植物的抗病机制

3．物理的主动抗病性因素 病原物侵染引起的植物代谢变化，导致亚细胞、 病原物侵染引起的植物代谢变化，导致亚细胞、 细胞或组织水平的形态和结构改变， 细胞或组织水平的形态和结构改变，产生了物理的 主动抗病性因素。 主动抗病性因素。物理抗病因素可以将病原物的侵 染局限在细胞壁、单个细胞或局部组织中。主要有： 染局限在细胞壁、单个细胞或局部组织中。主要有： •细胞壁的变化：细胞壁发生木质化和木栓化作用及 细胞壁的变化： 细胞壁的变化 酚类物质、钙离子和其他多价阳离子的沉积， 酚类物质、钙离子和其他多价阳离子的沉积，使细 胞壁抗菌强度增大。胼胝质、 胞壁抗菌强度增大。胼胝质、纤维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等在细胞壁的 外侧表面沉积而产生细胞壁类似物， 内、外侧表面沉积而产生细胞壁类似物，使细胞壁 增厚或形成乳凸。 增厚或形成乳凸。 •愈伤组织的形成：细胞恢复分裂增生，细胞壁加厚 愈伤组织的形成：细胞恢复分裂增生， 愈伤组织的形成 并木质化和木栓化，形成木栓层、离层。 并木质化和木栓化，形成木栓层、离层。 •维管束结构的变化：在维管组织中形成胶质、侵填 维管束结构的变化： 维管束结构的变化 在维管组织中形成胶质、 阻止病菌及其酶和毒素的扩展， 体，阻止病菌及其酶和毒素的扩展，导致抗菌物质 积累。 积累。
4．化学的主动抗病性因素 ． 化学的主动抗病性因素主要有过敏性坏死反 植物保卫素形成和植物对毒素的降解作用等。 应、植物保卫素形成和植物对毒素的降解作用等。 主要有： 主要有： 过敏性坏死反应(necronc hypersensitive reaction)： 过敏性坏死反应 ： 受侵部位的组织细胞迅速坏死， 受侵部位的组织细胞迅速坏死，使病原物被限制 在死亡组织中而不能扩展。 在死亡组织中而不能扩展。是植物对专性寄生的 真菌、细菌、 真菌、细菌、病毒和线虫等病原物的非亲和性小 种的一种抗性反应和防御机制， 种的一种抗性反应和防御机制，常表现为出现小 型坏死斑。具有特异性和稳定性的特点， 型坏死斑。具有特异性和稳定性的特点，一般发 生于一定的品种－小种组合中，受遗传基因控制， 生于一定的品种－小种组合中，受遗传基因控制， 正常环境情况下能表现出具有一定抗性特征的反 应型，因而，便于在抗病育种中利用。 应型，因而，便于在抗病育种中利用。其原因可 能由于营养争夺、 能由于营养争夺、抑菌物质及双方代谢系统的综 合作用，导致抑菌或溶菌现象。 合作用，导致抑菌或溶菌现象。
空间避病： 空间避病：植物因空间隔离或形态结构特点而躲 避或减少了与病原物的接触。 避或减少了与病原物的接触。一种是植物的空间 形态结构避病。 形态结构避病。如叶片狭窄上举的品种比叶片宽 大平伸的品种叶面着落的病原真菌孢子较少， 大平伸的品种叶面着落的病原真菌孢子较少，又 不易结露，叶部病害发生轻； 不易结露，叶部病害发生轻；闭花授粉习性强的 大麦品种在田间感染散黑穗就少，因病菌时花器 大麦品种在田间感染散黑穗就少， 侵入的，必须落入花器内部才能侵入。 侵入的，必须落入花器内部才能侵入。另一种是 植物的空间分布避病。 植物的空间分布避病。如植物生长在不利病原物 生长繁殖的地区和环境中， 生长繁殖的地区和环境中，因没有病原物而达到 避病目的；不同种类、 避病目的；不同种类、高矮的植物在空间分布格 局上混生或分散分布，阻隔病原物的传播， 局上混生或分散分布，阻隔病原物的传播，病原 接触寄主的机会减少。 接触寄主的机会减少。 介体避病：对于虫传性病害， 介体避病：对于虫传性病害，植物因与传播介体 不能或减少接触而躲避或减少了与病原物的接触。 不能或减少接触而躲避或减少了与病原物的接触。 如有些植物叶表面茸毛多或分泌一些物质， 如有些植物叶表面茸毛多或分泌一些物质，对传 毒蚜虫有忌避作用，传毒机会减少。 毒蚜虫有忌避作用，传毒机会减少。
植物保卫素(phytoalexin)：是植物受到病原物侵 ： 植物保卫素 染后或受到多种生理的、 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。 或积累的一类低分子量抗菌性次生代谢产物。 植物保卫素种类多数为类异黄酮和类萜化合物， 植物保卫素种类多数为类异黄酮和类萜化合物， 类异黄酮主要由豆科植物产生，如豌豆素、 类异黄酮主要由豆科植物产生，如豌豆素、菜 豆素、基维酮、大豆素等； 豆素、基维酮、大豆素等；类萜化合物主要由 茄科植物产生，如日齐素、块茎防疫素、 茄科植物产生，如日齐素、块茎防疫素、甜椒 素、甘薯黑疤酮、棉毒素等。以豆科、茄科、 甘薯黑疤酮、棉毒素等。以豆科、茄科、 锦葵科、菊科和旋花科植物产生的最多。 锦葵科、菊科和旋花科植物产生的最多。多数 对真菌的毒性较强。诱导因子包括真菌、细菌、 对真菌的毒性较强。诱导因子包括真菌、细菌、 病毒、线虫等生物因素以及金属粒子、 病毒、线虫等生物因素以及金属粒子、叠氮化 钠、放线菌酮等化学物质和机械刺激等非生物 因子， 因子，另外还发现真菌高分子量细胞壁成分如 葡聚糖、壳聚糖、糖蛋白、多糖等， 葡聚糖、壳聚糖、糖蛋白、多糖等，甚至菌丝 细胞壁片断等也可激发产生。 细胞壁片断等也可激发产生。大部分诱导因子 是非专化的。 是非专化的。
2．化学的被动抗病性因素 植物普遍具有化学的被动抗病性因素， 植物普遍具有化学的被动抗病性因素，主要包括 天然抗菌物质、 天然抗菌物质、病原菌酶的抑制物质或缺乏病原物 寄生和致病所必需的重要成分。主要有： 寄生和致病所必需的重要成分。主要有： •天然抗菌或抑菌物质：指存在植物体内或分泌于体 天然抗菌或抑菌物质： 天然抗菌或抑菌物质 表物的可以直接杀死或抑制病原物物质， 表物的可以直接杀死或抑制病原物物质，包括酚类 物质、皂角苷（如燕麦素）、不饱和内酯、糖苷、 ）、不饱和内酯 物质、皂角苷（如燕麦素）、不饱和内酯、糖苷、 有机硫化物（如芥子油、大蒜油）、水解酶类( ）、水解酶类 有机硫化物（如芥子油、大蒜油）、水解酶类(如几 丁质酶、葡聚糖酶)、有机酸、氰化物、植物凝集素 丁质酶、葡聚糖酶) 有机酸、氰化物、 及单宁、胶质、树脂。 及单宁、胶质、树脂。 •酶的抑制物质：酚类、单宁、蛋白质等可以抑制病 酶的抑制物质： 酶的抑制物质 酚类、单宁、 原物的水解酶。 原物的水解酶。 •营养物质：糖、蛋白质及一些营养元素等，影响病 营养物质： 蛋白质及一些营养元素等， 营养物质 原物的寄生和致病。 原物的寄生和致病。
植物的抗病机制
植物的抗病机制 •按照抗病因素的性质划分，无外乎包括形态 按照抗病因素的性质划分 按照抗病因素的性质划分， 结构或物理的抗病性因素(physical defense) 结构或物理的抗病性因素 和生理生化或化学的抗病性因素(chemical 和生理生化或化学的抗病性因素 defence)。 。 •这些因素依其表达方式不同又可分为固有或 这些因素依其表达方式 这些因素依其表达方式不同又可分为固有或 被动的抗病性因素和诱发或主动的抗病性因 素。 •这些机制贯穿病程各个阶段，抗病性表现形 这些机制贯穿病程各个阶段， 这些机制贯穿病程各个阶段 式不同，其机制也各异。 式不同，其机制也各异。
6．耐病（diseaea tolerance）机制 ．耐病（ ） 耐病性是植物忍耐病害的能力， 耐病性是植物忍耐病害的能力，是植物抗损害 的特性。 的特性。耐病品种在病害严重程度或病原物发育程 度与感病品种相同时，其产量和品质损失较轻。 度与感病品种相同时，其产量和品质损失较轻。 关于植物耐病的生理机制现在还所知不多， 关于植物耐病的生理机制现在还所知不多，主要原 因可能是生理调节能力和补偿能力较强。 因可能是生理调节能力和补偿能力较强。如研究发 现小麦耐叶锈品种受侵后， 现小麦耐叶锈品种受侵后，病叶上侵染点之间绿色 组织光合速率增高、 组织光合速率增高、营养器官中储藏物质的利用增 强或根系的吸水能力增强， 强或根系的吸水能力增强，可能是因为部分补偿病 原物的消耗或补充叶部病斑水分蒸腾的消耗。还发 原物的消耗或补充叶部病斑水分蒸腾的消耗。 现根病耐病性强的品种其发根能力强， 现根病耐病性强的品种其发根能力强，被病菌侵染 后能迅速生出新根。 后能迅速生出新根。 耐病性在植物病毒病、 耐病性在植物病毒病、甜菜等根部线虫病以及麦类 锈病、颖枯病等病害中较为常见。 锈病、颖枯病等病害中较为常见。耐病型的防治效 果一般不如抗病性，但其可能不易造成病菌变异， 果一般不如抗病性，但其可能不易造成病菌变异， 作为过渡或辅助办法，仍有一定利用价值。 作为过渡或辅助办法，仍有一定利用价值。
1．物理的被动抗病性因素 植物物理的被动抗病因素是植物固有的形态结构特征， 植物物理的被动抗病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原物酶作用的稳定性而抵 抗病原物的侵入和扩展。主要有： 抗病原物的侵入和扩展。主要有： •植物体表形态结构：被覆在表皮上的蜡质层、角质层等， 植物体表形态结构： 植物体表形态结构 被覆在表皮上的蜡质层、角质层等， 表皮层细胞壁发生钙、镁和硅化作用，表皮的气孔、水孔、 表皮层细胞壁发生钙、镁和硅化作用，表皮的气孔、水孔、 皮孔和蜜腺等自然孔口的形态、结构、数量和开闭习性等。 皮孔和蜜腺等自然孔口的形态、结构、数量和开闭习性等。 •木栓化组织：组织中充满木栓质，主要分布于植物的根、 木栓化组织： 木栓化组织 组织中充满木栓质，主要分布于植物的根、 支干和块茎的表皮， 茎、支干和块茎的表皮，愈伤组织周围以及根部内皮层的 凯氏带，在防止病菌侵染中起屏障作用。 凯氏带，在防止病菌侵染中起屏障作用。 •木质化组织：组织中充满木质素，遍布于根、茎皮层内部， 木质化组织： 木质化组织 组织中充满木质素，遍布于根、茎皮层内部， 通过阻隔作用干扰病菌的生长、扩展和致病。 通过阻隔作用干扰病菌的生长、扩展和致病。 •其他：细胞壁中的结构成分纤维素，组织中的树脂、胶质、 其他： 其他 细胞壁中的结构成分纤维素，组织中的树脂、胶质、 单宁类似物的产生和沉积，导管组织结构， 单宁类似物的产生和沉积，导管组织结构，花器结构及开 花习性等。 花习性等。
解毒作用： 解毒作用：植物组织能够代谢病原菌产生的 植物毒素，将毒素转化为无毒害物质。 植物毒素，将毒素转化为无毒害物质。它可 降低病菌的毒素，抑制病原菌在植物组织中 降低病菌的毒素， 的定殖和症状表达，是重要的抗病机制之一。 的定殖和症状表达，是重要的抗病机制之一。 其他：有些寄主受病原物侵染后， 其他：有些寄主受病原物侵染后，还能将原 有组分如一些糖苷类化合物转化为抗菌物质； 有组分如一些糖苷类化合物转化为抗菌物质； 有些还能增加合成一些抗菌物质， 有些还能增加合成一些抗菌物质，包括酚类 化合物及其衍生物； 化合物及其衍生物；有些形成与病程相关蛋 白即PR蛋白， PR蛋白 白即PR蛋白，如对病原菌细胞壁有水解作用 的葡聚糖酶、几丁质酶、溶菌酶等； 的葡聚糖酶、几丁质酶、溶菌酶等；有些形 成与细胞壁修饰有关的组分，如糖蛋白、木 成与细胞壁修饰有关的组分，如糖蛋白、 质素和胼胝质等。 质素和胼胝质等。