植物免疫学2
植物免疫学的植物免疫系统与病原识别
植物免疫学的植物免疫系统与病原识别植物是地球上最重要的生物之一，作为自养生物，它们需要与环境中的各种生物和非生物因素进行相互作用。
然而，植物也容易受到病原体的侵袭，这使得植物免疫系统的研究变得至关重要。
在植物免疫学领域，研究人员致力于了解植物如何感知和响应病原体的入侵，以及植物免疫系统的工作原理。
一、植物免疫系统的基本组成植物免疫系统是由一系列复杂而高度协调的信号传导网络组成的。
它包括两类免疫反应，即PAMPs-PRRs免疫和R基因介导的免疫。
PAMPs-PRRs免疫是植物感应病原体模式识别的一种普遍机制。
在这种免疫反应中，植物通过感受病原相关分子样式（PAMPs）来识别病原体，而这些PAMPs则会被植物特异性受体（PRRs）所结合。
一旦病原体与PRRs结合，植物免疫系统便会启动一系列防御反应，包括产生促进病原体杀伤的物质和激活激素信号通路。
另一种免疫反应是R基因介导的免疫，它是通过感知和响应病原体特异性效应器蛋白（效应蛋白）的功能损失来实现的。
这些效应蛋白可以与病原体分析物（如蛋白酶、酶解酶等）相互作用，并触发免疫应答。
R基因可以识别病原体所释放的效应蛋白，并通过激活相关的信号途径来引发免疫反应。
二、植物免疫系统中的病原识别机制植物免疫系统中的病原识别机制是植物与病原体相互作用中的关键步骤。
植物主要依靠感应受体来识别病原体。
最常见的感应受体是PRRs和R蛋白。
PRRs可以识别病原体PAMPs，并在识别到它们后激活免疫反应。
而R蛋白则是一类能够直接识别病原体效应蛋白的受体，当R蛋白与效应蛋白结合后，它们会触发一系列免疫反应。
植物免疫系统中的病原识别还涉及到多个信号通路，其中包括激酶-Ca2+通道信号轴、MAPK信号通路、激素信号通路等。
这些信号通路的激活与病原体识别密切相关，通过这些信号通路的活化，植物可以调节免疫反应的程度和方向。
三、植物免疫系统的抗病反应一旦植物感知到病原体的入侵，植物免疫系统会启动一系列的抗病反应。
植物免疫学
植物免疫学第一章绪论Table of Contents1.1 抗病性利用与植物病害防治植物病害是作物生产的最大威胁之一▪1844—1846年，马铃薯晚疫病流行，造成爱尔兰饥荒▪1870年，咖啡锈病流行，斯里兰卡的咖啡生产全部毁产▪1942年，水稻胡麻斑病流行，造成孟加拉饥荒▪1950年，小麦条锈病大流行，我国损失小麦120亿斤▪1970年、1971年，玉米小斑病流行，美国玉米遭受重大损失1.1 抗病性利用与植物病害防治抗病性利用在植物病害防治中的作用▪利用抗病性来防治植物病害，是人类最早采用的防治植物病害的方法▪“综合治理”策略中，抗病性利用是最基本、最重要的措施▪经济、简便、易行，且不污染环境1.2 植物免疫学1.2.1 植物免疫学植物免疫学（plant immunology）是关于植物抗病性原理和应用的综合学科，以植物与病原物的相互作用为主线，探索植物免疫的本质，合理实行人为干预，以达到有效而持久控制植物病害的目的植物病理学的一门新兴分支学科系统研究植物的抗病性的类型、机制和遗传、变异规律及植物抗病性合理利用，使其在植物病害防治中发挥应有的作用1.2 植物免疫学1.2.2 植物免疫学的研究内容①植物抗病性的性质、类型、遗传特点和作用机制②植物病原物致病性的性质、类型、遗传特点和作用机制③植物与病原物的识别机制和抗病信号的传递途径④植物抗病性鉴定技术、抗病种质资源、抗病育种和抗病基因工程⑤病原物群体毒性演化规律、监测方法和延长品种抗病性持久度的途径和方法⑥人工诱导植物免疫的原理和方法1.2 植物免疫学1.2.3 植物免疫学与其它学科的关系▪以植物病理学、生物化学、遗传学和分子生物学为基础▪基础理论层面：与植物病原学、植物生理学、真菌生理学、细胞学、生物物理学等学科有密切关系▪应用层面：与植物育种学关系最密切，与植物保护学、作物栽培学、植物遗传工程、农业生物技术、田间试验与统计等学科有密切关系▪在植物病理学各分支学科中，植物免疫学与生理植物病理学、分子植物病理学最接近，内容有所重叠，但学科范畴和侧重点不同1.3 植物免疫学发展简史1.19世纪中期至20世纪初期阶段（萌芽阶段）•1380年，英国选种家J. Clark用马铃薯“早玫瑰”品种与“英国胜利”杂交育成抗晚疫病品种“马德波特∙沃皮特”•L. Liebig，1863发现增施磷肥可提高马铃薯对晚疫病的抗性，偏施氮肥可加重发病•1896年，J. Eriksson和E. Hening发现小麦对锈病的反应有严重感染、轻度感染和近乎完全抵抗3种类型，并建议在生产上应用近乎完全抵抗的品种•1879年和1894年，Shrodter和Eriksson先后发现醋梨锈病菌（Puccinia caricis）和禾谷类秆锈菌（Puccina graminis）有寄生专化现象1.3 植物免疫学发展简史2.20世纪30〜70年代（学科体系建立和完善的阶段）（一）开始建立了遗传学理论•1900年，G. J. Mendel的遗传定律被重新肯定，为植物抗病性的研究和利用提供了遗传学理论•1905年，R. H. Biffen用小麦抗条锈品种American Club与感锈品种Michigan Bronze杂交和用大麦抗白粉病品种与感病品种杂交证明，植物的抗病性不但可以遗传，而且是按照孟德尔的遗传定律遗传•1909年N. A. Orton用栽培种西瓜Eden与饲料西瓜Citon杂交，并按照孟德尔的遗传定律在子2代和子3代继续选择，选出了抗萎蔫病食用西瓜“胜利者”（二）发现病菌有生理分化现象▪1917年，E. C. Stakman和F. J. Piemeisel发现小麦秆锈菌内有生理小种的分化（三）开始研究病原菌致病性的遗传和变异▪1904年，Blackeslee发现毛霉菌有异宗配合现象▪1927年，G. H. Criegie发现秆锈菌有异宗配合现象▪1932年，A. F. Hansen和Smith还在半知菌中发现有异核性（四）提出了一些有关植物免疫机制的学说▪Ward，1902，毒素和抗毒学说▪Comes，1910，酸度学说▪Dougal，1910，渗透压学说▪Rivera，1913，膨压学说▪Κричевский，1916，抗体、拟抗体学说▪瓦维洛夫，1919，植物免疫发生学说▪瓦维洛夫，于1939年出版了“植物对侵染性病害的免疫学”专著20世纪中期阶段▪H. H. Flor，1942，提出“基因对基因”假说（gene-for-gene hypothesis）▪植物病原菌致病性的遗传和变异研究：病菌可以通过准性生殖（parasexualism）产生变异（Pontecorvo，1953）；▪在植物抗病性的遗传变异规律和寄主与病原物相互关系方面取得了较大进展▪开始物理、化学和人工免疫研究▪在植物抗病机制方面做了大量研究，提出了一些新的假说。
植物免疫学
植物免疫学名词1.生理小种：是病原菌种、变种或专化型内形态特征相同，但生理特性不同的类群，可以通过对寄主品种的致病性，即毒性的差异区分开来。
2.变种：除了寄生专化性差异外形态特征和生理性状也有所不同。
3.专化型：并无形态差异，但对寄主植物的属和种的专化性不同。
4.致病变种：细菌在种下设置致病变种，系以寄主范围和致病性来划分的组群，相当于真菌的专化型。
5.毒素：是植物病原真菌和细菌在代谢过程中产生的小分子非酶类化合物，亦称微生物毒素，能在非常低的浓度范围内干扰植物正常的生理功能，诱发植物产生与微生物侵染相似的症状。
6.定性抗病性：抗病性若用定性指标来衡量和表示，则称为定性抗病性，亦称为质量抗病性。
7.定量抗病性：用定量指标来表示的抗病性称为定量抗病性，亦称数量抗病性。
衡量抗病性的定量指标种类很多，如发病率、严重度、病情指数等。
8.病害反应型：即是一种定性指标，它反映了寄主和病原物相互斗争的性质。
9.主动抗病性：诱导性状所确定的抗病性为主动抗病性，是病原物侵染所诱导的。
最典型的为过敏性坏死坏死反应。
10.防卫反应：植物主动抗病性反应也称为防卫反应，防卫反应的发生反应了侵染诱导的植物代谢过程的改变。
11.过敏性反应：又称过敏性坏死反应，简称HR反应，指植物对不亲和性病原物侵染表现高度敏感的现象。
发生此反应时，侵染点细胞及其邻近细胞迅速死亡，病原物受到遏制。
12.主效基因抗病性：由单个或少数几个主效基因控制被称为单基因抗病性或寡基因抗病性，统称为主效基因抗病性。
13.微效基因抗病性：由多数基因控制，各个基因单独作用微小，这称为多基因抗病性或微效基因抗病性。
14.幽灵效应：被病原菌克服的主效基因对定量抗病性有所贡献，但并不能用以完全说明定量抗病性，主效基因抗病性这种作用被称为残余效应或幽灵效应。
15.小种专化抗病性：农作物品种的抗病性可能仅仅对某个或某几个小种有效，而不能抵抗其他小种，这种抗病性类型是小种专化性抗病性。
《植物免疫学》PPT课件
三、避病、抗病、耐病和抗再侵染
• 1、避病：抗接触
• 2、抗病：抗侵入、抗扩展、抗繁殖
• 3、耐病：抗损害
• 4、抗再侵染：诱导抗病性或获得性免疫
四、被动抗病性和主动性抗病性
• 被动抗病性指植物受侵染前即已具备的、 或说是不论会否与病原物遭遇也必然具备 的某些既存性状,当受到侵染即起抗病作用. 主动抗病性指受侵染前并不出现、 或说是 不受侵染便不会表现出来的遗传潜能,而当 受到侵染的激发后才立即产生一系列保卫 反应而实现出的抗病性,又叫保卫反应,这 在第三章还要详细讨论。
二、抗病性的进化观
• 2、多元进化论（Vanderplank, 1978）
活体营养（biotrophy）和死体营养 （necrotrophy）是两种并存的现象，各有 其不同的进化来源。在病程中，这两种现 象不是互相排斥的，死体营养可以逐步取 代活体营养。活体营养寄生现象可能源于 互利共生的平衡破坏。
二、抗病性的遗传观
• 1、抗病性是遗传规定的潜能，遇到病原物侵染后 才得以表现，其具体表现还依病原物致病性如何 而异。 • 2、抗病性的表现型实际上是寄主-病原物的结合 体的表现型，抗病性的遗传研究需要从结合体的 表现型和病原物的基因型推知寄主抗病性的基因 型。 • 3、寄主的抗病性基因型和病原物的致病性基因型 是相互选择的进化产物，有其对应关系，如“基 因对基因关系”。 • 4、寄主和病原物双方群体间的相互选择导致各自 遗传结构的变化，这便是抗病性的群体遗传学。二、抗 Nhomakorabea性的生理观
• 1、腐生为主的杀生物：死体营养为主，为害方式 较为粗暴，常以毒素/和酶杀伤寄主原生质、消解 寄主组织，再行取食。 寄主：以坚强的组织结构、或以抑制、破坏或 抗耐毒素和酶的机制来抵抗病原物。 • 2、专性寄生物： 初期不杀伤寄主原生质，和 平共处，从而夺取寄主的营养物质，进行活体营 养。 寄主：通过过敏性坏死或以营养和代谢上的种 种不合作来抑制病原物的发育。 • 3、抗病性不是一种简单性状的表现，而是寄主病原物间十分复杂的相互作用的过程。
《植物免疫学》课件
05
植物抗虫性
植物抗虫性的类型与特点
抗虫性类型
根据植物对昆虫的抗性程度，可分为 抗生性、耐害性和避害性。
抗虫性特点
植物抗虫性具有多样性、持久性和协 同性等特点，能够抵御不同种类和数 量的昆虫侵害。
基因克隆与表达分析技术
基因克隆
通资源。
表达分析
利用分子生物学技术，如PCR、基因芯片等，检测抗病基因在植物体内的表达情况，了 解其在抗病过程中的作用。
蛋白质组学与生物信息学技术
蛋白质组学
研究植物在抗病过程中的蛋白质表达谱变化，揭示抗病 的分子机制。
。
植物抗虫性研究的应用与实践
抗虫品种选育
通过植物抗虫性研究，选育具有优良抗虫性能的 农作物品种，提高农业生产效益。
生物防治技术
利用植物抗虫性原理，开发生物防治技术，减少 化学农药的使用，保护生态环境。
生态农业实践
将植物抗虫性研究应用于生态农业实践中，实现 农业的可持续发展。
06
植物免疫学研究方法与技术
植物抗病性的分子机制
总结词
阐述植物抗病性的分子机制，包括信号转导 、防御基因表达和抗病相关物质的合成。
详细描述
植物抗病性的分子机制涉及复杂的信号转导 过程，当植物受到病原体侵染时，会触发一 系列信号转导反应，诱导防御基因的表达和 抗病相关物质的合成。这些物质包括抗菌蛋 白、酶类、植物激素等，它们在抵御病原体 侵害中发挥重要作用。
THANK YOU
生物信息学
利用计算机科学和统计学方法，对大规模基因组和蛋白 质组数据进行处理和分析，挖掘抗病相关的基因和蛋白 质。
植物免疫学 简答题
1，植物的抗病性类别有哪些？1)寄主抗病性和非寄主抗病性2)基因抗病性和生理抗病性3)避病、耐病、抗病、抗再侵染4)被动抗病性和主动抗病性5)主效基因抗病性和微效基因抗病性6)垂直抗病性和水平抗病性2，侵染力的指标有哪几个1)孢子萌发速度2)定植速度3)产孢速度3，病原物侵袭手段有哪些？举例说明1)机械伤害大麦网斑病、葡萄黑痘病2)酶解3)毒素黄曲霉毒素4，毒素的作用机理是什么？1)对细胞膜的破坏2)对线粒体的破坏3)对叶绿体的破坏4)影响DNA表达5，致病毒素可分为哪几种？1)选择性毒素hv、hs、hmt2)非选择性毒素黑斑毒素6，生长调节性物质有哪几种？作用各是什么？1)生长素低浓度促进植物生根、发芽，高浓度抑制2)赤霉素保花保果、打破休眠、治疗病害3)细胞分裂素促进细胞分裂，组织培养，促进器官形成4)乙烯抑制生长，促进果实成熟。
去雄催熟保花提高作物品质7，植物病原菌生理小种鉴定的原理及程序是什么？原理：根据供试菌系在寄主上的感抗反应来鉴别小众的类型1)病叶采集2)菌种繁殖3)接种鉴别寄主4)发病调查记载5)小种和新小种的确定8，柯赫氏法则包括什么容？1)这种微生物的的发生往往与某种病害有联系，发生这种病害往往就有这种微生物存在2)从病组织上可以分离得到这种微生物的纯培养并且可以在各种培养基上研究它的性状3)将培养的菌种接种到健全的寄主上能又发出与原来相同的病害4)从接种后发病的寄主上能再分离培养得到相同的微生物9，症状的类型？1)典型症状2)综合症3)并发症4)隐症现象10，病害发生后光合作用的变化？1)光合速率，降低2)叶绿体功能，数量减少、形态和大小改变、片层损伤、体膜跑囊化、叶绿体核糖体含量下降。
3)光化学反应，活性降低4)二氧化碳吸收量，降低5)光合碳同化，速率降低6)光合产物积累及运输，受阻11，病害发生后核酸和蛋白质的变化？核酸：1)病原真菌：侵染前期，叶肉组织RNA含量增加，侵染中后期，RNA含量下降。
植物生物学中的植物免疫系统
植物生物学中的植物免疫系统在植物生物学中，植物免疫系统起着至关重要的作用。
植物在面对外界的各种生物和非生物胁迫时，能够通过一系列的免疫反应来保护自身免受损害。
本文将重点介绍植物免疫系统的组成和机制。
一、植物免疫系统的组成植物免疫系统是由两个基本组成部分构成：固有免疫和后天免疫。
1. 固有免疫固有免疫是植物一直携带的免疫系统，类似于人类的先天免疫。
植物的外表皮、表皮细胞、细胞壁和某些化合物等都具有防御作用。
固有免疫通过植物体表的化学物质和物理结构来阻止病原体的侵入。
此外，固有免疫还通过产生抗菌肽和酶来杀死或抑制入侵的病原体。
2. 后天免疫后天免疫是植物在感染病原体后产生的特异性免疫反应。
植物通过感知病原体侵入后，激活一系列的信号传导路径来启动免疫响应。
这些信号传导路径包括激活特定的抗原识别受体、介导降解病原体的酶系统以及产生一系列的防御蛋白质等。
后天免疫能够识别并清除病原体，从而保护植物免受疾病的侵害。
二、植物免疫系统的机制植物免疫系统主要通过以下几个机制来保护植物免受病原体的侵害。
1. PAMPs-PRRs识别机制PAMPs（Pathogen-Associated Molecular Patterns，病原体相关分子模式）是病原体上广泛存在的特定分子，而PRRs（Pattern Recognition Receptors，模式识别受体）是植物细胞上能够识别PAMPs的受体。
当病原体入侵植物细胞时，PAMPs与PRRs结合，激活后继的免疫反应。
2. 内源性免疫激活内源性免疫激活是指植物通过感知细胞内部异常信号或胁迫信号来启动免疫反应。
这些异常信号可以是由病原体释放的效应蛋白、ROS （Reactive Oxygen Species，活性氧物种）的积累以及植物细胞内部的一些胁迫信号。
这样的免疫激活是一种重要的后天免疫反应机制。
3. 器官间信号传递植物的不同器官之间可以通过信号传导来进行免疫反应的调控。
植物免疫学-抗原抗体反应
抗原抗体反应概述
抗原与抗体的定义
抗原是能够引起免疫反应的物质， 而抗体是由免疫系统产生的能够 特异性识别并结合抗原的蛋白质。
抗原抗体反应的过
程
包括抗原的识别、抗体的产生以 及抗原抗体结合后的效应等阶段， 是植物免疫应答的核心环节。
抗原抗体反应的意
义
在植物免疫学中，抗原抗体反应 不仅揭示了植物与病原体相互作 用的分子机制，还为植物病害的 诊断和防治提供了新的思路和方 法。
种的推广和应用提供依据。
植物免疫学在生物防治中的应用
01
02
03
生物农药研制
利用植物免疫学原理，研 制具有抗病、杀虫作用的 生物农药，减少化学农药 的使用。
生物防治策略制定
根据植物免疫学原理，制 定针对特定病害的生物防 治策略，提高防治效果。
天敌资源的利用
利用植物免疫学方法，发 掘和利用天敌资源，控制 有害生物的发生和危害。
03 抗原
抗原的定义和分类
抗原定义
抗原是指能与T细胞、B细胞的TCR或BCR结合，促使其增殖、分化，产生致敏淋巴细胞或抗体，并与之结合，进 而发挥免疫效应的物质。
抗原分类
根据抗原性质分为完全抗原和不完全抗原。完全抗原简称抗原，是一类既有免疫原性，又有免疫反应性的物质； 不完全抗原又称半抗原，是只具有免疫反应性而无免疫原性的物质。
植物免疫系统的特点
非特异性免疫
植物免疫系统能够识别并抵御多种病原体，具有非特异性免疫的特 点。
多层次防御
植物免疫系统包括多个层次的防御机制，从细胞壁到细胞内，从局 部到整体，形成全方位的防御体系。
与环境互作
植物免疫系统受到环境因素的影响，如温度、湿度、光照等，同时 也与土壤中的微生物群落存在密切互作关系。
植物免疫学 精华版
利用抗病性来防治植物病害，是人类最早采用防治植物病害的方法。
也是最为经济、安全、有效地防病、控病技术。
是当今最受欢迎的防病技术植物免疫学（plant immunology）是一门专门研究植物抗病性及其应用方法的新兴科学。
系统研究病原物的致病性及其遗传规律，植物抗病性的分类、抗病机制、遗传和变异规律、病原物与寄主植物之间相互作用及其应用方法1905年比芬证明小麦抗条锈病符合孟德尔遗传规律。
1917年，Stakman 发现小麦杆锈菌内有生理小种的分化Flor 1942 “基因对基因假说（gene-for-gene hypothesis），开启了寄主病菌互作及植物抗病机制的研究。
1992年克隆了第一个植物抗病基因，即玉米的Hm1基因。
1993年克隆了首个符合基因对基因关系的R基因番茄的Pto基因植物抗病性是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展，减轻发病和损失程度的一类特性。
抗病性和植物其他性状一样，都是适应性的一种表现，是进化的产物。
协同进化——在长期的进化中，寄主和病原物相互作用，相互适应，各自不断变异而又相互选择，病原物发展出种种形式和程度的致病性，寄主也发展出种种的抗病性，这就叫协同进化专性寄生物，不杀死寄主，和平共处，寄主植物产生过敏性坏死反应进行抵抗被动抗病性，指植物受侵染前就具备的、或说是不论或否与病原物遭遇也必然具备的某些既存现状，当受到侵染即其抗病作用。
主动抗病性，指受侵染前并不出现、或不受侵染不会表现出来的遗传潜能，而当受到侵染的激发后才立即产生一系列保卫反应而表现出的抗病性，又叫这种抗病性为保卫反应。
持久抗病性——某品种在小种易变异的地区，多年大面积种植，该品种抗病性始终未变，则这一抗病性为持久抗病性，或极可能为持久抗病性。
在小种—品种水平上的致病力称为毒性小种间侵袭力的差异是在对品种有毒力的条件下比较的，小种—品种间无特异性相互关系，为数量性状。
毒素是病原物分泌的一种在很低浓度下能对植物造成病害的非蛋白类次生代谢物质生理小种是种、变种或专化型内在形态上无差异，但对不同品种的致病力不同的生物型或生物型群所组成的群体。
植物免疫学了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应
植物免疫学了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应植物免疫学：了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应随着对植物及其免疫系统研究的不断深入，植物免疫学成为了一个备受关注的领域。
植物作为自然界中最早出现的生物之一，同样需要一套免疫反应机制来保护自身免受病原微生物的侵害。
本文将探讨植物在抵抗病原微生物时的免疫反应，从分子层面到细胞层面进行全面解析。
免疫感知与信号传递植物对于病原微生物的感知主要依靠两种类型的受体蛋白，即表型相关受体蛋白（PAMPs）和效应蛋白。
前者可以感知到常见的微生物特征，如细菌和真菌的表面分子，后者则能够识别到病原微生物释放的效应分子。
植物受体蛋白能够通过结合这些分子来启动免疫反应。
当受体蛋白与病原微生物相关分子结合后，信号传递过程得以启动。
这一过程中，植物细胞会释放多种信号分子，以激活免疫反应。
其中，激活植物抗病基因的信号通路特别值得关注。
这类基因编码的抗病蛋白会参与到抗病能力的调控中，从而提高植物的免疫反应能力。
免疫反应细胞过程在受到病原微生物的侵袭后，植物组织会迅速做出反应，形成细胞壁增厚、细胞水肿等防御性结构改变。
同时，植物会启动一系列的免疫反应细胞过程，通过细胞间的信号传递来增强免疫系统的整体应对能力。
一种重要的免疫反应是细胞死亡程序的激活。
植物中的细胞死亡过程被称为程序性细胞死亡（PCD），通过快速清除被感染的细胞而遏制病原微生物的传播。
此外，PCD还能引发特殊途径的防御反应，如病斑形成和细胞壁增厚。
植物免疫反应的调控植物免疫反应的调控是一个复杂的过程，需要多个信号通路的参与。
这些信号通路包括疫病互作素（elicitor）途径、激素信号途径和代谢途径等。
其中，植物激素在免疫反应中发挥着重要作用。
水杨酸（SA）途径是植物免疫反应中最为典型的信号通路。
SA通过调节一系列基因表达，参与抗病基因的激活以及细胞壁增厚等免疫反应。
除了SA途径外，还有其他重要的植物激素信号通路，如茉莉酸（JA）和乙烯（ET）途径，它们与抗病基因的激活密切相关。
【2019年整理】植物免疫学考试总结
第一章绪论1植物免疫学的概念与研究内容植物免疫学：是一门专门研究植物抗病性及其应用方法的科学。
它是植物病理学的一门新兴分支学科。
研究内容：（1）植物的抗病性（2）植物抗病性和病原物致病性之间的相互关系。
植物免疫学是研究病原物的致病性，植物的抗病性及两者之间相互作用的科学。
（3）植物病原物的致病性2植物免疫学与其它学科的关系：（1）植物免疫学是以有关学科为基础发展起来的一门新兴学科。
有关基础学科：如植物生理学、植物生物化学、植物遗传学、群体遗传学、作物栽培学、普通植物病理学、农业植物病理学等。
（2）相关新兴学科的发展使植物免疫学更加成熟和完善有关新兴学科：如分子生物学、分子遗传学、分于植物病理学等。
4 学习与研究植物免疫学的重要性：防治植物病害必须采取综合治理策略，而应用抗病品种是植物病害综合治理的最基本和最重要的途径。
第二章植物的抗病性第一、二节植物抗病性的概念和被动抗病性一植物抗病性的概念：➢抗病性：植物体减轻或克服病原物致害作用的可遗传特性。
➢广义的抗病性：是指植物一切与避免、中止或阻滞病原物的侵入与扩展，减轻发病和损失程度有关的一类特性。
➢狭义的抗病性：仅指植物抵抗病原物侵入、扩展和繁殖的性状。
植物抗病性的特点：1.抗病性的产生和发展，是植物与其病原生物在长期的协同进化中相互适应，相互选择的结果。
2.抗病性是植物普遍存在的，相对的性状。
3.植物抗病性是植物的遗传潜能，其表现受寄主－病原互作性质、遗传背景和环境条件的共同影响。
4.人类生产活动的需求和基础科学的发展，始终推动着植物抗病性研究。
二植物的被动抗病性被动抗病性：植物固有性状所确定的抗病性。
被动抗病性还可根据抗病因素的性质划分为：物理抗病性；化学抗病性两类。
（一）物理的被动抗病性因素：植物被动抗病性的物理因素是植物固有的形态结构特征，它们主要以其机械坚韧性和对病菌酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入与扩展。
1植物体表的形态和结构蜡质层与角质层形态（抗侵入）；钙化作用（表皮层细胞壁）；硅化作用（表皮层细胞壁）；自然孔口的特点（气孔、皮孔、水孔、蜜腺）2木栓化组织木栓化组织的细胞壁和细胞间隙充满了木栓质。
植物免疫学试题与答案
一．名词解释：1.抗病性(resistance)—是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展，减轻发病和损失程度的一类特性。
抗病性是指寄主植物抵抗或抑制病原物侵染的能力。
不同植物对病原物抗病能力的表现有差异。
2.避病性（avoidance）：植物因不能接触病原物或接触的机会减少而不发病或发病减少的现象。
植物可能因时间错开或空间隔离而躲避或减少了与病原物的接触，前者称为“时间避病”，后者称为“空间避病”。
3.病情指数（disease index）：是全面考虑发病率与严重度两者的综合指标。
4.毒素（toxin）：是植物病原真菌和细菌代谢过程中产生的，能在非常低的浓度范围内干扰植物正常生理功能，对植物有毒害的非酶类化合物。
5.抗病性（resistance to disease）：是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展，减轻发病和损失程度的一类特性。
6.耐病性（tolerance）：一些寄主植物在受到病原物浸染以后，虽然表现明显的病害症状，甚至相当严重，但仍然可以获得较高的产量。
有人称此为抗损害性或耐害性。
7.真菌（fungus）：是具有细胞核、能产孢而无叶绿素的生物。
它们一般都能进行有性或（和）无性繁殖，并常有分枝的丝状营养体，典型的具有几丁质或纤维素的细胞壁。
8. 植物保卫素（phytoalexin）：是植物受到病原物侵染后或受到多种生理的、物理的刺激后所产生或积累的一类低分子量抗菌性次生代谢产物。
也称为植物抗毒素，它是由植物——病原物相互作用或者作为伤害和其他生理刺激而产生的一种抗生素。
泛指对病原物有杀伤作用从而减轻对植物的侵染和致病能力的非酶类小分子化合物。
植物保卫素对真菌的毒性较强.9.准性生殖（parasexuality）：指异核体真菌菌丝细胞中两个遗传物质不同的细胞核可以结合成杂合二倍体的细胞核，这种二倍体细胞核在有丝分裂过程中可以发生染色体交换和单倍体化，最后形成遗传物质重组的单倍体的过程。
《植物免疫学》课件
运输蛋白
植物依靠运输蛋白将信号分子、 毒素、抗性蛋白转运至需要的位 置。
植物对病原微生物的响应
PTI和ETI
植物免疫分为PAMPtriggered immunity和 effector-triggered immunity 两个部分。植物细胞通过 PAMPs和effector识别，来 对环境作出快速响应。
致病菌如何规避植物免疫系统
启动系统
某些病原微生物的外膜含有活性 组分，可以通过启动植物的免疫 系统以实现其自身定植和杀菌。
分泌抑制剂
致病微生物可以释放化合物来直 接干扰植物固有免疫系统的信号 传递、生长发育进程以及其他代 谢途径。
模仿激素
一些病原微生物能够合成类似植 物激素的化学物质，趁机干扰植 物激素信号。
免疫芯片可以更快速准确 地检测病原菌，避免植物 受到病原微生物的侵害。
植物激素及其在免疫中的作用
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乙烯（Ethylene）
乙烯激素是一类重要的植物激素，它对植物的生长发育和免疫系统都有影响。
2
激素交互作用
不同的激素可以通过复杂的交互作用来调节植物的生长发育和免疫反应。
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植物固有免疫系统
植物固有免疫系统是由植物自身产生的，与病原微生物的结合不需要亚细胞结构 的参与，这种免疫机制是最早出现的免疫反应。
植物免疫在生产中的应用
发掘植物固有免疫系统的抗病基因是全球农业研究的热点之一，利用抗病基因实现病害预防是大家一致的目标。
抗病性作物
1. 人们希望培育一些抗病 性良好的作物品种，从 而减少病害在农田中的
2. 损目失前。 ，利用基因编辑技 术培育抗病性作物的研 究已经取得了一定进展。
植物免疫学
抗病性是在病原物侵染时才表现出来的性状，而且有一个过程， 从分子间的相互作用、生理生化的相互作用，到细胞组织的变化，最后 到肉眼可见的组织形态的抗病性。因此，抗病性不是一个简单性状的表 达，而是寄主－病原物间十分细致复杂的相互作用的过程。最后观察到 的抗病性是现象，分子间相互作用和生理生化过程为其内在机制。
➢ Pontecorvo(1953),发现病菌可通过准性生殖产生变异。 ➢ 在植物抗病性的遗传变化规律和寄主与病原物相互关系方面 开展了许多研究。 ➢ 开始了物理、化学和人工免疫研究。 ➢ 在植物抗病机制方面做了大量研究工作，提出了许多新假设。 ➢ 一批新的关于植物免疫的理论专著先后出版
《植物侵染性病害原理》（Gaumann,1951） 《植物病害原理》（Stakman & Harrar,1957） 《植物免疫生理学》（苏霍鲁柯夫，1959） 《植物免疫生理与生化》（鲁宾，1960） 《植物免疫学》（林传光，1961）
设
专性寄生物 品种专化性毒性小种
免疫性
一般抗病性 一般抗病性
抗专性寄生的抗病性 抗小种专化性抗病性
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多元进化假设（Vanderplank,1978）
Biotrophy 和 Necrotrophy是两种并存的现象，在病程中， Necrotrophy 可以逐步取代Biotrophy。
抗病性与植物的其他性状有所不同，抗病性是在病原物积极参与 下逐渐发展而成的，病原物的侵染会激发植物的某些反应，寄主的反 应又会激发病原物的反应，在进化过程中，双方不断变异、相互选择、 从而形成了抗病性（病害体系）。
植物免疫学
PLANT IMMUNOLOGY
WEN Caiyi
PLANT PROTECTION COLLEGE cywen080@
植物免疫学植物的免疫响应和免疫防御机制
植物免疫学植物的免疫响应和免疫防御机制植物免疫学：植物的免疫响应和免疫防御机制植物在面对各种外界压力时，都会表现出一定的免疫响应和防御机制。
这些响应和机制促使植物保护自身免受病原体、虫害和其他环境压力的侵害。
本文将详细介绍植物的免疫响应和免疫防御机制，并对其相关研究进行讨论。
免疫响应是植物对外部生物和无机压力的应答机制，旨在保护植物免受伤害。
免疫响应可以分为两种形式：PAMP-PRR识别和R基因介导的抗病反应。
PAMPs（Pathogen-Associated Molecular Patterns）是一类寻常微生物的特定分子，而PRRs（Pattern Recognition Receptors）则是植物细胞表面的特定受体。
当PAMPs与PRRs相互作用时，会引发一系列信号传导途径，促使植物启动免疫反应。
免疫防御机制是植物对感染病原体的具体反应。
其中，PTI （PAMP-Triggered Immunity）是植物细胞对PAMPs引发的免疫响应，而ETI（Effector-Triggered Immunity）则是由感染病原体特异性效应物质引发的免疫响应。
PTI通过激活多种抗病基因，诱导植物产生一系列防御酶、信号分子和激素来抵抗病原体侵害。
ETI则依赖于植物细胞内部特殊基因（如R基因）与病原体效应物质之间的互作，触发强烈的抗病反应。
植物的免疫防御机制还包括细胞壁增强和死亡。
在PAMPs或病原体侵入时，植物细胞会通过合成添加到细胞壁的抗病多糖来加强细胞壁的机械强度，从而增加对侵略性病原体的抵抗力。
此外，当植物细胞受到病原体感染或其他压力刺激时，会选择通过程序性细胞死亡（PCD）来保护整个植物。
这种细胞自噬的过程有助于遏制病原体的扩散，并确保其他健康细胞不受感染。
研究植物的免疫响应和免疫防御机制对于改善农作物的抗病性以及生物安全具有重要意义。
许多研究人员利用基因工程技术来提高植物的抗病性。
例如，通过转基因方法将含有特定病原体抗性基因的DNA 导入植物细胞中，可以使植物在遭受病原体感染时迅速启动免疫防御机制。
植物免疫学总结
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预祝新年快乐，心想事成！ 期末取得优异成绩！ 考研榜上有名！
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7
6. 病原物致病性遗传变异
准性生殖 、有性杂交、突变、异核作用、准性生殖、适应性变异、 毒性变异 变异类型：毒性变异 、侵袭力的变异、致病谱的改变、生物学性状
的变异、抗药性的变异
变异途径：有性杂交、突变、异核作用、准性生殖、适应性变异 比较准性生殖与有性生殖的区别。
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7. 抗病性—致病性的相互关系
7. 抗病性—致病性的相互关系 8. 植物抗病育种 9. 植物抗病性的保持与提高
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1. 植物的抗病性概念
耐病、生育期抗病性、主动抗 病性、被动抗病性、小种专化性抗病性、非小种专化性抗病性
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2. 植物的抗病性机制
植保素、 过敏性坏死反应、抗接触（避病性）、抗侵入、抗扩展、 抗损失（耐病性）、抗再侵染（诱发抗病性） 局部诱导抗病性、 系统诱导抗病性、小种专化抗病性 被动抗病性因素、主动抗病性因素、物理抗病性因素、化学抗病性因素 * 诱导抗病性概念、特点、作用机制和利用途径
基因对基因学说 、定向化选择、稳定化选择、寄主和病原物的协同进化、 识别、垂直抗病性、水平抗病性、水平体系、垂直体系、Vertifolia效应 基因对基因学说的作用和意义
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8. 植物抗病育种
种内杂交、远缘杂交、诱发变异 抗病育种的意义 抗病育种的目标 抗病育种途径
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9. 植物抗病性的保持与提高
植物免疫学总结
刘铜
黑龙江八一农垦大学植物保护系 E-mail: liutongamy@
植物病理学与植物免疫学的比较
植物病理学与植物免疫学的比较植物病理学和植物免疫学是研究植物与病原体相互作用的两个重要学科。
尽管它们都关注植物的疾病防治，但在研究对象、方法和应用方面存在一些差异。
本文将比较和总结植物病理学和植物免疫学的异同点。
一、研究对象的差异植物病理学主要研究植物与病原体之间的相互作用，包括病原微生物（如细菌、真菌和病毒）和病原体与植物宿主的相互作用过程。
研究目标通常是寻找植物疾病的致病机理、病原体的侵染与传播途径以及植物对病原体的防御机制。
植物免疫学则更加侧重于植物本身的防御机制，即研究植物对病原体侵染的免疫反应。
它主要关注植物宿主的免疫系统和植物抗病基因的发现与应用。
因此，研究对象上可以说植物病理学更注重病原体，而植物免疫学更注重植物宿主。
二、研究方法的差异植物病理学的研究方法主要包括病原体的分离和鉴定、病原体侵染路径的研究、病原体的生物学特性及其致病机理的研究等。
这些方法通常需要依赖实验室条件和分子生物学技术，如PCR、基因克隆和转基因技术等。
植物免疫学则更加注重植物本身的免疫反应研究。
包括病原识别机制、免疫信号传导以及抗病基因的功能分析等方面。
研究方法不仅包括分子生物学技术，还需运用细胞学、生物化学和遗传学等多种手段。
此外，植物免疫学的研究方法还包括“刻画”植物抗病性的评价方法，例如病原体感染模型和评估植物抗病性的相关指标。
三、应用价值的差异植物病理学的研究成果主要应用于植物病害的防控和农业生产中。
通过研究病原体的分类和流行规律，可以为农业生产提供科学的防治方法。
同时，也可以为作物品种选育提供抗病性相关的信息。
植物免疫学的研究成果则更加关注植物抗病性的改良和优化。
通过研究和利用植物免疫系统内部的免疫信号调控网络，可以增强植物的抵抗能力，提高作物的抗病性。
这种研究在作物遗传改良和生物技术中具有重要意义，可以减少化学农药的使用，实现可持续农业发展。
综上所述，植物病理学和植物免疫学在研究对象、方法和应用方面存在一定差异。
植物免疫学复习资料
寄生性(parasitism)---指病原物在寄生植物活体内获取营养物质而生存的能力。
寄主范围host range -指病原物所能寄生的所有寄主植物的种类。
致病性（pathogenicity）---是指病原物所具有的破坏寄主和病变的能力。
亲和性（compatibility）---病原物克服寄主的抗病性，寄生物致病，病原物感病。
非亲和性（imcompatibility) ---病原物不能克服抗病性，寄生物不具有致病性，寄主表现抗病。
毒性（virulence) ---狭义是指小种对品种的致病性。
如锈菌、白粉菌、霜霉菌。
寄生专化性:--- 指病原物对寄主植物的属、种或品种的寄生选择性。
寄生性越高，专化性越高；反之越弱。
存在种内分化变化。
变种variety, var. 专化性存在差异，形态特征或生理性状也有所不同。
专化型forma specialis, f. sp. 无形态差异，但对寄主的属或种的专化性不同。
致病变种pathovar, pv. , 还可分“小种”或“致病型”。
以寄主范围和致病性划分。
株系strain 寄主专化性、致病性、血清学特点或介体传毒。
专化性的差异，复杂。
生理小种Physiological race--- 指病原菌种、变种或专化型内形态特征相同，但生理特性不同的类群，可以通过对寄主品种的致病性（毒性）的差异区分。
降解酶degrading enzyme 果胶酶、角质酶、纤维素酶、半纤维素酶。
Toxin是植物病原真菌和细菌在代谢过程中产生的小分子非酶类化合物，亦称非生物毒素（microbe toxin).作用：在非常低的浓度干扰植物正常生理功能，诱导植物产生与微生物相似的病状。
激素hormone：亦称生长调节物质growth regulator，是植物细胞分裂、生长、人化、休眠和衰老所必需的。
侵染过程infection process即病害发生过程（病程，pathogensis）, 是指病原物与寄主接触、侵入到寄主发病的连续过程。
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八、持久抗病性
• 事实上，对病原物小种变异频繁的病害， 品种抗病性持久不衰的经验是确实存在的， 如国内小麦品种平原50对小麦条锈病、马 铃薯品种滑石板对晚疫病等。从中国小麦 对条锈病的抗性和小种变异研究结果看， 持久抗病性的定义可作如下更严格的修定： 某品种在小种易变异的地区多年大面积推 广，当已有数批其它品种“丧失”了抗病 性之后，该品种抗病性仍然始终未变，则 这一抗病性为持久抗病性。
二、抗病性的遗传观
• 1、抗病性是遗传规定的潜能，遇到病原物侵染后 才得以表现，其具体表现还依病原物致病性如何 而异。
• 2、抗病性的表现型实际上是寄主-病原物的结合 体的表现型，抗病性的遗传研究需要从结合体的 表现型和病原物的基因型推知寄主抗病性的基因 型。
• 3、寄主的抗病性基因型和病原物的致病性基因型 是相互选择的进化产物，有其对应关系，如“基 因对基因关系”。
六、小种专化抗病性和非小种专化 抗病性
• 和非小种专化抗病性和水平抗病性近似的， 还有一般抗病性或普遍抗病性之称。它们 的涵义较笼统，“一般”、“普遍”、到 甚么范围，缺乏严格限定，个别作者甚至 把兼抗多种病害的品种的抗病性也称作一 般抗病性，这就容易造成概念混乱。同一 基因，能抗某一种病菌的所有生理小种、 又能同时抗多种病害，这种基因恐怕是极 其罕见。
七、广谱抗病性
• 为了解决品种抗病“丧失”问题，人们一直在寻 找能够持久的抗病性. 欧世璜在探索稻瘟病水平抗 病性时，没有找到水平抗病性，却发现有少数品 种如特特普等在多年多地鉴定中一直表现高度抗 病，偶或生病亦极轻，却并不是水平抗病性，因 为它们虽能抗当时的绝大多数小种，却有个别小 种能侵染它们。欧氏认为：稻瘟病菌小种变异太 快，这些能侵染它们的小种仍在不断变异，变异 出的新小种大多数还是不能侵染特特普，能侵染 它的仍居少数.正因为如此，特特普得以持久表现 为抗病。欧氏把特特普对稻瘟病这种抗病性名为 “广谱抗病性”。
五、主效基因抗病性和 微效基因抗病性
• 微效基因抗病性又称多基因抗病性，其单个基因不能独立 给出表型效应，必需多个基因的集体作用才能给出抗病性 表现。“多基因”的基因数目到底是多少，目前无法测知， 只能根据多基因抗病品种和感病品种的杂种后代分离的数 据作些大致的猜测。微效基因无法确切地定位，目前尚无 法找到它的物质实体，可以说，它们目前还只是根据实验 遗传学资料推设的抽象的基因。抗病性遗传详见第五章。
• 2、生理抗病性是指主要由植株生长中其生 理生化状态制约的抗病性，它们的表现和 作用大小对栽培条件很敏感。
• 3、二者不能对立，只是侧重不同。
三、避病、抗病、耐病和抗再侵染
• 1、避病：抗接触 • 2、抗病：抗侵入、抗扩展、抗繁殖 • 3、耐病：抗损害 • 4、抗再侵染：诱导抗病性或获得性免疫
四、被动抗病性和主动性抗病性
八、持久抗病性
• 这是约翰逊提出的，他采用经验式的或 “事后诸葛亮”式的定义，某品种经多年 大面积生产考验其抗病性仍持久不变，即 为持久抗病性，不论其遗传方式和生理机 制如何。约翰逊在这里回避了有关水平抗 病性的一些争议，采用了实用主义的定义， 这对抗病育种的实际工作是可用的，即选 用这样的品种作抗病亲本可能获得持久抗 病性的希望较大。
七、广谱抗病性
• 其后，有人把这一源于稻瘟病特殊情况的概念用 于其它病害，并且认为广谱抗病性就是一种持久 抗病性，其实这是一种误解。就字面而言，“广 谱”意指某的抗病性所能抵抗的小种的多少，越 多抗谱越广。然而，含多个垂直抗病性的品种当 其育成之初，必然高抗当时所有或绝大多数小种， 但以后仍然难免“抗病性”丧失，这在马铃薯晚 疫病、小麦秆锈病、叶锈病、白粉病等已屡见不 鲜。所以，广谱抗病性不一定就是持久抗病性， 欧氏所报导的稻瘟病一例，或者只是特殊发现， 或者还需进一步研究。
• 被动抗病性指植物受侵染前即已具备的、 或说是不当受到侵染即起抗病作用. 主动抗病性指受侵染前并不出现、 或说是 不受侵染便不会表现出来的遗传潜能,而当 受到侵染的激发后才立即产生一系列保卫 反应而实现出的抗病性,又叫保卫反应,这在 第三章还要详细讨论。
• 4、寄主和病原物双方群体间的相互选择导致各自 遗传结构的变化，这便是抗病性的群体遗传学。
第二节 植物抗病性的类别
• 一、寄主抗病性和非寄主抗病性
• 1、寄主抗病性：病原寄主才有，低抗 中 抗 高抗 免疫
• 2、非寄主抗病性：寄主以外的植物具有， 高抗或免疫
二、基因抗病性和生理抗病性
• 1、基因抗病性或遗传抗病性，是指由种种 基因或基因型决定的抗病性，无此基因或 非此基因型便无此抗性。抗病育种利用这 种抗性。
五、主效基因抗病性和 微效基因抗病性
• 这是按抗病性遗传方式的分类，对抗病育种工作最有用。 主效基因可以是单基因抗病性，也可以是几个独立的主效 基因共存于一个基因型（品种），还有的是两个或两个以 上主效基因之间有种种互作而决定的抗病性。主效基因都 可以定位，用细胞遗传学方法查知其位于哪一染色体的哪 一位点上，用分子遗传学方法查知它位于DNA序列上的 哪一置。进一步，还有可能查知其核酸序列和代谢产物。
六、小种专化抗病性和非小种专化 抗病性
• 分别又称为水平抗病性和垂直抗病性。自 从范德尔普朗克提出了水平抗病性概念以 来，虽然学界中至今仍有一些争议和不同 看法，但总体而言，它对深化抗病性的认 识和发展抗病育种工作起了很大的促进作 用。这些研究对解决品种抗病性“丧失” 问题、保持品种抗病性持久化有重要意义。
八、持久抗病性
• 持久抗病性和水平抗病性虽在语义上和学 术涵义上有所不同，但其研究的实用目的 是同一的。在一些场合，它们可以看作是 同义语，不同学者学术观点不同，用词各 异。想念水平抗病性的人多使用水平抗病 性一词，而不承认有水平抗病性的人，有 时宁愿使用持久抗病性。无论如何，理论 研究不能回避水平抗病性问题，如果水平 抗病性是根本不存在的，持久抗病性能否 持久也同样大成问题了。
植物免疫学2
第一节 植物抗病性的概念
• 一、常识中的抗病性 • 1、植物健康是常态，生病是异常状态；抗
病是常态，完全感病是异常状态 • 2、抗病性是广义的和相对的
感病性 HS MS MR HR IM抗病性 • 3、作物品种的抗感划分是人为的，但都有
相对统一的标准
二、抗病性的进化观
• 1、单元进化论
病原物
植物
• 腐生物（无致病性）——————天然免疫性
•
• 兼性腐生物（杀生病原物）———抗杀生病原寄生抗病性
•
（一般抗病性）
•
• 兼性腐生物—————————— 抗活体寄生的抗病性
•
（一般抗病性）
• 专性寄生物—————————— 抗专性寄生的抗病性
• 品种专化性毒性小种—————— 小种专化性抗病性
九、个体抗病性和群体抗病性
• 不论组成群体的个体是遗传同质的或是异质的， 群体总有一些属性是个体所没有的，抗病性也是 这样。例如：慢病性，在个体上也许其作用微不 足道，似无实用价值，但在群体中却作用颇大， 很有实用价值。又如：遗传异质的群体，其群体 的抗病性的机制、程度和作用中除各个个体的总 和平均以外还有一些群体规律所决定的内容。一 般地说，个体抗病性是在病程（传染过程）中研 究的问题，而群体抗病性除侵染过程外还要在流 行过程中进行研究。
九、个体抗病性和群体抗病性
• 植物抗病性研究从微观到宏观有多个层次 或水平：分子水平、细胞水平、组织学水 平、个体（植株）水平、群体水平到生态 系水平。传统植物病理学的研究重点在个 体，略扩及组织细胞和群体，流行学重点 在群体相互作用和生态系，分子植物病理 当然立足于分子，但要应用于个体和群体。 植物免疫学基础研究应覆盖各层次，最后 应用于农田生态系。田间生产中肉眼直观 可见的是个体的和群体的抗病性。