第十章 植物病原菌寄生性与致病性

病 原
➢ 以叶斑病菌为典型（稻瘟病菌、高梁炭疽病菌）
物 的
3．死体营养寄生
寄 生
病原物侵入杀死寄主植物组织，然后在杀死的组织
性 中进行腐生生活。这类病原物叫死养生物。
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如：丝核菌、菌核病菌、白绢病
死体营养病原物
生
化 寄主细胞迅速杀死
形 态
产生毒素
特 不形成特殊的机构
征 伤口或自然孔口侵入
活体营养病原物
不迅速杀死 很少或不产生 形成吸器 自然孔口侵入
生 态
寄主范围广
学 能够腐生生活
寄主范围窄 寄生生活
特 侵染病残、衰老的组织 侵染健康植物的各个生
征
育期
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4. 植物病原物的寄生类型的传统划分
第
一 ❖ 专性寄生物（obligate parasite）：病原物必须在
节 活的寄主植物上生存，不能腐生。
寄生物(parasite)：在异养生物中，能从生命有机体 取得养分和能量的称为寄生物(parasite)。
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二、生物之间的共生、共栖和寄生关系
第 一
➢ 共生：即两种分类上不同的生物紧
节 密接触，有关双方都可以从这种相互联
植 系中，在营养和支持等方面得到好处， 物 病 这种互利关系称共生。
节 由致病菌变为非致病菌，后者则由非致病菌变为致病
植 菌。
物 病
6. 接合(conjugation)
原 物 的
接合是一种依靠细胞与细胞接触的两个细胞株间的 遗传交换过程。
致 病
7. 转化（transformation）
性
转化是指一个细菌吸收另一个细菌的遗传物质，
而获得一些新的遗传特性的现象。
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性 裂加快，形成肿瘤。（十字花科根肿病菌）
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三、病原物致病性的变异
第 二
病原菌致病性变异的种类
节
植 物
❖ 毒性变异—毒性基因与抗病 基因相互作用的结果，导致
病
毒性增强或减弱；
弱
强
原 ❖ 侵袭力变异—病原物小种在
毒
毒
物
萌发率、侵染率、潜育期、
株
株
的
产孢量等方面的变异；
烟草赤星病菌致病力测定
致
病
甘蔗长蠕孢毒素 (HS-toxin)
性
维多利亚长蠕孢毒素 (Victorin,HV-toxin)
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产毒病原菌 菊池链格孢 (A.kikurchiana)
苹果链格孢 (A. mali)
炭色长蠕孢 (H.carbonum)
玉米长蠕孢 T 小种 (H.maydis)
甘蔗长蠕孢 (H.sacchari)
_
+
+
_
生
纤维二糖
_
+
+
_
性
甘露醇
_
_
+
+
山梨醇
_
_
+
+
卫矛醇
_
_
+
+
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第二节 植物病原物的致病性
一、致病性的概念
病原物的致病性是指病原物对寄主植物引起 病害的能力。
❖ 寄生性和致病性是病原物具有的两种不同的性状： 寄生性是指寄生物和寄主之间营养关系上的联系， 而致病性则表示病原对寄主的破坏作用。
2．植物病原物种下分类与寄主关系
第
一 ❖生物型：病原物在生理生化上存在一定
节
植
差异的个体组成的群体。
物 病
青枯病菌（ Ralstonia Solanacearum ）
原
生物型： 根据对3糖3醇的利用
物
测试项目 Biovar Ⅰ Biovar Ⅱ Biovar Ⅲ Biovar Ⅳ
的
乳糖
_
+
+
_
寄
麦芽糖
第十章
植物病原物的寄生性和致病性
主讲：孙现超
sunxianchao163
西南大学植物保护学院
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本章要点
•第一节 植物病原物的寄生性
• 一、 生物之间的营养方式 • 二、生物之间的共生、共栖和寄生关系 • 三、 植物病原物的寄生类型 • 四、植物病原物的寄生专化现象
•第二节 植物病原物的致病性
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2．植物病原物种下分类与寄主关系
第
一 ❖生理小种：在病原物种或变种内，对植物
节
不同的品种具有寄生致病能力的类群；它
植 物
们在形态上相同，但在培养性状，生理生
病
化特性以及寄生致病特性上有差别的生物
原 物
类群。
的
寄
生
性
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Xanthomonas oryzae pv. oryzae
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四、植物病原物的寄生专化现象
第 一
1．概 念
节
植
寄生专化现象是指病原物对寄主植物的寄生是有
物 选择性的，这种选择性表现为病原物对寄主植物的一定
病 原
科、属、种或品种的寄生选择性或适应能力。
物
病原物具有这种选择性即表示它具有寄生专化性
的 寄
。
生
寄生专化与专性寄生两概念的差别。
性
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物
的
4．准性生殖
致
病
在异核现象的基础上，两异核融合形成双倍体，经
性 非整倍体分裂进行遗传物质重组；并在分裂中逐渐丢
失染色体，使细胞重新回到单倍体，这个单倍体不同
于分裂前的单倍体。
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5. 质粒转移
第
❖ 根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）的
二 Ti质粒转移给放射土壤杆菌（A. radiobacter），前者
8. 转导（transduction）
第 ❖ 转导是指供体细菌的遗传物质通过噬菌体转移给受
二 体细菌，导致受体细菌基因改变的现象。
节
植
9．适应性变异
物
病原物通过适应外界环境条件而获得的一种新能力。
病 如：
原
物
✓ 病原物在抗病品种上继代接种，多代后可提高
的
病菌对某些品种的致病力；
致
✓ 病原物在感病品种继代接种，致病力下降。
原
物
的
寄
生
性
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二、生物之间的共生、共栖和寄生关系
➢共栖：两种生物共同生长在相互联
系的条件下，双方没有明显的益、害关 系；有的一方可以从对方得益或受害， 但对对方并没有有害或有益的影响；有 的双方互利互惠。
科学家发现蛤 与细菌奇特共栖
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二、生物之间的共生、共栖和寄生关系
第
一
植物病原物的寄生性（parasitism）就是指病
节
植
原物依附于活的寄主植物，从寄主植物获取
物 病
营养物质的能力。
原
物
的
寄
生
性
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三、植物病原物的寄生类型
第
1．活体营养寄生
一
节 植
病原物只能在活的植物中生活和发育，从活
物 组织中得到营养并完成生活史。这类病原物叫
病 原
活养生物。
物
（如霜霉菌，白粉菌，锈菌，黑粉菌，病毒）。
第 一 节 水稻品种
水稻白叶枯菌
小种
植
物
病 原
金刚 30
物 Tetep
的 南粳15
寄 Java 14
生 IR 26 性
0 I II III IV V VI VII
RSS SS S S S RRS SS S R R RR RSS R S S R R R RS R R S R R RRR S R R
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• 一、致病性概念 • 二、病原物产生的致病物质 • 三、病原物致病性的变异
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第一节 植物病原物的寄生性
一、生物的营养方式
❖ 自养营养方式–––自养生物 ❖ 异养营养方式––––异养生物
腐生物(sprogen)： 在异养生物中，凡能从无生命有 机体中获取养分和能量的称为腐生物(sprogen)。
物 的
与对细胞壁的解离，症状中的软腐和水渍状同这些酶
致
有关。
病
如：纤维素酶——在几种纤维素的作用下，纤维
性
素最终被裂解为葡萄糖分子。
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2．毒 素(toxin)
第
毒素是病原真菌、细菌的代谢产物，能在非
二 节
常低的浓度范围内干扰植物正常生理功能，对
植 植物有毒害的非酶类化合物。
物
毒素有两种类型：
3．生长调节素
Байду номын сангаас
第
生长调节素（growth regulators）是广泛存在于植物
二 体内，起调节代谢和生长发育的重要活性物质
节
植
物
主要是产生畸形症状
病 原
赤霉素：节间过度伸长，徒长。（水稻恶菌病菌）
物
乙烯：受侵染后，体内含量增加，落叶、落花、落
的 果。（棉花黄萎病菌）
致 病
吲哚乙酸：受侵染后，体内含量增加，寄主细胞分
病
性
✓ 病原物在人工培养基上多次转代培养，致病力
下降，甚至致病力丧失。
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第 二 节
植 物 病 原 物 的 致 病 性
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10．病毒基因组相互交换
➢同一组分的不同区段相互交换 ➢不同组分间相互交换
5 ` UT R
alpha A
致 病
❖ 致病谱变异
性
增加
减少
CK
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三、病原物致病性的变异
第 二
1．有性杂交
节 ❖ 具有有性生殖过程的植物病原菌，在受精卵的减数
植 分裂过程中，发生基因重组和分离，产生的子代，其致
物 病
病性有异于亲代
原
2. 突 变
物
的 ❖ 是指细胞中遗传物质发生突然的变化 ，包括基因的
致 病 性
突变和染色体的畸变。 自然突变
植 物
如：锈菌、白粉菌、霜霉菌、病毒。
病 ❖ 兼性腐生物（facultative saprophyte）：以寄
原 生生活为主，寄主死亡后，可以营腐生生活。
物 的
如：叶斑病菌
寄 ❖ 兼性寄生物（facultative parasite ）：以腐生生
生 活为主，在寄主生活力衰弱时，也可以营寄主生活。
性
如：菌核病
作用于线粒体，破坏氧化磷酸化 过程，减少细胞 ATP 含量。具 T 型雄性不育细胞质的玉米敏感
主要作用于细胞膜，使膜去极化， 离子平衡失调，原生质体胀裂
诱发细胞膜透性改变和电解质外 渗等一系列代谢变化。具 Vb 基因 的燕麦敏感
2．毒 素(toxin)
第 非专化性毒素（ host-non-specific toxin ），
的 寄
一般认为，活养生物是更高级的寄生物。
生
如真菌中的高级类群它们侵入寄主后常形成特殊的
性 吸取营养的机构——吸器，这对它们在活细胞中的生长
繁殖是有利的。
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2．半活体营养寄生
第 一
病原物象活养生物一样，能从活组织中获得营养，
节 但在寄主组织死亡以后，可以继续发展和形成孢子。这
植 物
类病原物称为半活养生物。
❖ 病原物的致病性是针对不同种类的寄主而言，水稻 稻瘟病菌能引起水稻生病，称为能致病，但它却不能引 起小麦生病则称为不能致病。
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二、病原物产生的致病物质
第 二 ➢主要的致病物质是酶，毒和生长调节剂： 节
植
这些物质有的是病原物正常代谢产物排出细胞外的；
物
病
有的是病原物和寄主相互作用后产生的；
第 一
❖ 寄生：一个生物生活在另一个生物的体内或
节 体外，摄取其营养，供自己生长和繁殖，并使
植 物
后者遭受损害的现象。
病
具有这种寄生能力的生物叫寄生物（parasite）
原
物
被寄生物寄生的生物叫寄主或宿主（host）
的 寄
寄生物寄生寄主种类的多少叫寄主范围
生
性
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二、生物之间的共生、共栖和寄生关系
维多利亚长蠕孢 (H.victoriae)
化学成分 环氧十三 烯酸脂
环四肽 环四肽
聚乙酮醇
倍半萜糖苷
多肽和倍半 萜复合物
主要作用 作用于细胞膜蛋白，改变膜透性， 引起电解质外渗，抑制 mRNA 和 蛋白质的和成 作用于质膜蛋白和叶绿体基粒片 层，引起电解质外渗，影响 ATP 酶活性
影响植物呼吸作用、二氧化碳暗 固定以及其他生理过程
人工突变
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3．异核作用（异核现象）
第 ❖ 植物病原真菌的单个菌丝细胞或孢子中含有两个
二 以上遗传性不同的细胞核的现象，叫作异核现象。具
节 有异核现象的个体称为异核体，异核体的致病性有变
植 异。
物
病
✓ 小麦杆锈菌38、56生理小种都不能侵染
原
Khapli品种，但是，其异核体能侵染该品种。
二 节
这类毒素对寄主无严格选择性，有的在非寄主
植 品种上也有可能产生症状。
物
烟毒素，诱发叶片失绿（烟草野火病菌）；
病
镰刀菌酸(fusaric acid)是多种镰孢菌真菌产生的一
原
种致萎毒素，其主要效应是抑制呼吸作用，改变细
物
胞渗透性，引起电解质渗漏，干扰离子平衡以及降
的
低多酚氧化酶活性。
致
病
性
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2．植物病原物种下分类与寄主关系
第
一 同种病原物在寄生致病能力上存在差异，即有
节 植 寄生专化现象。
物
❖变种或专化型：同种病原物内，对植物不
病
原
同科和属的寄生致病力为变种或专化型。
物
的 寄
大斑病菌分玉米专化 型S.turcica f.
生
sp．zeae和对高粱专
性
化型S．turcica
f.sp．sorghi
病
专化性毒素（host specific toxin），对寄
原 物
主有选择性。
的
致
病
性
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几种重要的寄主选择性毒素
毒素名称
第
菊池链格孢毒素
二
(AK-toxin)
节
苹果链格孢毒素
植
(AM-toxin)
物
病
炭色长蠕孢毒素 (HC-toxin)
原
物
玉米长蠕孢 T 毒素
的
(HMT-toxin,T-toxin)
原 物
有的是正常寄主组织中的产物，只是在有病植物中积
的 累过多。 致
病
性
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1．酶
第 二
❖ 主要有角质酶、细胞壁降解酶、蛋白酶、淀
节 粉酶、脂酶等。
植 物
这些酶能够降解高等植物细胞壁中的多聚碳水化合物
病 ，离解植物细胞壁，破坏原生质，毁坏整个细胞结构。
原
如：果胶水解酶和果胶裂解酶——分解果胶，参