2第二章 原核生物-1

从左至右： 转管保藏法 甘油保藏法 真空冷冻干燥保藏法
三、原核生物的遗传和变异
原核生物的遗传物质包括两部分： １. 染色体DNA，主要在核区内。
２. 质粒，染色体之外的双链环状DNA。是独立于 核质之外呈环状结构的遗传因子。编码控制细菌 的致病性、抗药性、育性等性状。
质粒能自我复制遗传给后代，也能自然丢失, 还可以通过结合或转化转移到其他细菌中去。
第二章 植物病原物（二）
---原核生物
Thomas Jonathan Burrill 被称为植物病原细菌学之父， 他在1877首次描述了梨火疫病的症状，并推测是由细菌引 起的。
梨火疫病
后来欧文证实了梨火疫病是Erwinia amylovora 引 起的。
Erwin F. Smith
第一节 原核生物概述
病株残体；
3.
4. 5. 6.
带菌的土壤和肥料；
田间野生寄主和其他作物、杂草； 昆虫； 田间发病植株。
（二）侵入途径
植物病原细菌只能从自然孔口（气孔、水孔、皮 孔、蜜腺„）和伤口（各种伤口）侵入。
少数细菌可以从没有角质化的表层侵入，如花粉 囊和花柱。
植原体必须由介体昆虫携带或通过嫁接才能侵染。 从自然孔口侵入的细菌一般都能从伤口侵入，能 从伤口侵入的细菌就不一定能从自然孔口侵入。
菌原体直接进入寄主细胞内繁殖。然后通过胞间 连丝而进入附近细胞，进入筛管组织后在组织内 扩散。
（四）传播途径
雨水； 灌溉； 农事操作及农具； 迁飞昆虫和小动物； 人类活动。
第三节 植物细菌病害的诊断
一、症状识别 二、显微镜检查 三、分离培养与侵染性试验 四、染色反应 五、生理生化反应 六、血清学反应
２、菌体破裂后遗传物质进入到另一有亲和力的同种 或近似种的菌体内。
３、噬菌体的ＤＮＡ将一种细菌的遗传物质携带到另 一种细菌内。
第二节
植物病原原核生物的侵染与传播
一、植物病原原核生物的寄生性与致病性 二、侵染途径
（一） 侵染来源
（二） 侵入途径
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（三） 侵入后的蔓延
（四） 传播途径
一、植物病原原核生物的寄生性与致病性
性等其它特征的异同。
五、植物病原原核生物的主要属和代表种
目前植物病原细菌的主要类群有20余属。分别是
有细胞壁的革兰氏阴性细菌、有细胞壁的革兰氏
亚种： 致病变种：依据对不同品种的反应
生化变种 血清变种 噬菌变种
小种
致病型
亚种(subspecies,简称subsp.)是指在种以下
类群中在培养特性、生理生化和遗传特性等某些
性状有一定差异的群体。
致病变种(pathovar,简称pv．)是在种以下寄 主范围和致病性有差异来划分的组群。 生化变种(biovbar)是指一个种内的菌株，按 生理生化性状的差异来划分的组群，不考虑致病
原核生物的“种”(species) =模式菌株＋与模式菌株性状类似的菌系群 “种”具有遗传特征的稳定性，又具有一定的变
异范围。
有时细菌学家与植物病理学家关于“种”的划分
依据有差别：有“基因种”和“分类种”之分。
四、种以下分类单位
分类依据包括：寄主范围、生理生化性状、血 清学反应、噬菌体反应等。种以下区分为：
植物病原菌都有一定的寄主范围。正确判断植物
病原原核生物的寄主范围，对病害的防治和病原
菌的鉴定都是很重要的。
分析寄主范围时要区别是自然发病的和人工接种 发病的寄主范围。通常后者的比前者要宽得多。 注意做人工接种时有时出现的过敏性反应。
二、侵染途径 （一）侵染来源
1.
2.
种子、种苗及其他无性繁殖材料；
白菜软腐病症状
辣椒软腐病症状
畸形
畸形大多发生在木本 植物的根冠或茎基部、 枝条上，少数在叶柄或 叶脉上出现。主要是由 土壤杆菌侵害所致，如 桃发根病，苹果、葡萄 的根癌病等。
茶树根癌病症状
根 癌
冠 瘿
二、 显微镜检查
由螺原体或菌原体侵染所致病害，必须用电子显微镜才 能看清楚。 由细菌侵染所致病害的病部，无论是维管束系统受害的， 还是薄壁组织受害的，都可以在徒手切片中看到有大量细 菌从病部喷出，这种现象称为喷菌现象(bacteria exudation，BE)。 喷菌现象为细菌病害所特有，是区分细菌病害与真菌、 病毒病害最简便的手段。维管束病害的喷菌量多，可持续 几分钟到十多分钟。薄壁组织病害的喷菌状态持续时间较 短，喷菌数量也较少。
喷菌现象照片
三、分离培养与侵染性试验
从发病的植物上分离到这种病原生物，并进行 纯培养，把所得到的纯培养物接种到该种植物的 健康植株上，并表现出与第一次发病时相同的症 状。 对于菌原体病害，可采用菟丝子介体作桥梁接 种，传染到长春花上作鉴定的办法，证明其有无 侵染性。
细菌的菌落
四、染色反应
革兰氏染色反应：鉴定出革兰氏阳性细菌和阴
三、植物病原原核生物的属和种
属的性状特征： 植物病原原核生物的属是由 一个模式种和一些性状与模式种类似的群体组成。 在种和属的传统分类鉴定中，最重要的是下列一 些性状与特征： １、形态特征和培养性状：菌体形状与大小、 鞭毛、荚膜、芽孢等；在固体和液体培养中的形 态特征和色素的产生。
２、生理生化性状：革兰氏染色反应和抗酸染 色反应等；细胞壁结构与组分，色素和毒素的生 化性状、抗原性、代谢类型、对碳源、氮源和大 分子物质的利用能力与分解产物等。 ３、遗传性状；DNA中G+C mol％、寡聚核苷酸 序以及DNA-rRNA杂交的同源性等。 现代的鉴定方法快速准确，但要求实验室有完善 的设备。
反应和阴性反应的细菌都有杀灭作用。因为植物病
原细菌大多属G-细菌，因此农用链霉素在防治植物 细菌病害方面广泛应用。
五、生理生化反应
如过氧化氢酶反应
乳糖发酵
液化明胶等
六、血清学反应
如ELISA、试管沉淀等。
第四节 植物病原原核生物的主要类群
一、植物病原细菌的分类和命名 二、分类系统 三、植物病原原核生物的属和种 四、种以下分类单位 五、植物病原的原核生物主要属和代表种
性细菌。
细菌的鞭毛染色：鉴定出鞭毛的数目和周生鞭
毛或极生鞭毛。
革兰氏染色反应
植物病原细菌革兰氏染色反应大多是阴性（红色 G-）少数是阳性（紫色G+），这与细菌细胞壁的结
构和成分有关（先用结晶紫染色和碘液处理细菌，
再用酒精或丙酮清洗脱色，最后再用番红复染）
青霉素对革兰氏染色阳性反应的细菌作用较大，
但对阴性反应的细菌作用则较小，而链霉素对阳性
定》；
２.法国普雷沃的《细菌分类学》； ３.美国的《伯杰细菌鉴定手册》，后更名为《伯 杰细菌分类手册》。第九版（1994年)共分５卷， 其中植物病原细菌主要分布在第2、3、4卷中。
在第九版中，把细菌分为４个门，即：
薄壁菌门：细胞壁较薄，１０～１３nm。革兰 氏染色反应阴性，包括大多数植物病原细菌。 厚壁菌门：细胞壁较厚, １０～50nm 。革兰氏 染色反应阳性，包括棒形杆菌属、芽孢菌属和链 霉菌属。 无壁菌门：菌体无细胞壁,只有原生质膜，膜约 ７～８nm。包括菌原体、螺原体。 疵壁菌门：是没有进化的原细菌或古细菌。包括 产甲烷细菌和高盐细菌。有细胞壁，但细胞壁的 组成物质与真细菌不同。
一、形态和结构
细菌的形态有球状、杆状和螺旋状，植物病原 细菌多为杆状，少数球状． 各种细菌大小差别很大，而且形态及大小会受 到环境条件的影响。 核糖体为７０Ｓ型，真核生物是８０Ｓ型的．
细菌的形态示意图
植物病原细菌的形态和结构特点
大多数的植物病原细菌有鞭毛，无芽孢，细 胞壁外有黏质层（多糖类），但很少有荚膜 （厚而固定的黏质层）。
植物病原细菌大都是非专性寄生的，可以人工培 养（难养菌除外）；但寄生专化性有差别（寄主 范围、同种内病原菌对不同品种的致病性分化）。 一般认为，寄生性强弱与致病性强弱没有相关性。
寄生性强的可以侵染植物的绿色部分，寄生性弱 的则侵染贮藏器官或抵抗力弱的部位。
关于自然寄主与实验寄主： 习惯上把自然条件下能侵染的寄主称为自然寄主， 接种后显示症状的寄主种类称为实验寄主。
植物细菌病害诊断常用的方法
１、根据症状初步诊断（５种病状都有）
２、显微检查（喷菌现象）及菌体形态
３、分离培养和接种实验进一步确诊
４、根据核糖体rRNA序列进行比较，进行分类和 鉴定。
只有有了准确的诊断结果，才能制定合理的 防治措施。
一、 症状识别
1．菌原体病害的症状特点： 病株矮化或矮缩，
枝叶丛生，叶小而黄化。因此丛生、矮缩、小叶
关于芽孢：非繁殖器官，抗逆性强。 关于鞭毛：运动器官，有分类意义。 关于纤毛（菌毛）：不是运动器官，但数量多 时可聚集成菌膜，起黏附寄主的作用。
细菌细胞膜的结构
细菌细胞膜结构示意图
二、细菌的营养、生长繁殖及菌种保存
植物病原细菌属于化能有机异养型，可以寄生和 人工培养。常用培养基 LB（0.5%酵母抽提物+1%蛋白胨+1%氯化钠） NA（牛肉膏蛋白胨） 细菌的代谢过程有酶的参与，果胶酶；通过无氧 发酵或有氧呼吸来产生能量，常见的EMP途径和三 羧酸循环。 细菌的代谢产物很多，对它的鉴定很有帮助。
几个质粒可共存于一个菌体中。
变异是由于环境或遗传物质结构改变造成的。例如形态和 毒力上的变异等。具体可分为表现型变异和遗传性变异。 其中遗传性变异有２种不同性质的变异： 第一种是细胞的突变。（如质粒的丢失）
第二种是两个性状不同的细菌的结合。
可能有三种不同的形式： １、两个有亲和力的菌体的自然结合。
与黄化相结合是诊断菌原体病害症状时必须掌握
的关键。
2．细菌病害的症状特点： 表现的症状类型主要有坏死、萎蔫、腐烂和畸形 等及少数褪色或变色（柑橘黄龙病）。 病症：高湿度下发病部位有菌脓(ooze)溢出。