植物病原线虫及原生动物.pptx
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1、早早在在1743年年Needham发发现现病病瘪瘪的的小小麦麦粒粒有有小小的的蠕蠕虫虫,后后证证实实是是小麦粒线虫。小麦粒线虫。1859年年发发表表了了甜甜菜菜根根线线虫虫的的第第一一篇篇报报道道,当当时时这这种种线线虫虫使使欧欧洲洲的的甜菜制糖工业遭受重大损失。甜菜制糖工业遭受重大损失。1907年年著著名名线线虫虫学学者者Cobb在在美美国国农农业业部部内内建建立立了了第第一一个个线线虫虫学学研究机构。研究机构。1916年年,章章祖祖纯纯发发表表了了关关于于北北京京附附近近的的小小麦麦粒粒线线虫虫和和粟粟线线虫虫的的报报道,道,近近几几十十年年来来,世世界界各各国国和和我我国国的的线线虫虫学
2、学发发展展迅迅速速、据据统统计计,到到1990年年 全世界已报道发现植物寄生线虫全世界已报道发现植物寄生线虫207个属,共个属,共4832个种。个种。根根据据l994年年的的初初步步估估计计,全全世世界界每每年年因因线线虫虫危危害害给给粮粮食食和和纤纤维作物造成的损失大约为维作物造成的损失大约为12。历历史史上上甜甜菜菜胞胞囊囊线线虫虫(Heterodera schachtii)、马马铃铃薯薯金金线线虫虫(Globodera rostocheinsis),温温暖暖地地区区的的根根结结线线虫虫(Meloidogyne spp)等等都都引引起起严严重重的的植植物物线线虫虫病病害害。东东北北和和黄黄
3、淮淮地地区区的的大大豆豆胞胞囊囊线线虫虫(Heterodera glycines)、甘甘薯薯茎茎线线虫虫(Ditylenchus dipsaci)、粟粟线线虫虫和和水水稻稻干干尖尖线线虫虫(均均为为Aphelenchoides besseyi)都都一一直直造造成成生生产产上上的的严严重重损损失失,近近年年来来松松材材线线虫虫(Bursaphelenchus Xylophilus)已已传传入入我我国国并并在在江江苏苏、安安徽徽等等省省蔓蔓延延,引引起起一一些些松松树树树树种种的的毁毁灭灭性性危危害害。因此,植物的线虫病害一直受到人门的重视。因此,植物的线虫病害一直受到人门的重视。第1页/共38页
4、第一节第一节 植物病原线虫的形态与解剖特征植物病原线虫的形态与解剖特征(Morphology and Anatomy)唇区第2页/共38页1 1、线虫的体形和大小、线虫的体形和大小 差差异异很很大大,寄寄生生人人和和动动物物的的线线虫虫有有的的很很大大,如如蛔蛔虫虫;寄寄生生植植物物的的一一般般较较小小,长长约约0.31mm,也也有有长长达达4mm左左右右的的,宽宽为为。肉肉眼眼不不易易看看见见。线线虫虫细细长长,有有的的呈呈纺纺锤锤形形,横横断断面面呈呈圆圆形形,有有些些线线虫虫的的雌雌虫虫成成熟后膨大成柠檬形或梨形。熟后膨大成柠檬形或梨形。线虫的体形因类别而异。线虫的体形因类别而异。雌雄同
5、形的线虫雌雄同形的线虫,其成熟后雌虫和雄虫均为蠕,其成熟后雌虫和雄虫均为蠕虫形,除生殖器官有差别之外虫形,除生殖器官有差别之外,其他的形态结构都,其他的形态结构都相似。相似。雌雄异形的线虫雌雄异形的线虫,其成熟雄虫为蠕虫形,而雌其成熟雄虫为蠕虫形,而雌虫为球形、柠檬形或肾形。虫为球形、柠檬形或肾形。一、线虫的形态一、线虫的形态第3页/共38页几种重要的植物寄生线虫属的形态大小示意图第4页/共38页体壁:线线虫虫的的体体壁壁几几乎乎是是透透明明的的,所所以以能能看看到它的内部结构:如到它的内部结构: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。体体腔腔是是很很原原始始的的,其其
6、中中充充满满了了一一种种液液体体,即即体体腔腔液液。体体腔腔液液湿湿润润各各个个器器官官,并并供供给给所所需需要要的的营营养养物物质质和和氧氧,可可算算是是一一种种原原始始的的血血液液,起起着着呼呼吸吸和和循循环环系系统统的的作作用用。线线虫虫缺缺乏乏真真正正的的呼呼吸吸系系统和循环系统统和循环系统。2 2、体壁和体腔、体壁和体腔第5页/共38页 头头部部顶顶面面观观的的典典型型模模式式是是有有一一块块卵卵圆圆形形的的唇唇盘盘,唇唇盘盘中中央央有有一一卵卵圆圆形形的的口口孔孔,唇唇盘盘基基部部有有6 6个唇片。个唇片。3 3、线虫的头部结构、线虫的头部结构第6页/共38页二、消化系统二、消化系
7、统 The digestive system 植植物物线线虫虫的的消消化化系系统统包包括括口口孔孔、口口针针、食食道道、肠肠、直直肠肠和和肛门肛门。在在植植物物寄寄生生线线虫虫的的口口腔腔内内有有一一个个针针刺刺状状的的器器官官称称作作口口针针(spear或或stylet),口口针针能能穿穿刺刺植植物物的的细细胞胞和和组组织织,并并且且向向植植物物组组织内分泌消化酶,消化寄主细胞中的物质,然后吸入食道织内分泌消化酶,消化寄主细胞中的物质,然后吸入食道。第7页/共38页垫垫刃刃型型食食道道(Tylenchoid oesophagi):整整个个食食道道可可分分为为四四部部分分,靠靠近近口口孔孔是是
8、细细狭狭的的前前体体部部,往往后后是是膨膨大大的的中中食食道道球球,之之后后是是狭狭部部,其其后后是是膨膨大大的的食食道道腺腺。背背食食道道腺腺开开口口位位于于口口针针基基球球附附近近,而而腹腹食食道道腺腺则则开开口口于于中食道球腔内;中食道球腔内;滑滑刃刃型型食食道道(Aphelenchoid oesophagi):整整个个食食道道构构造造与与垫垫刃刃型型食食道道相相似似,但其但其背、腹食道腺均开口于中食道球腔内背、腹食道腺均开口于中食道球腔内;矛矛线线型型食食道道(Dorylaimoid oesophagi):口口针针强强大大,食食道道分分两两部部分分,食食道道管管的前部较细而薄,渐向后加
9、宽加厚,呈瓶状的前部较细而薄,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。线虫的食道类型是线虫分类鉴定的重要依据。食道类型食道类型垫刃型食道滑刃型食道矛线型食道第8页/共38页三三、生生殖殖系系统统 The reproductive systems 雌雌虫虫生生殖殖系系统统由由卵卵巢巢、输输卵卵管管、受受精精囊囊子子宫宫、阴阴道和阴门道和阴门组成。组成。雄雄虫虫生生殖殖系系统统由由 睾睾 丸丸、精精 囊囊、交交合合刺刺、引引带带和和交合伞等交合伞等组成。组成。第9页/共38页第二节第二节 植物病原线虫生态学和病植物病原线虫生态学和病理学理学一、植物病原线虫的生活史 线线虫虫
10、由由卵卵孵孵化化出出幼幼虫虫,幼幼虫虫发发育育为为成成虫虫,两两性性交交配配后后产产卵卵,完完成成一个发育循环一个发育循环,即线虫的生活史。,即线虫的生活史。线线虫虫的的生生活活史史很很简简单单,卵卵孵孵化化出出来来的的幼幼虫虫形形态态与与成成虫虫大大致致相相似似。所所不不同同的的是是生生殖殖系系统统尚尚未未发发育育或或未未充充分分发发育育。幼幼虫虫发发育育到到一一定定阶阶段段就就蜕蜕皮皮一一次次,蜕蜕去去原原来来的的角角质质膜膜而而形形成成新新的的角角质质膜膜,蜕蜕化化后后的的幼幼虫虫大大于于原原来来的的幼幼虫虫。每每蜕蜕化化一一次次,线线虫虫就就增增加加一一个个龄龄期期。线线虫虫的的幼幼虫
11、虫一一般般有有4 4个个龄龄期。期。在在环环境境条条件件适适宜宜的的情情况况下下,线线虫虫完完成成一一个个世世代代一一般般只只需需要要34星星期期的时间的时间,如温度低或其它条件不合适,则所需时间要长一些。,如温度低或其它条件不合适,则所需时间要长一些。线线虫虫在在一一个个生生长长季季节节里里大大部部可可以以发发生生若若干干代代,发发生生的的代代数数因因线线虫虫种种类类、环环境境条条件件和和危危害害方方式式而而不不同同,不不同同线线虫虫种种类类的的生生活活史史长长短短差差异异很很大大。小麦粒线虫则一年仅发生一代。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,进行有些线虫的雌虫
12、不经交配也能产卵繁殖,进行孤雌生殖孤雌生殖(parthenogenetical)。第10页/共38页花生根结线虫(Life cycle of M.arenaria)1 1、线虫侵染寄主。、线虫侵染寄主。2 2、线虫在寄主体内蜕化长、线虫在寄主体内蜕化长大(形成成虫)。大(形成成虫)。3 3、长大后的雌、雄成虫进行、长大后的雌、雄成虫进行交配,交配后的雄虫死亡。交配,交配后的雄虫死亡。4 4、交配后的雌虫产、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卵。再由卵孵化为幼虫。这样即完成一个发育循环。循环。第11页/共38页二、植物病原线虫的生二、植物病原线虫的生态态1 1、线线虫虫基基本
13、本上上是是一一类类水水生生动动物物,保保持持水水生生习习性性,除除了了休休眠眠状状态态的的幼幼虫虫、卵卵和和胞胞囊囊,线线虫虫都都需需要要在在适适当当的的水水中中或或土土壤壤颗颗粒粒表表面面有有水水膜膜时时才才能能正正常常活活动动和和存存活活,或或寄寄生生在在寄寄主主植植物物的的活活细细胞胞和和组组织织内内。活活动动状状态态的的线线虫虫长长时时间间暴暴露露在在干干燥燥的的空空气气中中,将很快死亡。将很快死亡。2、不不同同线线虫虫种种类类其其发发育育最最适适温温度度不不同同,一一般般在在1530之之间均能发育。在间均能发育。在4550的热水中的热水中10分钟,即可杀死。分钟,即可杀死。3、线线虫
14、虫在在生生活活史史中中有有一一段段时时期期生生活活或或存存活活在在土土壤壤中中;有有些些线线虫虫只只是是很很短短促促的的时时间间从从植植物物上上取取食食,而而大大部部分分时时间间生生活活在在土土壤壤中中,即即使使一一些些固固定定寄寄生生在在植植物物体体内内的的线线虫虫,它它们们的的卵卵、侵侵入入前前的的幼幼虫虫和和成成虫虫都都有有一一个个时时期期存存活活于于土土壤壤中中,因因此此,土土壤壤是是线虫最重要的生态环境。线虫最重要的生态环境。在在土土壤壤环环境境中中,温温度度和和湿湿度度是是影影响响线线虫虫的的重重要要因因素素,土土壤壤的的温温、湿湿度度高高,线线虫虫活活跃跃,体体内内的的养养分分消
15、消耗耗快快,存存活活时时间间较较短;在低温低湿条件下,线虫存活时间就较长。短;在低温低湿条件下,线虫存活时间就较长。虽虽然然线线虫虫缺缺乏乏呼呼吸吸系系统统,但但单单位位体体重重的的耗耗氧氧量量比比人人还还高高,因此,因此,土壤长期淹水或通气不良也影响它的存活土壤长期淹水或通气不良也影响它的存活。第12页/共38页4、许许多多线线虫虫能能经经休休眠眠状状态态在在植植物物体体外外长长期期存存活活,如如土土壤壤中中未未孵化的卵,特别是孵化的卵,特别是卵囊和胞囊中的卵存活期更长卵囊和胞囊中的卵存活期更长。5、线线虫虫大大都都生生活活在在土土壤壤的的耕耕作作层层中中,从从地地面面到到15cm深深的的土
16、土层层中中线线虫虫较较多多,待待别别是是在在根根周周围围土土壤壤中中更更多多。这这主主要要是是由由于于有有些些线线虫虫只只有有在在根根部部寄寄生生后后才才能能大大量量繁繁殖殖,同同时时根根部部的的分分泌泌物物对对线线虫虫有一定的吸引力,或者能刺激线虫卵孵化。有一定的吸引力,或者能刺激线虫卵孵化。6、植植物物病病原原线线虫虫都都是是专专性性寄寄生生物物,只只能能在在活活的的植植物物细细胞胞或或组组织织内内取取食食和和繁繁殖殖,在在植植物物体体外外就就依依靠靠它它体体内内储储存存的的养养分分生生活活或或休休眠。眠。第13页/共38页 线虫的传播有主动传播和被动传播。线虫的传播有主动传播和被动传播。
17、1、主动传播、主动传播 是是线线虫虫在在土土壤壤中中作作有有限限的的短短距距离离移移动动,需需消消耗耗自自身身能能量量缓缓慢性蠕动,一般一个季节只挪动几米。慢性蠕动,一般一个季节只挪动几米。2、被动传播、被动传播 是是线线虫虫通通过过人人为为的的传传带带、种种苗苗的的调调运运、风风和和灌灌溉溉水水以以及及耕耕作农具的携带等进行远距离传播。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自然力传播中以水流传播,特别是灌溉水的传播最重要。寄寄生生于于植植物物地地下下部部组组织织的的线线虫虫:存存活活于于田田间间病病株株和和得得病病的的块块根根、块块茎茎、鳞鳞茎茎、球球
18、茎茎等等无无性性繁繁殖殖材材料料上上,也也能能存存活活于于病病株株残残体或土壤中。体或土壤中。寄寄生生于于植植物物地地上上部部的的线线虫虫:其其主主要要存存活活场场所所是是病病株株残残体体、二二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。线线虫虫存存活活期期的的长长短短与与体体内内贮贮藏藏的的物物质质以以及及环环境境有有关关,多多数数线线虫虫的的存存活活期期可可以以达达到到一一年年以以上上,鳞鳞茎茎球球茎茎上上的的线线虫虫和和小小麦麦粒粒线线虫存活期可长达虫存活期可长达2030年之久。年之久。三、线虫的传播 spread第14页/共38
19、页一、植物病原线虫的寄生一、植物病原线虫的寄生性性1、植植物物病病原原线线虫虫都都是是活活体体寄寄生生物物,少少数数寄寄生生在在高高等等植植物物上上的的线线虫虫也也能能寄寄生生真真茵茵,可可以以在在真真菌菌上上培培养养。但但到到目目前前为为止止,植植物物病病原线虫尚不能在人工培养基上很好生长和发育。原线虫尚不能在人工培养基上很好生长和发育。2、植植物物病病原原线线虫虫都都具具有有口口针针,这这是是穿穿刺刺寄寄主主细细胞胞和和组组织织的的结结构构,同同时时也也是是线线虫虫向向植植物物体体内内分分泌泌唾唾液液及及酶酶类类,再再从从寄寄主主细细胞胞内内吸收液态的养分的主要器官。吸收液态的养分的主要器
20、官。3、线虫的寄生方式线虫的寄生方式有有外寄生、半内寄生和内寄生外寄生、半内寄生和内寄生。外外寄寄生生:虫虫体体大大部部分分留留在在植植物物体体外外,仅仅以以头头部部穿穿刺刺到到寄寄主主的的细胞和组织内吸食细胞和组织内吸食,类似蚜虫的吸食方式。,类似蚜虫的吸食方式。半内寄生:半内寄生:仅虫体前部钻入根内取食仅虫体前部钻入根内取食。内内寄寄生生:整整个个虫虫体体侵侵入入根根组组织织内内,或或至至少少在在其其生生活活史史中中有有一一段时间整个虫体钻入根内取食。段时间整个虫体钻入根内取食。第三节第三节 植物病原线虫寄生性和致病性植物病原线虫寄生性和致病性第15页/共38页4、线线虫虫可可以以寄寄生生
21、植植物物的的各各个个部部位位。由由于于多多数数线线虫虫存存活活在在土土壤壤中中,因因此此,植植物物的的根根和和地地下下茎茎、鳞鳞茎茎和和块块茎茎等等最最容容易易受受侵侵染染。植植物物地地上上的的茎、叶、芽、花、穗等部位,都可以被各种不同种类的线虫寄生。茎、叶、芽、花、穗等部位,都可以被各种不同种类的线虫寄生。大大多多数数植植物物病病原原线线虫虫则则寄寄生生于于植植物物根根部部,有有些些线线虫虫主主要要侵侵染染和和危危害害植植物物茎茎、叶叶和和种种子子,如如粒粒线线虫虫属属(Anguina)、茎茎线线虫虫属属(Ditylenchus)和和滑滑刃线虫属刃线虫属(Aphelenchoides)中的某
22、些种。中的某些种。5、植植物物病病原原线线虫虫具具有有一一定定的的寄寄生生专专化化性性,它它们们都都有有一一定定的的寄寄主主范范围围。有有的的寄寄主主范范围围很很广广,如如根根结结线线虫虫的的一一个个种种可可以以寄寄生生许许多多分分类类上上很很不不相相近近的的植植物物。南南方方根根结结线线虫虫(Meloidogyne incognita)能能在在几几百百种种植植物物上上取取食食和和繁繁殖殖;而而另另一一些些根根结结线线虫虫种种类类则则只只能能在在少少数数几几种种植植物物上上取取食食和和生生殖。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。殖。如小麦粒线虫主要寄生小麦,偶尔寄生黑麦,
23、很少发现寄生大麦。线线虫虫种种内内的的不不同同群群体体间间也也存存在在寄寄生生专专化化性性差差异异,形形成成线线虫虫的的生生理小种。理小种。第16页/共38页二、植物病原线虫的致病二、植物病原线虫的致病性性 1 1、植植物物寄寄生生线线虫虫通通过过头头部部的的化化感感器器(侧侧器器),接接受受植植物物根根分分泌泌的的刺刺激激,并并且且朝朝着着根根的的方方向向运运动动。线线虫虫一一旦旦与与寄寄主主组组织织接接触触,即即以以唇唇部部吸吸附附于组织表面,以口针穿刺植物组织并侵入于组织表面,以口针穿刺植物组织并侵入。2 2、大大多多数数线线虫虫侵侵染染植植物物的的地地下下部部根根、块块根根、块块茎茎、
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