植物病原菌的致病性-第三章

1.种（species）：是菌物分类的基本单元，多采用 生物学种的概念，即以形态特征为基础，种与种 之间在主要形态上应该具有显著而稳定的差异。 但有些菌物种的建立，有时还应辅助以生态、生 理、生化及遗传等方面的差异。对于某些寄生性 菌物，有时也根据寄主范围的不同而分为不同的 种。 近年，分子生物学技术应用于菌物学分类， 出现了根据DNA序列同源性来划分的系统发育种 的概念（phylogenetic species）。
（一）变种和专化型
两者均是病原菌种下的分类单位。
变种之间在形态上有差异，他们对不 同属的植物致病力不同。 专化型间在形态上无明显差异，区别 不同的专化型主要根据它们对同科不 同属的致病力的差异。
（二）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。 • 死体营养的病原物，除根据对品种的不同致病力差异 划分外，也可根据其培养性状和生理生化等特性进行 辅助鉴定。细菌的生理小种又称菌系或致病类型。病 毒的生理小种称为株系，不过病毒株系之间的差异株 要根据他们在一定寄主上的症状的差异，血清反应； 彼此是否起交叉保护作用；寄主范围是否相似；传播 方式是否相似等来确定。
第二节 植物病原物的侵袭手段
角质酶 分解角质层 果胶酶 分解果胶质 半纤维素酶类 分解半纤维素，分解后纤维
素和木质素裸露出来
纤维素酶 分解纤维素
木质素酶 分解木质素
第二节 植物病原物的侵袭手段 一、酶
2. 分解细胞内物质的酶 蛋白质酶 淀粉酶 脂类酶 核酸酶 已在若干种真菌中发现有分解
第三章
植物病原物的致病性
孟颢光
2011.09
第一节：致病性的概念 第二节：植物病原物的侵袭手段 第三节：植物病原物的寄生专化性 第四节：植物病原菌致病性的遗传
第五节：植物病原物致病性的变异
第一节
一、致病性
致病性的概念
• 致病性是病原物所具有的破坏寄主而后引起病害的 能力。 • 病原物的致病性是一个种或一个属的病原物的属性， 是较为固定的特性。 • 致病性是指一种病原物对不同种类寄主植物的致病 能力。
（二）生理小种的鉴定方法
根据供试菌系在鉴别寄主上的抗感反应鉴别小种的类型， 根据各个小种在总体标样中所占比例，确定主要小种和优势 小种。作为鉴别寄主必须应该具备以下4个条件：
一项基本内容。
三、植物病原菌生理小种的鉴定
（一）生理小种鉴定的意义：
及时分析掌握病原菌的生理小种的组成、分布、消 长变化动态。 可提高防治和研究工作的预见性和主动性。 在对病害的流行、品种抗病变异、病菌抗药性等很
多研究中均需要以生理小种的分析结果作为依据。
分析鉴定病原菌的生理小种在防治和研究上均具有 十分重要的意义。
（一）生长素（Auxina）
• 天然生长素为吲哚乙酸（IAA）. 果树根癌病菌 （Agrobacterium tumefacience）是研究生长素 与致病作用关系的一个病例。果树根癌病菌在致 癌过程中产生IAA，由伤口接种在27℃下保持4-5 天，再移至32℃高温下，病株即可产生癌瘤。在 这一过程中，病菌产生的IAA能使寄主细胞非正 常的生长，形成癌瘤。
（二）生理小种的发现
1917年E. C. 斯泰克曼研究发现小麦杆锈菌专化型内有更狭 窄的专化型即生理小种，他们对不同品种的致病力不同，品种对 不同小种的抗病性也不同。以后许多学者开始了对不同病菌生理 小种的研究，先后发现小麦叶锈菌（1926）、条锈（1934）、马 铃薯晚疫病菌（1926）、小麦白粉病菌（30年代）、小麦腥黑穗 病菌（1948）、稻瘟病菌（1963）、水稻白叶枯病菌（1979）以 及许多其它病菌均有生理分化现象。 一般是病菌寄生性水平越高，生理小种越多，反之越少。目 前生理小种的鉴定工作已经成为许多国家植物病害抗病性研究的
（三）生物型
• 生物型是生理小种内由遗传一致的个体所 组成的群体。
• 在一个生理小种内可有一个生物型，也可 有多个生物型。鉴定生理小种的生物型主 要根据供试菌系在辅助鉴别品种上的反应 和寄主种下的分化情况。
二、植物病原菌寄生专化性的研究简史
（一）寄生专化性的发现
早在1870年 J. 斯基德特 就提出植物病原菌有寄生专化
（二）赤霉素类物质
• 赤霉素是一类化学结构上相似物质，现已发现有50 种以上，很多真菌、细菌、链丝菌均可产生。其中 最熟知的是水稻恶苗菌产生的赤霉酸GA3，它是水 稻出现徒长的原因。由于受赤霉素的刺激作用，一 些受类病毒和病毒引起的矮化植株症状消失。用以 处理感染酸樱桃黄花病毒（SCYV）的樱桃植株和感 染卷叶病毒的烟草植株，可使原来受遏止的叶芽恢 复生长，可增加产量。此外，赤霉素类物质还可诱 导IAA的产生，且常与IAA协同作用。
部或部分症状。
• 选择性毒素主要有：
维多利亚素：毒素可与感病品种细胞膜上的受体
分子结合引起致病作用，从而破坏原生质膜的渗 透性，使电解质渗漏。 HS-毒素：有受体，破坏渗透性 HMT-毒素：抑制氧化磷酸化，改变电子传递频率
HC-毒素：改变渗透性
PM毒素：破坏氧化磷酸化的偶联 火疫素：引起质壁分离，导致萎蔫
病原物对寄主植物的破坏作用表现
从寄主的细胞和组织中掠夺大量的养分和水分，影 响寄主植物正常生长和发育需要；
产生对寄主的正常生理活动有害的代谢产物，如酶、
毒素、和生长调节物质等，使寄主植物细胞的正常 生理功能遭到破坏，发生一系列的内部组织和外部 形态病变，而表现出各式各样的症状。
二、毒性（毒力）（virulence）
菌物的分类单元
英文 拉丁固定词尾 界 Kingdom 无 门 Phylum (-mycota) 亚门 Sub-(-mycotina) 纲 Class (-mycetes) 亚纲 Subclass (-mycetidea) 目 Order (-ales) 科 Family (-aceae) 属 Genus 无 种 Species 无
（三）细胞激动素（cytokinis）
• 细胞激动素又称细胞分裂素，是促进细胞分裂的植物 激素，其化学名称为6-呋喃氨基嘌呤。细胞激动素的 作用是多方面的，可使细胞分裂与分化，也能抑制蛋 白质与核酸的降解及植株与组织的衰老过程。激动素 常与IAA共同起作用。例如在组织培养时必须两者同 时加入培养基，细胞才能分裂、生长，形成愈伤组织。 • 激动素对病毒的治疗作用与使用浓度有关。高浓度的 激动素处理可减少烟草的环状病毒，但加入IAA可以 抵消起效果。
核酸的酶。
第二节 植物病原物的侵袭手段
二、毒素
• 毒素(toxins)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。 • 其损害作用主要：
作用于原生质膜，使原生质膨大，引起质膜的透性 和电势的改变，使细胞内的电解质外渗； 抑制光合磷酸化过程中ATP合成的一些步骤，引起 能量缺乏，导致体内合成破坏； 对鸟氨酸转氨甲酰酶起竞争性抑制作用，导致精氨 酸的缺乏，影响叶绿素的合成； 与原生膜蛋白结合，导致寄主感ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
（四）乙烯（ethylene）
乙烯（C2H4 ）是简单化合物，在植物组织种普遍存 在。乙烯有抑制体细胞分裂、DNA合成、细胞生长， 抑制生长素向顶端和侧枝运转，诱发离层形成，落叶 落果，也可催熟果实。 许多研究表明，抗病品种产 生乙烯比感病品种多。在抗性反应中寄主迅速释放的 乙烯能够诱导植物组织中苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化 酶和过氧化物酶活性的增加，从而刺激植保素和芳香 族抗菌物质如绿原酸的形成。
4.小种（race）、生理小种（Physiological race）：根据对不同种或品种（一般是一套 鉴别寄主品种）的致病能力差异而划分的生 物类群。
二、毒性（毒力）（virulence） 毒性是指病原物小种对寄主植物品种的专
化性致病能力，或者说实质上是病原菌小种
的毒性基因“克服”品种抗病性的能力。
第二节 植物病原物的侵袭手段 毒素的种类


与植物病害发生关系较大的毒素有两大类：
致病毒素（pathotoxin）：病原物不在时仍能引起病害;
活体毒素（vivotoxin）： 病原物、植物两者作用后，

在被感染的植物体内所产生的毒素，此类毒素并非最先引 致病害的因子，它的存在可促进病害的发展。

第二节 植物病原物的 侵袭手段
第二节 植物病原物的侵袭手段
机械力量
在侵入阶段一般是机械力量和化学力量 相结合起作用，在某些情况下，如突破蜡质 层则主要靠机械力量。
第二节 植物病原物的侵袭手段
化学力量 植物病原物的化学侵袭手段主要有酶、
毒素和生长调节物质，此外还有多糖和抗生
素。病毒自身没有独立的代谢系统，而是直
接以核酸影响和诱导寄主原生质代谢作用的
发生改变，从而诱发寄主原由物质数量的增 减和新物质的产生。
第二节 植物病原物的侵袭手段 一、酶
1.分解细胞壁物质的酶 细胞壁的成分：植物体表面为蜡质层，下为角 质层，再下依次为纤维素、半纤维素和果胶质 等。体内细胞壁由果胶、纤维素、半纤维素、
木质素和少量蛋白质组成。
第三节 植物病原物的寄生 专化性
一、植物病原物寄生专化性的概念
• 病原物对寄主植物的一定属、种或品种的寄生选 择性称为病原物的寄生专化性或生理专化 （physiologic specialiation）。通常，寄生性水 平越高的病原物，其寄生专化性越强，反之越弱。
• 寄生专化性越强的病原物往往在种下有变种 （variety）缩写为var.、专化型（Formae specialis） (缩写为：f. sp.) 、生理小种（physiological race） 或株系（strain）或致病型（pathotype）的分化。
病原物小种对品种的毒性是相对的， 有强
的有弱的，所谓的强是指小种对品种诱发的 病害强度大。