节第一节 共生、共栖和寄生共生、共栖和寄生自然界的生物,特别是微生物很少单独生存,自然界的生物,特别是微生物很少单独生存,它们与同一生境中的其它生物之间有不同类它们与同一生境中的其它生物之间有不同类型的相互关系。型的相互关系。植物与相关微生物之间主要有三种相互关系植物与相关微生物之间主要有三种相互关系:n共生共生(symbiosis);n共栖关系共栖关系(commensalism);n寄生寄生(parasitism)共生共生(symbiosis)n共生共生,即植物与微生物共同生活,紧密联即植物与微生物共同生活,紧密联系,形成
2、了系,形成了双方都可以得到好处双方都可以得到好处的互利的互利关系。关系。n例如,豆科植物与其根瘤细菌之间就是例如,豆科植物与其根瘤细菌之间就是一种共生关系。一种共生关系。共栖关系共栖关系(commensalism)n共栖关系,有的微生物双方虽然共存于同一环境中,共栖关系,有的微生物双方虽然共存于同一环境中,但两者之间没有明显的益、害关系。但两者之间没有明显的益、害关系。有时虽然一方可有时虽然一方可由对方得益,但对另一方没有不利影响。由对方得益,但对另一方没有不利影响。n例如,在植物的根围和叶围都有许多非病原微生物,例如,在植物的根围和叶围都有许多非病原微生物,包括多种细菌、放线菌、丝状真菌和酵
3、母菌等。这些包括多种细菌、放线菌、丝状真菌和酵母菌等。这些根围和叶围微生物虽可利用植物溢泌的有机物,但不根围和叶围微生物虽可利用植物溢泌的有机物,但不影响植物的生长和发育,有些种类还对植物病原物有影响植物的生长和发育,有些种类还对植物病原物有拮抗作用,可用作生防菌。拮抗作用,可用作生防菌。寄生寄生(parasitism)关系关系n寄生是一种生物依赖另一种生物提供营养寄生是一种生物依赖另一种生物提供营养物质的生活方式。物质的生活方式。n提供营养物质的一方称为寄主提供营养物质的一方称为寄主(host)。n得到营养的一方称为寄生物得到营养的一方称为寄生物(parasite)。n植物病害的病原物都是异
4、养生物,自身不植物病害的病原物都是异养生物,自身不能制造营养物质,需依赖对植物的寄生而能制造营养物质,需依赖对植物的寄生而生存。生存。第二节第二节 植物病原物的寄生性和致病性植物病原物的寄生性和致病性一、寄生性和致病性的概念一、寄生性和致病性的概念n植物病原物的寄生性和致病性是两种不同的性状。植物病原物的寄生性和致病性是两种不同的性状。也是病原物的两种基本属性也是病原物的两种基本属性n寄生性:是指病原物在寄主植物活体内取得营养寄生性:是指病原物在寄主植物活体内取得营养物质而生存的能力;物质而生存的能力;n致病性:是指病原物所具有的破坏寄主和引起病致病性:是指病原物所具有的破坏寄主和引起病变的能
5、力。但并非是单纯的对营养和水分的依赖变的能力。但并非是单纯的对营养和水分的依赖关系关系二、营养方式二、营养方式n死死体体营营养养:是是寄寄生生物物先先杀杀死死寄寄主主植植物物的的细细胞胞和和组组织织,然然后后从从中中吸吸取取养养分分。营营这这种种生生活活方方式式的的生生物物称作死体寄生物。称作死体寄生物。n活活体体营营养养:是是从从活活的的寄寄主主中中获获得得养养分分,并并不不立立即即杀杀伤伤寄寄主主植植物物的的细细胞胞和和组组织织。这这种种营营养养方方式式的的生生物称为活体寄生物。物称为活体寄生物。n半半活活体体营营养养:既既能能进进行行寄寄生生又又能能进进行行腐腐生生生生活活获获取取营营养
6、养的的方方式式叫叫半半活活体体营营养养,这这种种生生物物称称为为兼兼性性寄生物寄生物.n寄生物的营养方式,反映了病原物的不同致病作用。寄生物的营养方式,反映了病原物的不同致病作用。n死死体体营营养养病病原原物物:从从伤伤口口或或自自然然孔孔口口侵侵入入后后,产产生生酶酶或或毒毒素素来来杀杀死死寄寄主主的的细细胞胞和和组组织织,然然后后以以死死亡亡的的植植物物组组织织作为生活基质,再进一步伤害周围的细胞和组织。作为生活基质,再进一步伤害周围的细胞和组织。n死死体体营营养养的的病病原原物物腐腐生生能能力力一一般般都都较较强强。此此外外,死死体体营营养的病原物寄主范围一般较广。养的病原物寄主范围一般
7、较广。n立立枯枯丝丝核核菌菌(Rhizoctonia solani)、齐齐整整小小核核菌菌(Sclerotium rolfsii)和和胡胡萝萝卜卜软软腐腐欧欧氏氏菌菌(Erwinia carotovora)等等,可可以以寄生几十种甚至上百种植物。寄生几十种甚至上百种植物。n活活体体营营养养病病原原物物:从从寄寄主主的的自自然然孔孔口口或或直直接接穿穿透透寄寄主主的的表表皮皮侵侵入入,侵侵入入后后在在植植物物细细胞胞间间隙隙蔓蔓延延,常常常常形形成成吸吸器器来来吸吸取取寄寄主主细细胞胞内内的的营营养养物物质质(如如霜霜霉霉菌菌、白白粉粉面面和和锈锈菌菌),甚甚至至有有的的病病原原物物生生活活史史
8、的的一一部部分分或或大大部部分分是是在在寄寄主主细细胞胞内内完完成的成的(如芸薹根肿菌如芸薹根肿菌)。n这这些些病病原原物物的的寄寄主主范范围围一一般般较较窄窄,有有较较高高的的寄寄生生专专化化性性。它它们们的的寄寄生生能能力力很很强强,但但是是它它们们对对寄寄主主细细胞胞的的直直接接杀杀伤伤作作用用较较小小,这这对对它它们们在在活活细细胞胞中中的的生生长长繁繁殖殖是是有有利利的的。一一旦旦寄主细胞和组织死亡,它们也随之停止生育,死亡。寄主细胞和组织死亡,它们也随之停止生育,死亡。n活体营养的病原物不能脱离寄主营腐生生活。活体营养的病原物不能脱离寄主营腐生生活。n植物病原物都是寄生物n一种寄生
9、物能否成为病原物?取决于能否克服该植物的抗病性:能克服则表现出致病性,寄主植物感病,两者间亲和反之则不亲和,寄主抗病n完全的腐生物是没有致病性的n病原物群体内部不同菌系或株系对该种植物不同品种的致病能力有差别,根据这个差别可将病原物划分为多个小种三、寄生方式三、寄生方式1、外外寄寄生生:自自然然孔孔口口或或直直接接穿穿透透寄寄主主的的表表皮皮侵侵入入,只只在在细细胞胞间间隙隙蔓蔓延延,由由吸吸器器来来吸吸取取寄寄主主细细胞胞内内的的营营养物质。如霜霉菌、白粉面和锈菌。养物质。如霜霉菌、白粉面和锈菌。2、内内寄寄生生:病病原原物物生生活活史史的的一一部部分分或或大大部部分分是是在在寄寄主主细细胞
10、胞内内完完成成的的,在在细细胞胞内内和和细细胞胞间间蔓蔓延延,吸吸取取营营养养。发发育育到到一一定定时时期期,产产生生字字实实体体,突突破破寄寄主主表表皮皮而而外外露露。如如芸芸薹薹根根肿肿菌菌;大大多多数数细细菌菌、病病毒毒也也是内寄生。是内寄生。3、附附生生:少少数数真真菌菌覆覆盖盖于于寄寄主主植植物物表表面面,也也不不产产生生吸吸器器,不不侵侵入入植植物物体体。吸吸收收植植物物分分泌泌物物和和溢溢出出的的水水分分及及蚜蚜虫虫、介介壳壳虫虫等等的的分分泌泌物物为为生生,但但严严重重影影响植物的光合作用。如烟霉病。响植物的光合作用。如烟霉病。四、寄生的专化性四、寄生的专化性1、病原物的多寄生
11、现象(存在一定的寄主范围);2、转主寄生;3、病原物的寄生专化现象,4、寄生专化现象涉及的名词:(1)种;(2)变种;(3)专化型;(4)生理小种;(5)菌系和株系。认识寄生专化现象的意义认识寄生专化现象的意义n选育抗病品种;选育抗病品种;n轮作防病;轮作防病;n清除野生寄主和转主寄主清除野生寄主和转主寄主五、病原物的致病性五、病原物的致病性n致病性的概念:致病性的概念:n寄生性和致病性的关系。寄生性和致病性的关系。第三节第三节 植物病原物的致病机制植物病原物的致病机制n一、什么是一、什么是植物病原物的致病作用:植物病原物的致病作用:n病原物除了夺取寄主的营养物质和水分外,还对植物夺取寄主的营
12、养物质和水分外,还对植物施加机械压力施加机械压力以及产生对寄主的正常生理活动有害的以及产生对寄主的正常生理活动有害的代谢产物,代谢产物,如酶、毒素如酶、毒素及及生长调节物质生长调节物质等,诱发一系等,诱发一系列病变,产生病害特有的症状。列病变,产生病害特有的症状。n除病毒及类病毒外,其它各类病原物都能产生酶、毒素和生长调节物质。n这些在病害发生过程中发挥重要作用的病原物机械压这些在病害发生过程中发挥重要作用的病原物机械压力和代谢产物被称为病原物的致病因素。力和代谢产物被称为病原物的致病因素。二、病原物的致病机理二、病原物的致病机理n夺取寄主的生活物质夺取寄主的生活物质n对寄主细胞施加机械压力对
13、寄主细胞施加机械压力n酶、毒素和激素的破坏作用酶、毒素和激素的破坏作用1、致病性有关的酶和他们的破坏作用、致病性有关的酶和他们的破坏作用n酶的概念:酶的概念:n病原物产生的与致病性有关的酶很多病原物产生的与致病性有关的酶很多(1)角质分解酶:)角质分解酶:角质酶是一种脂酶,它能催化角质酶是一种脂酶,它能催化寄主表皮的角质多聚物水解。寄主表皮的角质多聚物水解。(2)细胞壁降解酶类:)细胞壁降解酶类:果胶酶、纤维素酶、半纤果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶等。维素酶、木质素降解酶和蛋白酶等。例如果胶酶:根据它们的作用分为果胶水解酶例如果胶酶:根据它们的作用分为果胶水解酶和裂解酶两大
14、类。和裂解酶两大类。果胶水解酶果胶水解酶的作用是断裂。以聚甲基半乳糖醛酸酶为例,它催化果胶中的聚甲基半乳醛酸残基水解,释放出单体半乳糖醛酸。聚甲基半乳糖醛酸的作用 裂解酶裂解酶的作用除使糖苷键断裂外,还能消除第五个碳原子上的氢,因而最终释放不饱和的二聚物。如果胶酸转移消除酶裂解果胶酸中多聚半乳醛酸残基,释放不饱和的二聚物。果胶转移消除酶的作用(3)消化细胞内物质的酶类消化细胞内物质的酶类:蛋白酶、淀:蛋白酶、淀粉酶、脂酶等,用以降解蛋白质、淀粉和粉酶、脂酶等,用以降解蛋白质、淀粉和类脂等重要物质。类脂等重要物质。2、毒素和他们的致病作用、毒素和他们的致病作用(1)毒素)毒素的概念:是植物病原的
15、概念:是植物病原真菌和细菌真菌和细菌代谢代谢过程中产生的,能在过程中产生的,能在非常低的浓度范围内非常低的浓度范围内干干扰植物正常生理功能,对植物有毒害的扰植物正常生理功能,对植物有毒害的非酶非酶类化合物。类化合物。n毒素是病原菌的代谢产物毒素是病原菌的代谢产物,不仅可以在植物,不仅可以在植物体内产生,体内产生,也可以在人工培养条件下产生。也可以在人工培养条件下产生。n毒素是一种非常高效的致病物质,它能在很低毒素是一种非常高效的致病物质,它能在很低浓度下诱发植物产生病状。浓度下诱发植物产生病状。能够使寄主植物能够使寄主植物产生褪绿、坏死、萎蔫等病变,与病原物侵产生褪绿、坏死、萎蔫等病变,与病原
16、物侵染所引起的病状相同或相似。染所引起的病状相同或相似。n有些化学物质,只在高浓度下会对植物的生长有些化学物质,只在高浓度下会对植物的生长产生不利的影响或毒害作用,这些物质就不产生不利的影响或毒害作用,这些物质就不是毒素。是毒素。(2)毒素的化学结构)毒素的化学结构毒素为毒素为多糖化合物多糖化合物,其化学结,其化学结构特征有:构特征有:n低浓度低浓度n低分子低分子n长链化合物长链化合物n毒素不会被植物代谢破坏毒素不会被植物代谢破坏各类病原物产生毒素的情况:各类病原物产生毒素的情况:细菌和真菌大多能产生毒素;病毒不产生毒素。(3)毒素的作用机制)毒素的作用机制n影响植物细胞膜透性影响植物细胞膜透
17、性。植物细胞膜损伤,透性改。植物细胞膜损伤,透性改变和电解质外渗几乎是各种敏感植物对毒素的普变和电解质外渗几乎是各种敏感植物对毒素的普通反应。通反应。n毒素还毒素还钝化或抑制植物一些主要酶类钝化或抑制植物一些主要酶类,中断相应,中断相应的酶促反应,引起植物广泛的代谢变化,包括抑的酶促反应,引起植物广泛的代谢变化,包括抑制或刺激呼吸作用,抑制蛋白质合成,干扰光合制或刺激呼吸作用,抑制蛋白质合成,干扰光合作用、酚类物质代谢和水分代谢等。作用、酚类物质代谢和水分代谢等。n抗代谢:抗代谢:毒素是抗代谢物质,毒素是抗代谢物质,使寄主细胞的磷酸使寄主细胞的磷酸化作用受抑制,化作用受抑制,在生理上和生化上都
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