(植物病理学)7植物与病原物的相互作用
第十一章 寄主植物与病原物的互作
号
致 病 手 段
交
换
识 亲和性分化(A) 别 作 寄主选择性(B) 用 无识别(C)
诱导酶(C) 毒素(A)
萎蔫型(B)
腐烂型(C)
固有酶(A)
基因整合(B)
专 化 性 水 平
侵 入 方 式
直接(D)
自然孔口(E)
伤口(F)
吸 附 性 质
生化性(D)
物理性(E)
（一）抗病性特点：
1、是植物普遍存在的、相对的性状； 2、是植物的遗传潜能，受病原物互作性质和环境条件影响； 3、病原物寄生专化性越强，寄主植物的抗病性分化越明显； （二）植物对病原物侵染的反应
1、亲合性与非亲和性：病原物对植物成功侵染和致病与否
2、专化性与非专化性：病原物种、小种对寄主植物属、种、 品种的选择
（一）基本概念：由病原物分泌到细胞外的介质中的一类酶。
角 质 胶 酶 酶
病 原 物 胞 外 降 解 酶
细胞壁降解酶
果
纤 维 素 酶
半纤维素酶 蛋 白 粉 脂 酶 酶 酶
细胞内含物降解酶
淀 磷
(二) 胞外酶的致病作用
① 直接侵入：有些植物病原真菌产生角质酶，分
解角质层形成侵入孔而直接侵入植物组织。
②组织离析：果胶降解酶能使组织中细胞分离，导
3、特异性与非特异性：病原物小种对寄主品种的选择性
二、抗病性类型
（一）根据寄主与非寄主 寄主抗性：在病原物寄主范围内的植物对某种病原物的抗性 非寄主抗性：非寄主植物对某种微生物（病原物）的抗性 （二）根据寄主植物对病原物侵染的反应机制和抵抗能力 免疫性：在寄主范围内的某植物品种不受病原物侵染 避病性：从时间和空间避开病原物侵染 抗病性：抗病原物侵染、系列和扩展的组织结构或生化物质 耐病性：受病原物侵害无明显病变或损失小，抗损和耐害性强
7普通植物病理学第七章非侵染性病
第三节 植物非侵染性病害的诊断
对非侵染性病害的诊断通常可以从以下几个 方面着手：
• 现场的观察和调查，并了解有关环境条件 的变化；
• 依据侵染性病害的特点和侵染性试验的结 果，尽量排除侵染性病害的可能；
• 进行治疗诊断。
• 田间非侵染性病害的主要特点：
• ①没有病症。但是患病后期由于抗病性降低，病 部可能会有腐生菌类出现。
• 微量元素：镁、锌、钙、硼、硫、铜、钼和锰。
镁存在于叶绿素中，是很多酶的辅助成分； • 锌则参与生长素的合成和糖的氧化。 • 钙控制细胞膜的渗透性变化，它与果胶形成钙盐参与植物
的抗病性， • 硼的功能不确知，可能影响糖的运输和钙的利用； • 硫存在于一些氨基酸相辅酶中； • 铁是叶绿素合成的催化剂，并作为很多酶的辅助成分； • 铜、钼和锰分别是很多氧化酶、硝酸还原酶和呼吸、光合
不适当地使用杀草剂或植物生长调节剂(plant growth regulator )也会引起药害。
• 在高粱上直接喷洒敌百虫、敌敌畏等有机磷农药后，12小 时即现药害症状，72小时后叶片全部焦枯。邻田或附近施 用上述杀虫剂或除草剂时，随风飘移至高粱上以后，初在 叶片上产生红褐色斑点，后斑点迅速扩大相互融合成大斑 块，致全叶焦枯，全田似火烧状 。
• 障碍型：主要是生殖器官分化期至抽穗开花期， 遭受短时间异常低温，妨碍生殖细胞的正常发育和 受精结实，造成不育或部分不育。这一类型仅个别 年份局部地区发生。
小麦冻害 西甜瓜冻害
日灼病
二、水分、湿度不适
• １.长期水分供应不足而形成过多的机械组织，使一些肥嫩 的器官的一部分薄壁细胞转变为厚壁的纤维细胞，可溶性 糖转变为淀粉而降低品质。
• 虎尾兰：一盆虎尾兰可吸收10平方米左右房间 内80%以上多种种有害气体。
植物与病原物的相互作用及协同进化
植物与病原物的相互作用及协同进化植物和病原物之间的关系是生物学研究中极其重要的一个领域，也是一个较系统的研究内容。
自生物多样性的诞生起，植物和病原物之间的相互作用就一直受到人们的关注，因为它们在影响生物多样性的过程中发挥着核心作用。
植物和病原物之间的相互作用可以从分子水平、种群水平和群体水平来研究。
通过对植物和病原物之间的相互作用和协同进化的研究，可以更好地理解生物多样性的结构和功能，从而为植物的防病保健提供科学依据。
植物和病原物之间的相互作用，其实是一种生物学上的竞争和协作。
当植物和病原物之间发生相互作用时，不同物种之间会形成一种竞争关系，而这种竞争最终能够通过有利的基因突变或其他机制而促进两者之间形成一种协作关系，从而有助于它们之间发生协同进化，即一种物种产生变化而使另一物种也发生变化的过程。
植物和病原物之间的相互作用，是植物的防病保健的重要领域。
由于植物系统的进化机制得不到充分的探究，植物的抗病性往往受到植物和病原物之间的相互作用以及植物-病原物之间的协同进化的影响。
因此，研究者通过分析植物和病原物之间的相互作用，从而可以更好地理解植物的抗病性，为植物的防病保健提供科学依据。
此外，植物和病原物之间的相互作用，同样也为植物的进化奠定了基础。
在植物演化途中，不同植物之间的竞争和协作是演化的一个重要动力，而植物的抗病性也是植物进化的重要能力。
当基于植物和病原物之间的协同进化来探讨植物的抗病性时，能够从新的角度来解释植物进化的机理，从而为植物的抗病保健提供有效的策略。
综上所述，植物和病原物之间的相互作用以及协同进化是生物多样性研究中一个非常重要的领域。
植物和病原物之间的相互作用不仅有助于理解植物的抗病性，也为植物进化提供了重要的动力，从而有助于植物的防病保健。
因此，未来的研究应该继续密切关注植物和病原物之间的相互作用，以期能够更好地保护植物的健康。
植物和病原微生物的互作研究
植物和病原微生物的互作研究生物学家们研究植物和病原微生物的互作已有很长时间，并深入研究如何应对这些攻击者。
这些研究可以解释我们如何更有效地保护农作物和预测植物的生长。
在本文中，我们将探讨一些关于植物和病原微生物互相作用的研究。
植物防御机制植物防御机制是植物对抗病原微生物的方法之一。
大多数植物都有不同的分泌物来预防病原微生物的侵入。
例如，植物可以通过分泌复杂的物质来抵御病原微生物的攻击。
这些物质包括：多糖、鞣质、香草素等。
此外，植物也可以通过更改其细胞壁的生化成分来降低对病原微生物的易感性。
这些变化通常表现为增加硬度、厚度或复杂性。
植物的防御反应还可以通过其他方式实现。
例如，植物可以启动免疫反应进而防御病原微生物。
在这种情况下，植物会释放一些化学信号物质，这些信号物质会被病原微生物感知到，进而诱导病原微生物的死亡或生长受到抑制。
此外，植物也可以通过对外界的刺激进行编码并通过适当的反应来预防病原微生物的入侵。
病原微生物的攻击机制与植物防御机制相对应的是病原微生物的攻击机制。
病原微生物可以通过多种方式进入植物并污染其系统，同时并且通过植物的结构、代谢和功能的破坏来易感化植物，导致它们容易感染。
其中最突出的形式就是通过结构特异性菌毒作用。
菌毒作用是指一种攻击性的药物系统，可以直接影响细胞的功能表现。
这些生物的身体结构可以穿透植物的表皮和壁，压制植物的正常生长，并使其更容易被其他微生物进一步侵袭。
在病原微生物感染植物时，它们通常会产生毒素，这些毒素直接攻击植物的细胞，破坏细胞膜结构，降低植物的生长和免疫系统的反应。
植物病原微生物共同演化在互作的过程中，植物和病原微生物都会不断演化。
这种共同演化通常被视为一种纯文化行为，有助于维持生态平衡，并使生物更能应对变化。
具体而言，植物对病原微生物的感染具有高度响应性，因此不断演化的病原微生物必须要能够克服植物的防御策略，以逃避其被植物消灭的命运。
这种演化行为通常表现为病原微生物的种群结构发生变化，通过丰富的结构不断迁移和重新组合来改变其行为。
(植物病理学)7植物与病原物的相互作用
内容
第一节 共生、共栖和寄生 第二节 病原物的寄生性和致病性 第三节 病原物的致病机制 第四节 植物抗病性的概念和类别 第五节 植物的抗病机制
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第一节 共生、共栖和寄生
• 自然界的生物，特别是微生物很少单独生存， 它们与同一生态环境中的其它生物之间有不 同类型的相互关系。
对病原物有抑制作用； • 葱油和大蒜素； • 芥子油。
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2、间接的毒害作用
• 有些植物的分泌物能刺激叶围和根围拮抗生物的 生长， 从而对病原物产生间接的影响。
—菊科叶片刺激产生的细菌能产生抑制灰霉菌的孢子萌 发的物质；
• 植物表面活力强的腐生菌由于对营养的竞争而抑 制病原物的生长和发育。
病原物 寄生物
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第三节 植物病原物的致病机制 一、病原物的致病机理
• 夺取寄主的生活物质 • 对寄主细胞施加机械压力 • 酶、毒素和激素的破坏作用
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1、致病性有关的酶及其破坏作用
• 酶的概念：具有催化活性的蛋白质。 • 病原物产生的与致病性有关的酶很多： （1）角质分解酶：催化寄主表皮的角质多聚物水解。 （2）细胞壁降解酶类：果胶酶、纤维素酶、半纤维
毒素是病原物的代谢产物，对植物有毒害， 不仅可以在植物体内产生，也可以在人工培养条 件下产生。
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• 毒素处理健康植物，能够使寄主植物产生褪绿、坏 死、萎蔫等病变，与病原物侵染所引起的病状相同 或相似。
• 毒素是一种非常高效的致病物质，它能在很低浓度 下诱发植物产生病状。有些化学物质，当浓度高到 一定程度时，也会对植物的生长产生不利的影响或 毒害作用，这些物质就不是毒素。
植物病理学与病原微生物控制
植物病理学与病原微生物控制植物病理学是研究植物疾病的发生、发展、传播和防治等方面的科学。
而病原微生物控制是通过利用微生物来控制植物病害的一种方法。
在本文中，我们将探讨植物病理学的基本概念、病原微生物的种类和应用，以及如何利用病原微生物来控制植物病害。
一、植物病理学的基本概念植物病理学是研究植物与病原微生物之间相互作用的学科。
它主要包括以下几个方面：1. 病原微生物的鉴定和分类：通过分离、培养、观察以及分子生物学等方法，对引起植物病害的病原微生物进行鉴定和分类。
2. 病害的病因与发生机理：探讨植物疾病发生的原因以及相关的生物学、生态学、生理学机制，为预防和控制提供理论依据。
3. 病害的传播方式与途径：研究病原微生物在植物之间的传播途径，包括空气传播、土壤传播、昆虫传播等，以及防控相关策略。
4. 病害的诊断与检测方法：发展和应用有效的技术和方法，确诊植物病害，提供科学依据。
二、病原微生物的种类和应用病原微生物是引起植物病害的微生物，主要包括细菌、真菌、病毒、类病毒颗粒和念珠菌等。
这些微生物可通过不同的途径感染植物，引起植物组织的病害症状。
1. 细菌：细菌引起的植物病害广泛存在，如炭疽病、梭菌病等。
细菌可以通过植物的伤口进入，也可通过根系侵入植物。
病原细菌可激发植物免疫反应，引起病变症状。
2. 真菌：真菌是最常见的植物病害病原体，引起许多病害，如白粉病、褐腐病等。
真菌通过孢子侵入植物组织并感染宿主，破坏植物的正常生理过程。
3. 病毒：病毒是最小的病原微生物，可通过虫媒、接种器具等途径传播。
病毒感染可引起植物叶片发黄、变形、死亡等病征。
4. 类病毒颗粒：类病毒颗粒是一类特殊的病原微生物，如体细胞杂交病毒。
它们通过叶蝉等昆虫传播，引起植物病变。
5. 念珠菌：念珠菌是一类由酵母菌引起的病害，如白膜病。
念珠菌可在植物叶片上形成白色菌膜，引起植物组织病变。
三、利用病原微生物控制植物病害利用病原微生物控制植物病害是一种环保、可持续的病害防治方法。
《植物病原体相互作》课件
VS
展望
未来研究应加强跨学科合作，综合运用生 物学、化学、物理学等多学科的理论和方 法，全面揭示植物与病原菌相互作用的奥 秘，为农业生产提供更有力的科技支撑。
感谢观看
THANKSBiblioteka 植物与病原体相互作用的研究意义
1
揭示植物与病原体相互作用的机制，有助于深入 了解植物病害的发生和发展过程，为防治植物病 害提供理论依据。
2
研究植物与病原体相互作用有助于开发新型的生 物农药和抗病品种，提高植物的抗病性和产量。
3
植物与病原体相互作用的研究有助于推动植物病 理学、生态学和进化生物学等相关学科的发展。
未来研究的主要方向和策略
方向
深入研究植物与病原菌相互作用的分子机制，发掘抗病相关基因，利用基因编辑技术培育抗病作物。
策略
采用组学技术、基因编辑、遗传转化等方法，结合生物信息学和系统生物学的研究手段，全面解析植 物与病原菌相互作用的分子机制。
植物与病原菌相互作用研究的前景和展望
前景
随着分子生物学和基因组学的发展，植 物与病原菌相互作用的研究将更加深入 ，有望为农业生产提供更多有效的抗病 策略。
毒性基因多样性
不同病原菌具有不同的毒性基因组合 ，能够侵染不同类型的植物。
植物与病原菌识别的分子机制
模式识别受体
植物中的一类受体蛋白，能够识别病原菌的分子模式，触发植物的抗病反应。
信号转导途径
植物在识别病原菌后，通过一系列信号转导途径，将抗病信号传递至细胞核， 引发植物的抗病反应。
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植物与病原菌的互， 克隆出植物抗病基因。
抗病基因的功能分析
通过基因敲除或转基因技术，研究抗 病基因在植物抗病过程中的作用和功 能。
植物与病虫害的互作机制
生物防御
总结词
生物防御是指植物通过与微生物共生或利用天敌来抵御病虫害的侵袭。
详细描述
植物的生物防御机制包括与微生物共生，如根瘤菌和豆科植物的共生关系，以及 利用天敌，如寄生蜂、寄生蝇等，来控制害虫的数量和种群。这些生物防御机制 能够有效地降低病虫害的危害程度。
03
病虫害对植物的侵害机制
侵害方式
光照
光照强度和时长对植物的生长和发育有显著影响，进而影响植物与病 虫害的互作。
生物因素
1 2
寄主-病原物匹配
不同植物品种对不同病原物的敏感性不同，这种 匹配关系直接影响植物与病虫害的互作。
天敌和微生物
天敌如捕食性昆虫和寄生性微生物可以控制病虫 害的数量，从而影响植物与病虫害的互作。
3
遗传多样性
植物的遗传多样性可以影响其对病虫害的抗性， 具有较高遗传多样性的植物群体通常更能抵抗病 虫害的侵害。
死亡
严重的病虫害侵害会导致植物死亡，破坏生态环 境和景观。
04
植物与病虫害互作的影响 因素
环境因素
气候变化
气候变化如温度、湿度和降雨模式的改变可以影响植物和病虫害的 互作。例如，暖和潮湿的气候可能有利于某些病原菌的生长和传播 。
土壤条件
土壤的pH值、养分和水分状况可以影响植物的健康状况，进而影 响其抵抗病虫害的能力。
发病期
潜育期过后，病原生物开始大量繁殖，导致植物出现明显的病害症状，如变色、坏死、腐烂、萎蔫等 。
侵害后果
生长受阻
病虫害侵害会使植物的生长受到严重影响，导致 植株矮小、叶片黄化、落花落果等现象。
品质降低
病虫害侵害会使植物产品的品质降低，如水果和 蔬菜的口感变差、色泽不鲜艳等。
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2、毒素及其致病作用
（1）毒素的概念
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。
毒素是病原物的代谢产物，对植物有毒害， 不仅可以在植物体内产生，也可以在人工培养条 件下产生。
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1、致病性有关的酶及其破坏作用
• 酶的概念：具有催化活性的蛋白质。 • 病原物产生的与致病性有关的酶很多： （1）角质分解酶：催化寄主表皮的角质多聚物水解。 （2）细胞壁降解酶类：果胶酶、纤维素酶、半纤维
素酶、木质素降解酶和蛋白酶等。 （3）消化细胞内物质的酶类：蛋白酶、淀粉酶、脂
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（2）毒素的作用机制
• 影响植物细胞膜透性； • 钝化或抑制植物一些主要酶类：包括抑制
或刺激呼吸作用，抑制蛋白质合成，干扰 光合作用、酚类物质代谢和水分代谢等； • 抗代谢：毒素是抗代谢物质，使寄主细胞 的磷酸化作用受抑制， 在生理上和生化上 都发生了一系列重要变化。
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植物病理学
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二、营养方式
寄生物从寄主植物获得养分的方式有：
死体营养：寄生物先杀死寄主植物的细胞和组织，然后 从中吸取养分。营这种生活方式的生物称作死体寄 生物。
活体营养：从活的寄主中获得养分，并不立即杀伤寄主 植物的细胞和组织。这种营养方式的生物称为活体 寄生物。
半活体营养：既能进行寄生又能进行腐生生活获取营养 的方式叫半活体营养，这种生物称为兼性寄生物。
• 寄生物(parasite)：得到营养物质的一方。
• 植物病害的病原物都是异养生物，自身不 能制造营养物质，需依赖对植物的寄生而 生存。
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植物病理学
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第二节 植物病原物的寄生性和致病性
一、寄生性和致病性
• 寄生性：指病原物在寄主植物活体内取得 营养物质而生存的能力。
• 致病性：指病原物所具有的破坏寄主和引 起病变的能力。
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• 活体营养的病原物的寄主范围一般较窄，有 较高的寄生专化性。
• 活体营养的病原物不能脱离寄主营腐生生活。
• 白粉病菌就是典型的活体营养病原物。
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三、寄生方式
外寄生：从自然孔口或直接穿透寄主表皮侵入，在细胞 外形成吸器获取营养物质。如霜霉菌、白粉菌和锈菌。
《植物病理学》
第七章 植物与病原物的相互作用
孔维文
(扬州大学园艺与植物保护学院)
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共生(symbiosis)
• 共生，即植物与微生物共同生活，紧 密联系，形成了双方都可以得到好处 的互利关系。
• 例：豆科植物与其根瘤细菌。
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共栖关系(commensalism)
• 共栖关系：双方虽共存于同一环境中，但两者 间无明显的利或害的关系。虽然有时一方可由 对方得益，但对另一方没有不利影响。
• 例：植物的根围和叶围非病原微生物。
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植物病理学
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寄生(Parasitism)关系
• 寄生：一种生物依赖另一种生物提供营养 物质的生活方式。
• 寄主(host)：提供营养物质的一方。
寄主选择性毒素
• 寄主选择性毒素亦称寄主专化性毒素(host specific toxin)，是一类对寄主植物和感病品种有较高致病 性的毒素。这类毒素只对一定的寄主或品种产生毒 性。
• 病原物各菌系(小种)的毒性强弱与其产生毒素能力 的高低相一致；
• 感病的寄主品种，对毒素也很敏感，中度抗病品种 对毒素有中等程度的敏感，抗病品种对毒素则有高 度的耐性。
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• 寄生物的营养方式，反映了病原物的不同致病作用。
• 死体营养的病原物腐生能力一般都较强。此外，死体 营养的病原物寄主范围一般较广。
• 立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、齐整小核菌 (Sclerotium rolfsii)和胡萝卜软腐欧氏菌(Erwinia carotovora)等，可以寄生几十种甚至上百种植物。
2、寄生专化现象涉及的名词：
（1）种；（2）变种；（3）专化型；（4） 生理小种；（5）菌系和株系。
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认识寄生专化现象的意义
• 选育抗病品种； • 轮作防病； • 清除野生寄主和转主寄主。
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五、病原物的致病性
• 致病性的概念：一种生物引致植物病害的能力 称为致病性(pathogenicity)。这种生物称为病原 物(pathogen)。
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• 毒素处理健康植物，能够使寄主植物产生褪绿、坏 死、萎蔫等病变，与病原物侵染所引起的病状相同 或相似。
• 毒素是一种非常高效的致病物质，它能在很低浓度 下诱发植物产生病状。有些化学物质，当浓度高到 一定程度时，也会对植物的生长产生不利的影响或 毒害作用，这些物质就不是毒素。
内寄生：病菌侵入寄主细胞，在细胞内和细胞间蔓延， 吸取营养。如芸薹根肿菌；大多数细菌、病毒也是内寄 生。
附生：少数真菌覆盖于寄主植物表面， 不侵入植物体。 吸收植物分泌物和溢出的水分及蚜虫、介壳虫等的分泌 物为生， 但严重影响植物的光合作用。如烟霉病。
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植物病理学
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四、致病性分化
1、致病性分化：同种病原物中不同菌株对寄 主植物中不同的属、种或品种的致病性存 在显著差异的现象，也称病原物的寄生专 化性。或生理专化性。202Βιβλιοθήκη /7/9植物病理学19
（3）毒素的种类
• 依据对毒素敏感的植物范围和毒素对寄主种或 品种有无选择作用可将毒素划分为：
寄主选择性毒素(host selective toxin，HST)
非寄主选择性毒素(non-host-selective toxin，
NHST)
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植物病理学
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• 寄生性和致病性的关系：前者是指一种生物或 病原物从活的寄主获取营养的能力，后者是指 其破坏植物的能力，两者既有联系又有区别。
病原物 寄生物
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第三节 植物病原物的致病机制 一、病原物的致病机理
• 夺取寄主的生活物质 • 对寄主细胞施加机械压力 • 酶、毒素和激素的破坏作用