植物的抗病性
植物的抗病性
病原微生物对作物的伤害
• 一：水分平衡失调 • 作物染病后，首先表现为水平衡失调，许多作物 的病害常常以萎蔫或猝倒为特征，水分平衡失调 的原因有1：有些病原微生物破坏根部，使植物吸 水能力下降 2：维管束被堵塞，水分向上运输中 断，有些是细菌或真菌本身堵塞茎部，有些是微 生物或作物产生胶质或黏液沉积在导管，有些是 导管形成胼胝体而使导管不通 3：蒸腾加强，因 为病原微生物破坏作物的结构，透性加大，散失 水分就快。
• 部分小麦出现萎蔫
部分油菜出现萎蔫
二：呼吸作用加强
• 呼吸作用加强 染病作物的呼吸作用大大加强，染 病组织的呼吸一般比健康组织的增加10倍。呼吸 加强的原因，一方面是病原微生物本身具有强烈 的呼吸作用；另一方面是寄主呼吸速率加快。因 为健康组织的酶与底物在细胞里是被分区隔开的， 病害侵染后间隔被打破，酶与底物直接接触，呼 吸作用就加强；与此同时，染病部位附近的糖类 都集中到染病部位，呼吸底物增多，呼吸就加强。 由于病害引起的强烈呼吸，其氧化磷酸化解偶联， 大部分能量以热能形式释放出来，所以，染病组 织的温度大大升高，反过来又促进呼吸
植物的抗病性
•亚麻立枯病病苗
亚麻假黑斑病叶尖变褐枯死
大豆猝倒病
大豆立枯病
• 寄主植物抑制或延缓病原活动的能力称为抗病性 （resistance）。抗病性的表现，是在一定的环 境条件影响下寄主植物的抗病性基因和病原物的 致病基因相互作用的结果，是由长期的进化过程 所形成。植物的抗病性是相对的。在寄主和病原 物相互作用中抗病性表现的程度有阶梯性差异， 可以表现为轻度抗病、中度抗病、高度抗病或完 全免疫由基因控制。在 病原物侵染寄主植物前和整个侵染过程中，植物 以多种因素、多种方式、多道防线来抵抗病原物 的侵染和为害。不同植物、不同品种对相应病原 物的抗病机制各有不同。
植物抗病性名词解释
植物抗病性名词解释1、植物免疫性的表现植物的免疫性表现在避病性、抗病性及耐病性三方面。
1.1.植物的避病性自然界的各种病原物几乎都有一个最适宜的发生和传播期，这是因为病原物的生长、传播及繁殖对周围的自然环境有一定的要求，如温度、湿度、酸碱度等，使其生长周期与节气相关。
比如马铃薯晚疫病的病原菌大量发生和传播的最适条件是低温和高湿，对应我国华北地区就是七、八月份的雨季。
同时，植物对某些病害又有一个最易染病期，上述的马铃薯晚疫病的最易染病期就在现蕾之后。
不难发现这是由病原物的入侵特性决定的，如病原物特定的入侵途径、特定的入侵部位等，使其入侵与植物的生长周期相关。
如此一来，有的植物就可以通过发展出使其最易染病期避开病原物大量发生和传播期的免疫的机制而免受或少受病原物入侵，即获得了避病性。
植物的避病性的获得相信是生物间协同进化的结果，即由于自然选择的作用，最易染病期与病原物大量发生和传播期相一致的植物因受病原物入侵而灭亡，不能通过繁殖而将其基因传给后代，而最易染病期与病原物大量发生和传播期不一致的植物却得以繁衍，使种群的基因频率发生改变，最终种群获得了避病性。
1.2.植物的抗病性植物的抗病性是指植物直接抵抗病原物入侵的特性，包括抗侵入、抗寄生及抗再侵染三方面。
抗入侵抗入侵是指植物在受到病原物通过机械力量或酶类溶解植物表层或植物的伤口的方式入侵时，依靠其表面角质层、蜡质层、木栓层等结构，或者较迅速地愈合伤口，或者在被入侵表面分泌抗生物质来抵抗入侵的能力。
1.2.1.1.物理性防御机制植物可通过在质膜和细胞壁间形成乳头状小突起、晕斑和胝质沉淀，在导管处产生胶状物质和侵填体，在叶表面等部位形成角质或蜡质层，在受伤组织周围形成木栓组织，产生各种树浆和树脂等，有效防御病原微生物的入侵。
这就好比是动物的皮肤免疫，但是植物的物理性防御机制对病原物的入侵更具有针对性，即它有选择性地在受入侵的局部区域加强防御，而且针对不同的区域，其物理性防御的机制也有所不同。
植物的抗病性与抗虫性
植物的抗病性与抗虫性植物作为自然界的一种生物，也面临着各种病虫害的威胁。
为了能够抵御外界的侵袭，植物进化出了一些抗病性和抗虫性的机制。
本文将对植物的抗病性和抗虫性进行探讨。
一、植物的抗病性抗病性是指植物在受到病原微生物攻击时，能够通过一系列的防御机制抵御病原微生物的入侵及其引发的病害。
植物的抗病性可以通过两种方式进行：预防性和防御性。
1. 预防性抗病性预防性抗病性是指植物通过一系列的防御机制，预防病原微生物的入侵，从而降低植物受病害的发生率。
（1）植物的外层结构：植物表皮通常包含一层保护性的角质层或者细胞间隙，这一结构对于病原微生物的入侵起到了很好的隔离作用。
（2）化学防御物质：植物体内含有多种化学物质，如鞣质、树脂、香精物质等，它们能够使植物体表面变得不利于病原微生物的生长和繁殖。
（3）植物的分泌物：植物的分泌物中通常含有抑制病原微生物生长的物质，如叶绿酸等。
2. 防御性抗病性防御性抗病性是指植物在感染病原微生物之后，通过一系列的防御反应来抵御病原微生物的进一步侵染。
（1）植物免疫系统：植物拥有一套完整的免疫系统，它包括基因识别的病原微生物，并通过产生抗菌蛋白、激素信号等多种机制来抵御病原微生物的入侵。
（2）细胞壁加固：植物在感染病原微生物后，会增加细胞壁的构造，如增加纤维素和木质素的合成，从而加固细胞壁的强度，减少病原微生物进入植物细胞的机会。
二、植物的抗虫性抗虫性是指植物通过一系列的防御机制，减少或抑制害虫的伤害。
植物的抗虫性主要体现在以下几个方面。
1. 物理防御物理防御是指植物通过一些物理障碍来防止害虫的入侵。
比如植物的刺毛、毒刺等，可以有效地防止害虫接近和取食。
2. 化学防御植物体内含有丰富的次生代谢产物，它们可以作为化学物质来抵御害虫的侵害。
比如植物会产生一些具有毒性的物质，如生物碱、杀菌素等，这些物质对于害虫的生长和繁殖具有一定的抑制作用。
3. 植物的挥发物植物通过挥发出一些具有气味的物质，来引导有益昆虫的前来，从而控制害虫的种群数量。
第二章 植物抗病性的概念和
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 level） 分子水平、细胞水平、组织学水平、 （ level ） ：分子水平 、 细胞水平 、 组织学水平 、 个体 水平、群体水平、生态系水平到进化水平。 水平、群体水平、生态系水平到进化水平。传统植物病 理学的重点在个体，略扩及组织细胞和群体， 理学的重点在个体，略扩及组织细胞和群体，植病流行 学重点在群体互作和生态系， 学重点在群体互作和生态系，分子植物病理学立足于分 但应用于个体和群体。 子，但应用于个体和群体。不论组成群体的个体是遗传 相同的还是不同的，群体总有一些个体所没有的。 相同的还是不同的，群体总有一些个体所没有的。
四、抗病性的遗传观
抗病性是遗传规定的潜能， 抗病性是遗传规定的潜能，遇到病原物侵染才表现 出来，其具体表现还以病原物致病性如何而异。 出来，其具体表现还以病原物致病性如何而异。抗 病性实际上是寄主-病原物结合体的表现型。 病性实际上是寄主-病原物结合体的表现型。 植物对侵染性病害的抵抗能力是可遗传的， 植物对侵染性病害的抵抗能力是可遗传的，不断进 化的。 化的。 “基因对基因关系” 是其主要的对应关系之一。 基因对基因关系” 是其主要的对应关系之一。 双方群体间的相互选择导致各自遗传结构的变化。 双方群体间的相互选择导致各自遗传结构的变化。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、被动抗病性（passive resistance ） 被动抗病性（ 和主动抗病性（ 和主动抗病性（active resistance） ）
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（preformed character），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（defence reaction）。
植物的抗病性
三、核酸和蛋白质：
2、蛋白质：各类病原侵染后，寄主蛋白质也受一定的影响。 病毒：植物受病毒侵染后，常导致寄主蛋白的变向合成，以满足病毒外壳蛋白大量合成的需要。 真菌：病原真菌侵染的早期，病株总氮量和蛋白质含量增高，在侵染后期，蛋白水解酶活性提高，蛋白质降解，总
氮量下降，但游离氨基酸的含量明显提高。 细菌：受细菌侵染后，抗病寄主和感病寄主中蛋白质合成能力有明显不同。
病程相关蛋白
病程相关蛋白——由病毒、细菌和真菌侵染诱导寄主产生的一类特殊蛋白质，这种蛋白质可能与抗病性表 达有关。
四、酚类物质和相关酶：
酚类化合物是植物体内重要的次生代谢物质，植物受病原菌侵染后，酚类物质和一系列酚类氧化酶都发生了
明显变化，这些变化与植物的抗病机制有关。
四、酚类物质和相关酶：
4、植物组织中为某些病原菌所必须的物质含量少，也可能成为抗扩展的因素。 有人提出所谓“高糖病害”和“低糖病害”的概念解释植物体内糖含量与发病的关系。（实例见教材）
三、物理的主动抗病性因素：
物理的主动抗病因素——指由病原物侵染后，引起的植物亚细胞、细胞或组织水平的形态和结构改变。 物理的抗病因素的作用：使寄主产生保卫反应，将病原物的侵染局限在细胞壁、单个细胞或局部组织中，有以下几方面：
（1）酚类物质及其氧化物-醌的积累是植物对病原菌侵染和损伤的非专化性反应。 醌类物质能钝化病原菌的蛋白质、核酸和酶。
四、酚类物质和相关酶：
（2）植物体内积累的酚类前体物质经一系列的生化反应后可形成植物保卫素和木质素，发挥重要的抗病作 用。
四、酚类物质和相关酶：
（3）各类病原物的侵染，还引起一些与酚类代谢相关酶的活性增强，其中最常见的有苯丙氨酸解氨酶（PAL）、 过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶、多酚氧化酶（PPO）等。如：
植物抗病性和抗虫性的机制
植物对昆虫的防御机制：分泌毒素、产生抗虫物质等
昆虫对植物的适应机制：产生抗药性、改变取食行为等
植物与昆虫的协同进化：植物不断产生新的抗虫物质，昆虫不断适应新的抗虫物质
植物与昆虫的互作关系对生态系统的影响：维持生态平衡，促进生物多样性
提高作物产量：通过抗病性和抗虫性改良，减少病虫害损失，提高作物产量。
减少农药使用：抗病性和抗虫性改良作物可以减少农药使用，降低环境污染和食品安全风险。
提高作物品质：抗病性和抗虫性改良作物可以提高作物品质，提高农产品市场竞争力。
促进农业可持续发展：抗病性和抗虫性改良作物可以促进农业可持续发展，减少对环境的破坏。
保护植物免受病虫害的侵害，维持生态平衡
提高植物抗逆性，增强植物适应环境的能力
减少农药使用，降低环境污染
促进生物多样性，保护生态系统的稳定和健康
基因编辑技术：利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术，改良植物抗病性和抗虫性基因
生物农药：研发新型生物农药，替代传统化学农药，降低环境污染和生态风险
植物免疫系统：研究植物免疫系统，提高植物自身抗病性和抗虫性
生物工程：通过转基因技术，将抗病性和抗虫性基因导入植物中，提高植物抗病性和抗虫性
植物激素与抗病信号传导：植物激素可以参与抗病信号传导，增强植物的抗病性
植物与微生物的相互作用：互利共生、寄生、竞争等
植物抗病性机制：诱导抗病性、抗病基因、抗病蛋白等
植物与微生物的识别：模式识别受体控等
植物分泌物：可以产生对害虫有驱避作用的化学物质
生物信息学：利用计算机技术处理和分析生物数据的科学
抗病性和抗虫性研究：研究植物如何抵抗病原体和害虫的侵害
生物信息学在抗病性和抗虫性研究中的应用：利用生物信息学技术分析植物抗病性和抗虫性的基因、蛋白质和代谢途径
植物的抗逆性与抗病性
植物的抗逆性与抗病性植物作为生命界中的重要成员，在面临各种环境变化和病原体入侵时，具备了一定的抗逆性和抗病性。
这些特性使植物能够适应复杂多变的环境，并与病原体进行斗争，保持正常生长和发育。
本文将探讨植物的抗逆性和抗病性，以及影响这些特性的因素。
一、植物的抗逆性植物在生长过程中经常面临环境的各种挑战，如高温、低温、干旱、盐碱等。
为了应对这些挑战，植物有着多种适应策略。
首先，植物的根系结构可以通过调整生长方向和形态来获取水分和养分。
例如，一些植物的根系能够向深处延伸，以便在干旱条件下吸收地下的水分和养分。
其次，植物能够通过调整气孔大小来控制蒸腾作用，减少水分流失。
在高温条件下，植物还可以调整叶片和细胞结构，增加抗氧化物质的产生，从而减轻氧化损伤。
此外，一些植物还能合成特殊的耐盐蛋白，帮助其在盐碱地生长。
二、植物的抗病性植物与各种病原体之间进行持续的进化斗争，发展出了一系列的抗病机制。
其中，抗感染性是一种常见的抗病性机制。
植物通过产生一系列抗菌蛋白、抗菌物质和免疫信号分子，来抵御病原体的入侵。
这些物质可以抑制病原体的生长，阻止其在植物内部扩散。
此外，植物还能通过识别病原体的分子信号来启动免疫响应，加强细胞壁的坚固性，增加保护层的形成，从而阻止病原体的进一步侵袭。
另外，植物还可以与有益微生物建立共生关系，以提升自身的抗病能力。
三、影响抗逆性和抗病性的因素植物的抗逆性和抗病性受多种因素的影响。
首先，遗传因素是其中之一。
不同品种的植物对环境和病原体的应对能力存在差异，这与其基因组中的相关基因有关。
其次，环境因素也对植物的抗逆性和抗病性产生影响。
例如，气候变暖和气候干燥等气候变化对植物的适应能力产生了重要影响。
此外，土壤的盐碱度以及土壤中的营养状况也会直接影响植物的抗逆性和抗病性。
最后，植物的生长发育状态和营养状况也对其抗逆性和抗病性产生影响。
植物的生长发育越健康，其免疫系统越强大，越能抵御外界的压力。
综上所述，植物的抗逆性和抗病性是植物生活中的重要特性，它们使得植物能够在不断变化的环境中生存和繁衍。
植物抗病性的分子机制
植物抗病性的分子机制植物的抗病性是指植物抵御病原体入侵和感染的能力，这是植物在进化过程中发展起来的一种防御机制。
植物通过一系列的分子机制来响应病原体的侵袭，并启动一系列的防御反应。
本文将探讨植物抗病性的分子机制，并讨论其在农业和生物学研究中的重要性。
一、植物抗病性的基本原理植物抗病性的分子机制主要包括植物与病原体之间的识别、信号传导和防御反应三个方面。
首先，植物通过一些特殊的受体蛋白来识别病原体的侵入。
这些受体蛋白能够识别病原体表面的分子模式，并触发一系列的信号传导过程。
其次，植物通过信号传导通路将病原体的识别信号传递给细胞内的下游组分。
最后，植物启动一系列的防御反应，包括招募抗病性相关基因的表达、合成抗病物质以及产生细胞壁增强剂等。
二、植物与病原体之间的识别植物通过一些特定的受体蛋白来识别病原体的侵入。
这些受体蛋白分为表面受体和内部受体两类。
表面受体主要包括受体样激酶（RLKs）和亲菌受体样蛋白（RLPs）。
它们分别定位于细胞膜的外部和内部，能够识别病原体表面的分子模式（PAMPs），例如细菌的脂多糖和真菌的壁蛋白。
内部受体主要是一些核结合蛋白，能够识别病原体释放出的一些效应分子（effectors）。
通过这些受体蛋白的识别作用，植物能够及时响应病原体的入侵。
三、信号传导的机制植物在识别病原体后，会通过信号传导通路将信号传递给细胞内的下游组分。
其中，植物激素在信号传导中扮演着重要的角色。
例如，植物激素茉莉酸（jasmonic acid，JA）和水杨酸（salicylic acid，SA）被广泛认为是植物抗病性信号的核心物质。
植物通过合成和调控植物激素的水平来传导病原体的识别信号，并引发一系列的防御反应。
此外，植物的细胞壁也参与了信号传导的过程。
在病原体侵入后，植物的细胞壁蛋白会被降解，从而促进信号的传导。
四、植物的防御反应植物在识别病原体后，会启动一系列的防御反应。
这些防御反应包括激活抗病性相关基因的表达、合成抗病物质以及产生细胞壁增强剂等。
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植物的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。病原物发
展出不同类别、不同程度的寄生性和致病性，
植物也相应地形成了不同类别、不同程度的 抗病性。
抗病性是植物普遍存在的、相对的性状。所有 的植物都具有不同程度的抗病性，从免疫和高
原物小种间有特异性的相互作用，也称为垂直抗性
（vertical resistance）。 这种抗病性是由主效基因控制的，称为主效基因抗
性、单基因抗性或寡基因抗性，抗病效能较高，是当前
抗病育种中所广泛利用的抗病性类别；其主要缺点是易 因病原物小种组成的变化而“丧失”，在生产上这种抗 性是不稳定和不能持久的。
在遗传上抗性一般是由多个微效基因控制 的，也叫微效基因抗性或多基因抗性。这种抗 性表现为中度抗病，是稳定和持久的。
基因对基因学说 （gene-for-gene theory）：
20 世纪 50 年代由 Flor 提出 , 阐明了抗病性的遗传学特点。 该学说认为： 寄主方面—决定抗病性的基因 病原方面—决定致病性的基因
四、酚类物质和相关酶
各类病原物浸染还引起一些酚类代 谢相关酶的活性增强，其中最常见的有 苯丙氨酸解氨酶 (PAL) 、过氧化物酶、过 氧化轻酶和多酚氧化酶等，以苯丙氨酸 解氨酶和过氧化物酶最重要。
五、水分关系
水分吸收、运输受阻：多种病原物侵染引起
的根腐病和维管束病害显著降低根系吸水能力，
阻滞导管液流上升。
度抗病到高度感病存在连续的变化，抗病性强
便是感病性弱，抗病性弱便是感病性强，抗病
性与感病性两者共存于一体，并非互相排斥。
只有以相对的概念来理解抗病性，才会发现抗 病性是普遍存在的。
抗病性是植物的遗传潜能，其表现受寄主与病 原的相互作用的性质和环境条件的共同影响。
按照遗传方式的不同区分：
1、主效基因抗病性（major gene resistance），由
粉（及其他有机物）的积累
—光合部位有机物质不能运出； — 健康部位的有机营养向发病部位输入。
Байду номын сангаас
三、核酸和蛋白质
1、核酸代谢： 病原真菌侵染前期，病株叶肉细胞的细胞核 和核仁变大，RNA总量增加； 侵染的中后期细胞核和核仁变小，RNA总量 下降。 2、蛋白质代谢： —真菌侵染：通常先高后低 —病毒侵染：衣壳蛋白合成 病 程 相 关 蛋 白 （ pathogenesis related protein, PR protein）：植物病原物侵染诱导植物 产生的一类特殊蛋白，与抗病性表达有关。
该学说不仅可用以改进品种抗病基因型与病原物致病性
基因型的鉴定方法，预测病原物新小种的出现，而且对
于抗病性机制和植物与病原物共同进化理论的研究也有 指导作用。
按照寄主植物的抗病机制区分：
1、被动抗病性(passive resistance) ：植物与病原
物接触前即已具有的性状所决定的抗病性。 2、主动抗病性 (active resistance)：受病原物侵染 所诱导的寄主保卫反应。
2 、 非 小 种 专 化 抗 病 性 (race-non-specific resistance) ：具有该种抗病性的寄主品种与病原 物小种间没有明显特异性相互作用，也称为水 平抗性（ horizontal resistance ）。是针对病原物 整个群体的一类抗病性。 病原物毒性不依寄主抗性基因的变化而变 化，寄主品种没有它们自己所特有的病原物小 种。
单个或少数几个主效基因控制，按孟德尔法则遗
传，抗病性表现为质量性状；
2、微效基因抗病性（minor gene resistance），由
多数微效基因控制，抗病性表现为数量性状。
按照小种专化性区分：
1 、小种专化抗病性（ race-specific resistance ）：对锈菌、 白粉菌、霜霉菌以及其它专性寄生物和稻瘟病菌等部分 兼性寄生物，寄主的抗病性可以仅仅针对病原物群体中 的少数几个特定小种，具有该种抗病性的寄主品种与病
蒸腾作用：植物叶部发病后可提高或降低水
分的蒸腾，依病害种类不同而异。麦类作用感
染锈病后，叶片蒸腾作用增强，水分大量散失。
细胞的渗透性破坏
六、脂类物质
生物膜的磷脂和糖脂成分变化 –细胞膜透性的变化；
耐病性：植物能忍受病害，在产量和质量
方面不受严重损害的性能。
避病性：由于某种原因，使本质上并非抗
病的植物，最易感病的阶段与病原物的侵 染期相错，或者缩短了寄主感病部分暴露 在病原物之下的时间，从而避免或减少了 受侵染的机会。
按抗病的程度常区分为：
1、高抗：受轻度侵染，表现轻微受害； 2、中抗：中等程度感染和受害； 3、中感：明显的感染，受害程度较重； 4、高感：对病原物的侵染几乎没有抵抗力， 严重受害。
一、呼吸作用
呼吸强度提高是寄主植物对病原物侵染 的一个重要的早期反应。 呼吸代谢途径发生变化： —正常的植物呼吸作用是糖酵解途径； —植物发病后磷酸戊糖途径呼吸作用 增强。
二、光合作用
病原物的侵染对植物最明显的影响是 破坏了绿色组织，减少了植物进行正常光 合作用的面积，光合作用减弱。
◆叶绿素破坏或叶绿素合成受抑制 ◆ 光合产物的运输受影响：发病部位淀
根据表达的病程阶段不同区分：
1 、抗接触， 2 、抗侵入， 3 、抗扩展， 4 、抗损
害，5、抗再侵染。
其中，抗接触又称为避病(disease escaping)，
抗损害又称为耐病(diseaea tolerance)，而植物的
抗 再 浸 染 特 性 则 通 称 为 诱 导 抗 病 性 (iduced resistance)。 植物抗病反应是多种抗病因素共同作用、 顺序表达的动态过程。
第二节 植物被侵染后的生理生化变化
植物被各类病原物侵染后，发生一系列具有共 同特点的生理变化。 植物细胞的细胞膜透性改变和电解质渗漏是侵
染初期重要的生理病变，继而出现呼吸作用、
光合作用、核酸和蛋白质、酚类物质、水分关
系以及其它方面的变化。
研究病植物的生理病变对了解寄主—病原物的 相互关系有重要意义。