第四章 植物病原菌物

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(三)准性生殖
1.定义:是指有些菌丝体是异核的菌物,细胞中两 个遗传物质不同的细胞核可以结合成杂合二倍体细 胞核,这种二倍体细胞核在有丝分裂过程中可以发 生染色体交换和单倍体化,最后形成遗传物质重组 的单倍体的过程。
2.过程 (1)异核体的形成 异核体的形成途径: ①菌丝的融合: ②细胞核突变: (2)杂合二倍体形成 (3)有丝分裂变换与单倍体化 3.准性生殖的意义 准性生殖可提高菌物的遗传变异性,对于那些不发生、 很少发生或难于发生有性生殖的菌物,特别是半知菌极 为重要。
(2)有性阶段(perfect stage):有性态teleomorph
在营养生长后期菌物转入有性生殖产生有性孢子,即为有性 阶段。在整个生活史中往往只出现一次。所产生的有性孢子是病 害的初侵染来源。
• 多型现象(polymorphism):许多菌物的生活史
中可以产生两种或两种以上的孢子,这种现象称为多 型现象。
• (一)分类目的和依据 • 目的:①根据国际已经承认的一些分类系 统来给每一种菌物命名以便相互交流有关 菌物的各方面知识; ②尽可能地指出已知菌种之间的亲缘 关系( 因为相近种生物学特性也相似) • 依据:形态学、细胞学、生理学、生态学 特性,尤其以有性生殖阶段的形态特征为 主要依据
(二)菌物的分类单元 1. 主要分类单元 • 界(Kingdom) • 门(Division) • 亚门(Subdivision) • 纲(Class) • 目(Order) • 科(Family) • 属(Genus) • 种(Species)
(三)菌丝的变态
吸 器: 是菌物菌丝产生的一种短小分枝,在功能上特 化为专门从寄主细胞内吸取养分的菌丝变态结 构,形状有球状、指状、掌状、丝状等。专性 寄生菌或强寄生菌。
假 根状菌丝,固定菌体, 根: 吸收养分。根霉、壶菌。
附着枝:是一些菌物(如小煤炱目)菌丝丙旁生出的具 有1~2个细胞的耳状分枝,起着附着或吸收养 分的功能。 附着胞:是植物病原菌物孢子萌发形成的芽管或菌丝顶 端的膨大部分,可以牢固地附着在寄主表面, 并形成侵入丝侵入寄主角质层和表层细胞壁。
(3)接合孢子(zygospore):接合菌
(4)子囊孢子(ascospore):子囊菌
(5)担孢子(basidiospore):担子菌
5.性的亲和性 性亲和:♀、♂配子体可以交配完成有性生殖。 性不亲和: ♀、♂配子体不能交配完成有性生殖。 (1)同宗配合:单个菌株就可以完成有性生殖的现象 或特性。 (2)异宗配合:单个菌株不能完成有性生殖,需要两 个性亲和菌株共同生长在一起才能完 成有性生殖。
(二)细胞结构 细胞壁:多数细胞壁主成分为几丁质(chitin)即甲壳质; 少数为纤维素(卵菌), 极少数几丁质+纤维素(如:水节霉属) 细胞质膜:细胞壁内侧,原生质膜 细胞质:含有各种细胞器(线粒体、膜边体、液泡、 内质网、核蛋白体等)
细胞核: 结构:很小 d=2-3μ,有核仁、核摸(双 层),其外 膜有核蛋白体附着,有核孔。形状变化大,圆形~椭圆 形。染色体较小,不易染色,6-20条。DNA 6~30ⅹ109D(道尔顿);DNA:组蛋白=1:1 倍体性: 大多数菌物细胞是单倍体 少数是二倍体:卵菌 个别是多倍体(个别种或变种,如P. infestans 有四倍体)
三、菌物与人类的关系
(一)有害方面 • 引起植物病害。植物菌物病害占植物病害的70%~80 %。 • 寄生于人和动物引起疾病。 • 菌物的毒素可以引起人、畜中毒,有的还会致癌。 • 菌物常引起食物和其他农产品腐败变质,使木材腐 朽以及布匹、纸张、皮革等霉烂(霉变)。
(二)有益方面
• • • • • • 在生态系统中,菌物参与动植物残体的分解,使其还原为某些 生物利用的营养物质,促进物质循环,维持生态平衡; 有些菌物可以和植物根系共生形成菌根,促进植物的生长发 育; 有些菌物可以以无害的形式寄生于植物体内形成植物内生菌, 保护植物免受病害的为害和昆虫的取食; 还有些菌物寄生于昆虫或对其他病原物有拮抗作用,可作为生 防菌开发利用; 许多菌物还可以产生抗生素、有机酸、酶制剂等,或用于食品 发酵,是重要的工业和医药微生物。 菌物中还包括大量的食用菌和药用菌。
例如,全生活史的锈菌可以产生性孢子、锈孢子、夏孢子、冬孢 子和担孢子共5种类型的孢子。
• 单主寄生(autoecism):指菌物在一种寄主上就
能完成生活史的现象或特性。又叫同主寄生。
• 转主寄生(heteroecism):指某来自百度文库菌物必须在两
种或两种以上寄主植物上生活才能完成其生活史的现 象或特性。又叫异主寄生。
2.方式:
(1)断裂
(2)裂殖
(3)芽殖
(4)原生质割裂
3.无性孢子类型:
(1)游动孢子(zoospore): 鞭毛菌的无性孢子。 孢 囊 孢 子
游 动 孢 子
(2)孢囊孢子 (sporangiospore):孢子 囊(sporangium)内产生的 单胞的内生孢子。接合菌的 无性孢子。
(3)分生孢子(conidium, conidia):子囊菌和半知菌的 无性孢子。通过芽殖或断裂的方 式产生。 分生孢子大多产生在分生孢子梗 (conidiophore)上。分生孢子 梗可以单生、簇生和束生。有些 菌物的分生孢子产生在呈盘状的 分生孢子盘上或球形的分生孢子 器内。
• 命名与书写
• • • • • • • • • • • 双名法(拉丁学名):林奈(D.C.von Linneaus)1753年制定;1981 年第13届国际植物会议决定双名法为菌物和植物正式命名法。 属名(第一字母大写、斜体、拉丁文)+种名(种加词)(第一字母小写、 斜体、拉丁文)+命名人姓氏(正体) [例]种: Phytophthora boehmeriae Saw. 书写:重复出现时,属名缩写,种名(种加词)一般不缩写 P. cactorum Schroeter P. sp (属下一个种,未鉴定);P. spp (属下多个种) 变种:Phytophthora nicotianae Breda de Haan var. nicotianae Waterh var. variety 斜体 烟草疫霉烟草变种 正体 斜体 正体
(三)生活史类型 • 无性型(Asexual):有无性阶段,缺有性阶段,只出 现单倍体。如半知菌(A) • 单倍体型(haploid):质配后随即进行核配和减数分 裂,双核体,二倍体时期短,以单倍体为主。如接合 菌和低等子囊菌。 • 单倍体双核型(haploid-dikaryotic type): • 生活史中除了出现单核、单倍体外,还有双核单倍体 的菌丝。如:高等子囊菌(双核菌丝——产囊丝存在 时间很短)和大多数担子菌(双核单倍体的菌丝可以 存在很长时间)
第一节 概 述 一、菌物的概念
菌物(fungi):也称真菌,是具有真正细胞核,能产 生孢子,无叶绿素,通常以吸收为营养方式的异养生 物,它们一般都能进行有性和无性繁殖,其营养体通 常是丝状的具有分枝的结构,细胞壁含有几丁质或纤 维素。 特征:1.真核:为真核生物,有固定的细胞核;
2.异养:营养方式为吸收营养,无光合色素,需从外界 吸收营养; 3.孢子繁殖:典型的繁殖方式是产生各种类型的孢子; 4.营养体简单:大多为菌丝体,少数为原质团,单细胞。
菌丝体:菌物的典型营养体,丝状分枝的结构 菌丝体mycelium:组成一个菌体的全部菌丝 菌丝hypha:菌丝体的一根菌丝。菌丝呈管状,有细胞 菌丝体的一根菌丝。 壁,大多无色透明,但有些菌物细胞质含有各种色素,菌 丝体就表现不同的颜色。 按有无隔膜分: (1)无隔菌丝: (2)有隔菌丝: 假菌丝:单细胞菌物 (酵母)在芽殖时形成 类似菌丝的结构
(4)厚垣孢子 (chlamydospore) : 各类菌物都可产生; 细胞膨大,细胞壁加 厚形成的休眠孢子
(二)有性生殖 1.概念:
菌物的有性生殖是通过两个性细胞或性器官的结合产生后代 的生殖方式。菌物的性器官又称配子囊(gametangium),性 细胞称为配子(gamete)
2.过程: (1)质配(plasmogamy):两个可亲合性细胞或性器官融
合,两者的细胞质和核结合在一个细胞中(N+N)。
(2)核配(karyogamy) :来自♀、♂细胞体的2个核相
互融合形成1个2倍体核(2N)。
(3)减数分裂(meiosis) :核配后的二倍体核发生两次
连续的分裂,形成4个细胞,每个细胞核的染色体数目减半,恢复 原来的单倍体状态,产生单倍体有性孢子(N)。
二、菌物的种类与分布
菌物种类很多,全世界已描述10万多种。据中国科学 院微生物所余永年研究员估计,我国有菌物10万种以 上,但已发现的仅1万多种。 菌物的营养方式有腐生、共生和寄生三种。大多数菌 物是腐生的,少数可以寄生于植物、人和动物体上引起 病害。目前已知引起植物病害的菌物达3万种,占植物病 害的70%~80%。 菌物分布很广,可谓无处不在。
四、研究菌物的意义
• 菌物对人类既有有益的影响,又有有害的方面,且 这两方面的作用都较大,有的甚至关系到国计民 生,可见菌物与人类的关系何等重要。 • 我们研究菌物,就是为了认识菌物,了解菌物,在 此基础上更好地对其加以利用和控制。
第二节 菌物的一般性状 一、菌物的营养体
是菌物营养生长阶段所形成的结构,具有固定菌体、 吸收、运输和贮藏养分的功能,并为营养生长后期进行 无性繁殖和有性生殖做准备。 (一)营养体类型 原质团:为一团无细胞壁的原生质,无固定形状(根肿菌) 单细胞:无细胞壁——壶菌(低等) 有细胞壁——酵母、壶菌、球形到近球形 单细胞具须状体:有些单细胞壶菌单细胞营养体具有假根或 根状菌丝等须状体。
三、菌物的生活史 Life cycle of Fungi
(一)概念:
是指菌物从一种孢子开始,经过萌发、生长和发育,最后又 产生同一种孢子所经历的过程。
(二)典型生活史 (1)无性阶段(imperfect stage):无性态anamorph
菌物经过一定时期的营养生长就进行无性繁殖产生无性孢子,即 为无性阶段。在适宜条件下,无性阶段可多次重复循环,对植物病 害的传播、蔓延作用很大。
-mycota -mycotina -mycetes -ales -aceae
2. 种及其以下分类单元
• 种(species) • 变种(variety;var.):是菌物种下根据形态差异和 对不同属的寄主植物的致病力差异而划分的类群。 • 专化型(forma specialis;f. sp.):是菌物种下根据 对不同属的寄主植物的寄生专化性或致病力差异而划 分的类群。不同专化型间在形态上没有差异。 • 生理小种(physiological race):根据对不同品种致 病力差异划分的类群。 • 营养体亲和群(vegetative compatibility group; VCG):根据营养体亲和性划分的类群。
3.性细胞结合方式(质配方式): (1)游动配子配合:多见于低等水生菌物。
(2)配子囊接触交配:
(3)配子囊配合:
(4)受精作用:
(5)体细胞配合:
4.有性孢子类型 (1)休眠孢子囊(resting sporagium):低等鞭毛菌
休 眠 孢 子 囊
卵 孢 子
(2)卵孢子oospore:卵菌
菌环和 菌网:
捕食性菌物为了捕捉线虫或其它微小动物获取 养料,一些菌丝分枝特化形成环状或网状构 造,用以套住或粘住微小动物。
(四)菌丝的组织
一些菌物(高等菌物或菌丝体有隔膜的菌物)的菌 丝体在生长周期可以纠结形成密集交织的组织。 菌组织有两种: ①疏丝组织: ②拟薄壁组织:
菌丝的组织体类型及其功能: ①菌核: ②假菌核:
③菌索:
④子座:
二、菌物的繁殖
(一)无性繁殖 1.定义: 是指不经过两性结合(核配)和减数分裂,营养体直 接以断裂、裂殖、芽殖和割裂的方式产生新个体的过程。 特征:①营养繁殖,不经过两性结合; ②后代可保持亲本原有性状,变异小; ③需时短,产孢量大,一个生长季节中往往可连 续重复多次,在病害传播、蔓延和流行中起重要 作用。
• 单倍体–二倍体型(haploid–diploid type): • 单倍体和二倍体时期互相交替。只有少数水生卵 菌如异水霉,具有这种生活史。 • 二倍体型(diploid type): • 单倍体时期仅限于配子体或配子囊时期,其余的 均为二倍体时期。大多数卵菌具有这种类型生活 史。
四、菌物的分类
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