第十一章-植物的抗病性课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精品课件,*,学习和研究植物抗病性的机制有助于揭示,抗病性的本质,，合理利用抗病性，达到,控制,病害的目的。,第十一章 植物的抗病性,1,精品课件,学习和研究植物抗病性的机制有助于揭示抗病性的,第一节 植物抗病性的概念和类别,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。,2,精品课件,第一节 植物抗病性的概念和类别植物的抗病性是指植物,1、抗病性按照遗传方式的不同区分,：,1、主效基因抗病性,（major gene resistance）,，由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。,2、抗病性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。,植物抗病性的类别：,3,精品课件,1、抗病性按照遗传方式的不同区分：1、主效基因抗病性（maj,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。,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,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。,vs,4,精品课件,2、非小种专化抗病性(race-non-specific r,3、抗病性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就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性反应。,4、抗病性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,。,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。,5,精品课件,3、抗病性按照寄主植物的抗病机制区分：1、被动抗病性(pas,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。,5、抗病性按抗病的程度区分为：,6,精品课件,1、高抗：受轻度侵染，表现轻微受害；5、抗病性按抗病的程度区,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。,一、呼吸作用,呼吸强度的提高,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,；,植物发病后以,磷酸戊糖途径,为主的,呼吸作用增强,。,7,精品课件,第二节 植物被侵染后的生理生化变化植物被各类病原,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。,叶绿素被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。,二、光合作用,三、核酸和蛋白质,1、核酸代谢：,在病原真菌,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。,8,精品课件,病原物的侵染对植物最明显的影响是破坏了绿色组,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,、,过氧化氢酶和多酚氧化酶,等，,以苯丙氨酸解氨酶和过氧化物酶最重要。,四、酚类物质和相关酶,五、水分关系,水分的吸收、运输受阻：,多种病原物侵染引起的根腐病和维管束病害，显著降低了根系吸水能力，阻滞导管液流的上升。,蒸腾作用的变化：,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。麦类作物感染锈病后，叶片蒸腾作用增强，水分大量散失。,细胞的渗透性被破坏：,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；,氨基酸和糖的渗出量增大。,9,精品课件,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,第三节 植物的抗病机制,植物在与病原物长期的共同演化过程中，针对病原物的多种致病手段，发展了自身较为复杂的抗病性机制。,研究植物的抗病机制，可以揭示抗病性的本质，合理利用抗病性，可以达到控制病害的目的。,植物的抗病机制是多因素的，有先天具有的,被动抗病性,因素，也有病原物侵染引发的,主动抗病性,因素。,按照抗病因素的性质,则可划分为,形态的,、,机能的和组织结构的抗病因素,，即,物理抗病性,因素,(physical defense),；以及,生理的和生物化学的因素,，即,化学抗病性,因素,(chemical defence),。,10,精品课件,第三节 植物的抗病机制植物在与病原物长期的共同,植物抗病生理机制,11,精品课件,植物抗病生理机制11精品课件,一、被动抗病性的物理因素,该类因素是植物本身所,固有的形态结构特征,，它们,主要,以,其机械坚韧性和对病原物酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入和扩展。,1、植物体抵抗病原物侵入的最外层防线,植物表皮,以及被覆在表皮上的,蜡质层、角质层,等。,2、植物表皮层细胞壁发生,钙化作用,或,硅化作用,，,对病原菌果胶酶水解作用有较强的抵抗能力。,3、气孔的结构、数量和开闭习性也是抗侵入因素。,4、植物受到机械伤害后，可在伤口周围形成,本栓化的愈伤周皮,(wound periderm),，,能有效地抵抗从伤口侵入的病原细菌和真菌,。,5、,纤维素细胞壁,对一些穿透力弱的病原真菌也可成为限制其侵染和定殖的物理性屏障。,6、,植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁都可能,积累木质素,(lignin),，从而,阻止病原菌在细胞间的扩展。,12,精品课件,一、被动抗病性的物理因素 该类因素是植物本身所固有的形,二、被动抗病性的化学因素,植物普遍具有该类抗病性因素,，抗病植物可能含有天然抗菌物质或抑制病原菌某些酶的物质，也可能缺乏病原物寄生和致病所必需的重要成分。,1、体表分泌物,叶片和根系分泌各种物质，有许多生化物质对病原菌有防御作用，有些对病原物有直接毒害作用，如影响真菌孢子萌发和芽管形成等,。,2、酶抑制物,植物体内的某些酚类、丹宁和蛋白质是水解酶的抑制剂,，,可抑制病原菌分泌的水解酶。,3、水解酶类,植物细胞的液泡内含有多种水解酶，在病原菌致病过程中，可使之释放到植物细胞及细胞间隙中，,如-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶，能够分解病原物细胞壁成分，溶解菌丝，,因而,表现对病原菌的抗性,。,4、抗菌物质,在受到病原物侵染之前，,许多,健康植物体内就含有多种抗菌性物质，如,酚类物质、皂角苷、不饱和内酯、,芥子油、,有机硫化合物、,糖苷类化合物,等等这些物质均具有抗菌性。,13,精品课件,二、被动抗病性的化学因素 植物普遍具有该类抗病,紫色鳞茎表皮的洋葱品种比无色表皮品种对炭疽病,(,Colletotrichum circinans,),有更强的抗病性。这是因为前者鳞茎最外层死鳞片分泌出,原儿茶酸,和,邻苯二酚,，,能抑制病菌孢子萌发，减少侵入,。,由燕麦根部分离到一种称为燕麦素,(avenacin),的,皂角苷类抑菌物质,，能抑制全蚀病菌小麦变种和其它微生物生长，其,杀菌机制,是,与真菌细胞膜中的甾醇类结合，改变了膜透性,。,芥子油,存在于十字花科植物中，以葡萄糖苷酯存在，被酶水解后生,成异硫氢酸类物质,，,有抗菌活性,。,葱属植物含大蒜油，其主要成分是蒜氨酸,(alliin),，酶解后产生,大蒜素,(allicin),亦有,较强的抗细菌和抗真菌活性。,14,精品课件,紫色鳞茎表皮的洋葱品种比无色表皮品种对炭疽病(Collet,三、主动抗病性的物理因素,病原物侵染引起的植物代谢变化,，导致亚细胞、细胞或组织水平上的形态和结构改变，产生了物理的主动抗病性因素。这种主动抗病性的物理因素可能将病原物的侵染局限在细胞壁、单个细胞或局部组织中。,病原菌侵染和伤害导致植物细胞壁,木质化、木栓化、产生酚类物质和钙离子沉积等多种保卫性反应。,1、形成乳突,植物细胞受病原菌的侵入刺激，在侵染钉下的细胞壁与细胞膜之间形成,半球形沉积物,，即乳突,（papillae）,。与抗病性有关。,多数乳突含有胼胝质,（-1,3-葡聚糖）,、木质素、软木质、酚类物质、纤维素、硅质及多种阳离子。乳突可,防御病菌的侵入,，也具有,修复伤害,的功能，同时可,调节受伤细胞的渗透性,。,15,精品课件,三、主动抗病性的物理因素 病原物侵染引起的植物代,炭疽