《植物病理学》课件.ppt
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1、第四节第四节 植物病原病毒植物病原病毒 “病毒(病毒(VirusVirus):包被在蛋白或脂蛋白保护性衣壳中,只包被在蛋白或脂蛋白保护性衣壳中,只能在适合的寄主细胞内完成自身复制的一个或多个基因组的能在适合的寄主细胞内完成自身复制的一个或多个基因组的核酸分子,又称分子寄生物核酸分子,又称分子寄生物”(普病)。(普病)。简单讲,简单讲,病毒是一类由核酸和蛋白质组成的非细胞状态的病毒是一类由核酸和蛋白质组成的非细胞状态的分子生物分子生物。病毒的特性:病毒的特性:分子寄生物,结构简单,主要有核酸和保护分子寄生物,结构简单,主要有核酸和保护性蛋白质衣壳。为专性寄生物。核酸复制和蛋白质合成需要性蛋白质衣
2、壳。为专性寄生物。核酸复制和蛋白质合成需要寄主提供原料和场所,由此导致寄主植物生病。寄主提供原料和场所,由此导致寄主植物生病。按寄主分按寄主分:植物病毒、动物病毒和寄生细菌的噬菌体。:植物病毒、动物病毒和寄生细菌的噬菌体。一、植物病毒一、植物病毒作为一门病毒学,仅有作为一门病毒学,仅有100100多年的历史。多年的历史。作为一种病原物,引起的病害及损失仅次于真菌,作为一种病原物,引起的病害及损失仅次于真菌,位居第二。其引起的损失,全世界年均位居第二。其引起的损失,全世界年均600600亿美元。亿美元。如如19781978年,大麦黄矮病大发生,加拿大曼尼托巴地区年,大麦黄矮病大发生,加拿大曼尼托
3、巴地区小麦损失小麦损失17001700万美元。万美元。195119516060年,美国大麦年,美国大麦60006000多完美元的损失。多完美元的损失。植物病毒也有利用的价值,如在开发基因工程的植物病毒也有利用的价值,如在开发基因工程的载体、转基因植物研究等方面,发挥了很大作业。载体、转基因植物研究等方面,发挥了很大作业。TMVTMV等。等。1、形态、结构与组分形态:基本形态为粒体,大多为球、杆、线状,少数弹状、杆菌状、双联体状。结结构构:由一个或多个核酸分子(DNA/RNA)包被在蛋白或脂蛋白衣壳中构成。绝大多数病毒粒体都只是由核酸和蛋白质衣壳(Capsid)组成,但少数弹状病毒粒体外有囊膜包
4、被。组成组成:核酸在内,蛋白质衣壳在外,称外壳。(1 1)蛋白质蛋白质:病毒的核酸决定蛋白质衣壳的氨:病毒的核酸决定蛋白质衣壳的氨基酸组成,大多只有一种蛋白。基酸组成,大多只有一种蛋白。植物病毒蛋白种类:结构蛋白(衣壳蛋白,只有植物病毒蛋白种类:结构蛋白(衣壳蛋白,只有一种一种多肽)和非结构蛋白(酶、运动蛋白)。多肽)和非结构蛋白(酶、运动蛋白)。(2 2)核酸:核酸:是核心,组成病毒的遗传信息是核心,组成病毒的遗传信息基因组,决定病毒的增殖、遗传、变异和致病性。基因组,决定病毒的增殖、遗传、变异和致病性。植物病毒基因组中的基因数从一个基因(卫星烟植物病毒基因组中的基因数从一个基因(卫星烟草坏
5、死病毒)的卫星病毒到十二个基因(植物呼肠草坏死病毒)的卫星病毒到十二个基因(植物呼肠弧病毒)。弧病毒)。2 繁殖繁殖:复制3传播和移动传播和移动:传播:株间;移动:植株体内;传播方式:介体传:依靠生物和生物活动非介体传:汁液、嫁接和花粉(随种子、苗木也为非介体传)介体传:(1 1)介体种类:)介体种类:昆虫、螨类、线虫、真菌、菟丝子,以昆虫、螨类、线虫、真菌、菟丝子,以昆虫为主。昆虫中有昆虫为主。昆虫中有400400多种(多种(70%70%是同翅目,如蚜虫,叶是同翅目,如蚜虫,叶蝉,飞虱),其中蝉,飞虱),其中200200多种为蚜虫,多种为蚜虫,130130多种为叶蝉。多种为叶蝉。(2 2)介
6、体与所传病毒之间的关系:)介体与所传病毒之间的关系:非循回型非循回型:口针型:口针型非持久性;(非子代传)非持久性;(非子代传)循回型循回型:非增殖型:非增殖型半持久性;半持久性;增殖型增殖型持久性;持久性;移动移动:植株体内:植株体内维管束移动(木质部和韧皮部);维管束移动(木质部和韧皮部);胞间胞间胞间联丝;胞间联丝;4分类和命名分类:19951995年年,国国际际病病毒毒分分类类委委员员会会(InternationalInternationalCommitteeCommitteeononTaxonomyTaxonomyofofViruses,Viruses,ICTVICTV)在在第第六六
7、次次报报告告中中,将将植植物物病病毒毒实实现现了了按按科科、属属、种种的的分分类类方方案案。并并将将植植物物病病毒毒分为分为9 9个科个科4747个属,个属,729729个种(其中有些属、种尚未确定)。个种(其中有些属、种尚未确定)。株系:是是病病毒毒种种下下的的变变种种,它它是是一一种种病病毒毒自自然然存存在在着着的的若若干干性性状状不不同同的的粒粒体体。类类似似真真菌菌的的小小种种。性性状状指指:氨氨基基酸酸序序列列、核核苷苷酸酸序序列列、致致病病性性等等。当当分分离离到到一一种种病病毒毒,不不能能确确定定其分类地位时,称其为其分类地位时,称其为“分离物分离物”或或“分离株分离株”。命名:
8、不不采采用用拉拉丁丁双双名名法法。以以寄寄主主英英文文俗俗名名加加症症状状来来命命名名。如如烟烟草草花花叶叶病病毒毒为为TobaccoTobaccomosaicmosaicvirus,virus,缩缩写写为为TMVTMV;黄黄瓜瓜花花叶叶病病毒毒CucumberCucumbermosaicmosaicvirus,virus,缩缩写写为为CMVCMV等等;科科、属属名名书写时用斜体,而种和株系的书写不用斜体。书写时用斜体,而种和株系的书写不用斜体。5植物病毒的鉴定(1 1)生物学实验生物学实验鉴别寄主法;鉴别寄主法;鉴别寄主鉴别寄主:用来鉴别病毒或其株系的具有特定:用来鉴别病毒或其株系的具有特定
9、症状反应的植物。症状反应的植物。目的:目的:致病性和侵染性;传染方式;症状;寄致病性和侵染性;传染方式;症状;寄主范围。主范围。(2 2)电镜电镜:高度放大后的病毒形态和大小:高度放大后的病毒形态和大小(3 3)血清学技术血清学技术:病毒抗原和专化性抗体的:病毒抗原和专化性抗体的特异性结合。特异性结合。ELISAELISA(4 4)核酸杂交技术核酸杂交技术:病毒核酸和同源探针的:病毒核酸和同源探针的碱基互补性;如碱基互补性;如PCRPCR(5)理化特性:致死温度(致死温度(TIPTIP)处理处理1010分钟使病毒丧失活性的分钟使病毒丧失活性的最低温度;最低温度;稀释限点(稀释限点(DEPDEP
10、):保持病毒侵染性的最高稀释度;保持病毒侵染性的最高稀释度;用用1010-1-1,1010-2-2,表示。表示。体外存活期(体外存活期(LIVLIV):在室温(在室温(20202222)下,病毒)下,病毒抽提液保持侵染性的最长时间。抽提液保持侵染性的最长时间。沉降系数和分子量:沉降系数和分子量:沉降系数沉降系数S S是指一种物质在是指一种物质在2020水中在水中在1 1达因(达因(1/9811/981g g)的引力场中沉降的速度。的引力场中沉降的速度。光谱吸收特性光谱吸收特性:蛋白质和核酸都能吸收紫外线,蛋白:蛋白质和核酸都能吸收紫外线,蛋白质的吸收高峰在质的吸收高峰在280280nmnm左右
11、,核酸在左右,核酸在260260nmnm左右,因此,左右,因此,260/280260/280比值可以表示病毒核酸含量的多少,用于区分不比值可以表示病毒核酸含量的多少,用于区分不同的病毒。同的病毒。6病毒病害及症状局部侵染和系统性侵染变色:花叶病坏死:畸形:小麦黄矮病等;7 类病毒:类病毒:是较小分子量的具有很高碱基配对的单链环状RNA,无蛋白质外壳、耐热(可忍耐100度高温)、高度侵染活性(50-100分子即可侵染成功,病毒100万个粒体以上才行)、局限存在部位(只发现于细胞核)、不显性侵染(常不显症)、传播方式简单(种子、农具、嫁接刀等,很少靠虫传和其他节肢动物传)。第四节植物病原线虫线虫(
12、线虫(nematodesnematodes),又称蠕虫,是一类又称蠕虫,是一类低等无低等无脊椎动物脊椎动物。归属动物界中无脊椎动物的。归属动物界中无脊椎动物的线形动物线形动物门、线虫纲门、线虫纲。可寄生人、动物和植物体内。寄生。可寄生人、动物和植物体内。寄生植物的称植物病原线虫。植物的称植物病原线虫。线虫在自然界中分布广、种类多。目前全世界线虫在自然界中分布广、种类多。目前全世界已已发现线虫发现线虫5050余万种余万种,是仅次于昆虫的一大类群,是仅次于昆虫的一大类群动物。动物。植物寄生线虫有植物寄生线虫有207207属,属,48324832个种个种(19901990年年统计资料)。统计资料)。
13、线虫引起的植物病害称线虫引起的植物病害称线虫病线虫病,如小麦粒线虫,如小麦粒线虫病、水稻、花生根结线虫病、大豆胞囊线虫病等。病、水稻、花生根结线虫病、大豆胞囊线虫病等。一、形态、结构线虫多为不分节的、表面光滑的、透明或半透线虫多为不分节的、表面光滑的、透明或半透明的线形体,两头尖。明的线形体,两头尖。寄寄生生人人和和动动物物的的很很大大,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0.3-10.3-1mmmm,也也有有长长达达4 4mmmmmmmm。许许多多植植物物病病原原线线虫虫由由于于很很细细,虫虫体体多多半半透透明明,肉肉眼眼看看不见。不见。植植物物病病原原线线虫虫,多多
14、为为线线形形,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熟后后膨膨大大呈柠檬形或梨形。如胞囊线虫。呈柠檬形或梨形。如胞囊线虫。植植物物病病原原线线虫虫有有雌雌、雄雄之之分分,雌雌虫虫一一般般较较雄雄虫虫大。大。线虫的结构简单,虫体有体壁和体腔,体腔内线虫的结构简单,虫体有体壁和体腔,体腔内有消化、神经、生殖等系统的器官,其中消化、生有消化、神经、生殖等系统的器官,其中消化、生殖系统发达。体壁的最外一层是平滑有花纹的不透殖系统发达。体壁的最外一层是平滑有花纹的不透水的表皮层,为角质层,起保护作用。角质层的里水的表皮层,为角质层,起保护作用。角
15、质层的里面是下皮层,再里面是肌肉层,其功能是起运动作面是下皮层,再里面是肌肉层,其功能是起运动作用。体壁透明,体腔装满了体腔液,体腔液湿润各用。体壁透明,体腔装满了体腔液,体腔液湿润各个器官,并提供营养物质和氧气,类似血液。起着个器官,并提供营养物质和氧气,类似血液。起着呼吸和循环系统的作用。呼吸和循环系统的作用。线虫靠口腔中的口针穿刺植物,吸取汁液。线虫靠口腔中的口针穿刺植物,吸取汁液。二、繁殖除少数孤雌生殖外,大部分雌雄交配(雄虫死亡、雌虫产卵)产卵卵孵化成幼虫蜕皮3-4次成虫。主要在幼虫危害植物。线虫完成生活史所需要的时间不同,有的几天、几星期、甚至一年。雌虫产卵一般300-500个,卵
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