植物病害生物防治进展课件

,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,*,第三章植物病原原核生物,第一节原核生物的一般性状,第二节植物病原原核生物的分类和主要类群,第三节植物病原原核生物侵染与传播,第四节植物病原原核生物病害的诊断,第三章植物病原原核生物第一节原核生物的一般性状,1,植物病原物的原核生物主要有细菌、植原体和螺原体等，它们的重要性仅次于真菌和病毒，,全世界迄今发现有5,00,多种细菌病害，我国有,100,余种。,引起的重要病害包括十字花科植物软腐病、茄科植物青枯病、蔷薇科植物根癌病、黄瓜角斑病、枣疯病等。,第一节原核生物的一般性状,植物病原物的原核生物主要有细菌、植原体和螺原体等，它们的重要,2,1、原核生物：是指含有原核结构的单细胞生物，一般是由细胞壁和细胞膜或只有细胞膜包围细胞质的单细胞微生物,特点,：,没有真正细胞核，遗传物质（DNA)分散在细胞质中，无核膜包围，在中部构成核区,细胞质中含有小分子的核蛋白体，无内质网、线粒体、叶绿体,单细胞生物，球状、杆状、螺旋状、分支状、不定形状,一、植物病原原核生物的概念,种类：,包括细菌、放线菌以及无细胞壁的菌原体等,通常以细菌作为原核生物中有细胞壁类群的代表,以菌原体或螺原体作为无细胞壁但有细胞膜类型的典型.,1、原核生物：是指含有原核结构的单细胞生物，一般是由细胞壁和,3,2、原核生物的形态、结构和大小,（1）、细菌大小、形态：,球形：0.51.3m,杆状：0.50.815m,也有更小一些的,螺旋状： 13141.5m,（2）、菌原体：,（1）植原体：,801000nm，圆形、椭圆形、亚铃型、梨形、球形,（2）螺原体：,线条形，生活史主要为螺旋形，长度2 4 m、 直径100 200nm，,2、原核生物的形态、结构和大小（1）、细菌大小、形态：球形：,4,细菌的模式结构,植原体模式图,细菌的具体结构：,粘液层荚膜,细胞壁,细胞质膜,核质,内含体核糖体 、气泡、中心体芽孢,核区,质粒,鞭毛,菌毛、性毛,细菌的模式结构植原体模式图细菌的具体结构：粘液层荚膜,5,3、植物病原细菌的形态特征：,1、大,多是杆状菌,大小为0.5-0.8mX1-3m,少数为球状.,植物菌原体的形态为圆球状至椭圆形,大小为80-1000nm,无细胞壁,有质膜包围,螺原体形态为螺旋状,繁殖时可分支。,2、绝大多数的植物病原细菌有鞭毛,无芽孢,3、细胞壁外有粘质层,但很少有荚膜。,4、革兰氏染色反应大多是阴性,少数是阳性.,5、对营养的要求都不太严格,可以在一般培养基上生长。,着生在菌体一端或两端的称作,极鞭,；,着生在菌体侧面或四周的称作,周鞭,。,3、植物病原细菌的形态特征：着生在菌体一端或两端的称作极鞭；,6,4、原核生物的繁殖、遗传和变异,（1）繁殖,:,裂殖的方式,杆状细菌分裂时菌体先稍微伸长,细胞质膜自菌体内部延伸,同时形成新的细胞壁,最后母细胞从中间分裂为两个子细胞。细胞质和遗传物质DNA在细胞分裂时,先复制后平均地分配在子细胞中,因此分裂繁殖后的子细胞仍能保持原有的性状。,（2）遗传,:,核质和质粒共同构成了原核生物的遗传信息库-基因组。,在细胞分裂过程中,基因组亦同步分裂,然后均匀地分散在两个子细胞中,从而保证亲代的各种性状能稳定的遗传到子代去。,4、原核生物的繁殖、遗传和变异,7,（3）变异,:,原核生物经常发生变异，一般有两种不同性质的变异。,细胞的突变,。,细菌自然突变率很低,通常为十万分之一。但是细菌繁殖快,繁殖量也大,这样,就增加了发生变异的可能性。,两性状不同的细菌的结合,一种细菌的遗传物质进入另一个细菌体内,使DNA发生部分改变,后者在分裂繁殖时就形成性状不同的后代。这种变异可能有三种不同的形式 ：,结合：,两个有亲和力菌体的结合,电子显微镜下可以看到两个细菌成对的结合,一般认为这是细菌的有性生殖。,转化：,由于菌体破裂,一个细菌的遗传物质释放出来,进入另一个有亲和力的同种或近似的菌体内,并作为后者遗传物质的一部分。,转导：,当噬菌体侵染和在消解一种细菌时, 噬菌体的DNA可以携带部分寄生细菌的遗传物质,在侵染另一个细菌时,就可以将遗传物质带到第二个细菌体内作为它的遗传物质的一部分。,（3）变异: 原核生物经常发生变异，一般有两种不同性质的变异,8,绝大多数的原核生物是,腐生的或自养性,的，它们,广泛分布,在自然界的各种场所，从高山到海洋，从赤道到两极，从植物到动物体内外，都可发现有细菌存在。,能够侵染植物引起发病的原核生物称为植物病原原核生物,，主要有细菌和菌原体两大类群，分属于薄壁菌门、厚壁菌门和软壁菌门。,薄壁菌门和厚壁菌门的细菌有细胞壁，软壁菌门的成员也称菌原体，三者统称为真细菌,。,第二节 植物病原原核生物的分类,一、主要类群,绝大多数的原核生物是腐生的或自养性的，它们广泛分布在自然,9,原核生物的高级分类阶元分为4个门。见表3-2。,其中多属薄壁菌门，胞壁厚10-13纳米，肽聚糖含量5-,10%，革兰氏染色反应阴性，对碱性染料、表面活性剂不敏,感，对营养要求不严格。,二、植物病原原核生物的属和种,（一）属的性状特征,原核生物的属是由一个模式种和一些性状与模式种类似,的群体组成。,分类中考虑的性状主要包括：,形态特征和培养性状：菌体形状、大小、鞭毛、芽孢等,生理生化性状：染色反应、胞壁组分、抗原性等,遗传性状：DNA分子中G+C含量、DNA同源值等,植物病害生物防治进展课件,10,（二）“种”及种下的分类单元,原核生物的“种”是由一个模式菌株为基础，连同一些,具有相同性状的菌系群共同组成的群体。,微生物学家强调“基因种”；病理学加强调“分类种”。,在细菌“种”的下面，可根据寄主范围、生理生化性状,、血清学反应、噬菌体反应区分为“亚种”、“致病变种”,、“血清变种”、“噬菌变种”。有时在致病变种下，根据,鉴别寄主再区分为“小种”或“致病型”等。,（二）“种”及种下的分类单元,11,三、植物病原原核生物的分类系统,伯杰氏细菌鉴定手册（第九版，1994）列举了总的分类纲要，将原核生物分为4个门，7个纲，35个组群。与植物病害有关的原核生物分属于薄壁菌门(Phylum Gracilicutes)、厚壁菌门(Phylum Firmicutes)和软壁菌门(Phylum Tenericutes)，而疵壁菌门(Phylum Mendosicutes)，是一类没有进化的原细菌或古细菌。薄壁菌门和厚壁菌门的成员有细胞壁，而软壁菌门没有细胞壁。也称菌原体。,三、植物病原原核生物的分类系统伯杰氏细菌鉴定手册（第九版，1,12,薄壁菌门：有壁较薄。革兰氏染色反应阴性，包括大多数植物病原细菌。,厚壁菌门：有壁较厚。革兰氏染色反应阳性，包括棒形杆菌属、芽孢菌属和链霉菌属。,无壁菌门：菌体无壁。包括菌原体。,疵壁菌门：属没有进化的原细菌或古细菌。包括产甲烷细菌和高盐细菌。,四个门,薄壁菌门：有壁较薄。革兰氏染色反应阴性，包括大多数植物病原,13,（1）薄壁菌门植物病原细菌,土壤杆菌属 (,Agrobacterium,),假单胞杆菌属 (,Pseudomonas,),布克氏菌属 (,Burkholderia,),噬酸菌属 (,Acidovorax,),欧文氏菌属 (,Erwinia,),韧皮部杆菌属 (,Liberobacter,),黄单胞杆菌属 (,Xanthomonas,),木质部小菌属 (,Xylella,),细胞,壁薄,厚度为10-13nm细胞壁中含肽聚糖量为8%-10%,革兰氏染色反应阴性,菌体球形,卵圆形,短杆形,丝状或螺旋形,少数有鞘或荚膜。二分裂方式繁殖,少数出芽繁殖。大多数有鞭毛,可游动,少数可滑行或不运动。,（1）薄壁菌门植物病原细菌土壤杆菌属 (Agrobacter,14,A、 土壤杆菌属 (,Agrobacterium,),又称野杆菌属，俗称农杆菌,短杆状,1-6根鞭毛，周生或侧生,G,-,A、 土壤杆菌属 (Agrobacterium)又称野杆菌属,15,放射形土壤杆菌（,A. radiobater,),根癌土壤杆菌(,A. tumefaciens,),发根土壤杆菌(A.,rhizogenes,),悬钩子杆菌(,A. ribi,),九版增加,葡萄杆菌（,A. vitis,),划分依据：致病特性,土壤杆菌属包括4个种（八版）,放射形土壤杆菌（A. radiobater)土壤杆菌属包括4,16,土壤杆菌,寄主范围最广,土壤习居菌 (soil inhabitant),症状：,根癌土壤杆菌 (,A. tumefaciens,):,冠瘿病或根癌,发根土壤杆菌 (,A. rhizogenes,) ：,发根,植株衰弱、矮化,土壤杆菌寄主范围最广,17,植物冠瘿病的防治,无病苗木,田园卫生,生物防治：,放射土壤杆菌 (,A. radiobacter,) K 84菌株(Allan Kerr, 1973), 商品Galltrol,王慧敏 (2000) 研制抗根癌菌剂已获准农药登记和工业化生产,植物冠瘿病的防治无病苗木,18,B、假单胞杆菌属 (,Pseudomonas,),原为最大的植物病原细菌类群,杆状，1-多根鞭毛，极生,根据rRNA的同源性，分出新的属：,3. 布克氏菌属 (,Burkholderia,) / 劳尔氏菌属 (,Ralstonia,),4. 噬酸菌属 (,Acidovorax,),B、假单胞杆菌属 (Pseudomonas)原为最大的植物病,19,极生1-4根鞭毛，无芽孢。,从气孔、皮孔或伤口侵入，引起多种木本植物和草本植物的枝、叶、花和果的叶斑、坏死或茎杆溃疡病。,极生1-4根鞭毛，无芽孢。,20,假单胞杆菌黄瓜角斑病,气孔、伤口侵入,薄壁细胞间扩展,散生多角形病斑,种子或病残带菌,风雨、昆虫传播,防治,假单胞杆菌黄瓜角斑病气孔、伤口侵入,21,C、劳尔氏菌- 茄科植物青枯病,地上部急性凋萎,茎（块茎）维管束变色,伤口侵入,维管束扩展,种薯、苗、病残、土壤带菌,防治：,田园卫生,无病种苗,抗病品种,生物防治,C、劳尔氏菌- 茄科植物青枯病地上部急性凋萎防治：,22,D、 欧文氏菌属 (,Erwinia,),短杆状，多根鞭毛周生，G,-,腐生性强,病害：腐烂、萎蔫,十字花科软腐病,黄瓜细菌性萎蔫病,玉米细菌性萎蔫病,苹果、梨火疫病,D、 欧文氏菌属 (Erwinia)短杆状，多根鞭毛周生，G,23,欧文氏菌大白菜软腐病,伤口侵入,分泌果胶酶，破坏中胶层，导致细胞离析，组织解体,病株、病残体、堆肥或土壤中越冬,昆虫、雨水、灌溉水、农事活动传播,防治：,抗病品种,栽培措施,储藏条件,欧文氏菌大白菜软腐病伤口侵入,24,E、 韧皮部杆菌属 (,Liberobacter,),寄生于韧皮部,早期称作韧皮部难养菌 (fastidious phloem-limited bacteria)、类细菌,短杆状、无鞭毛、G,-,不能进行人工培养,E、 韧皮部杆菌属 (Liberobacter)寄生于韧皮部,25,韧皮部杆菌柑橘黄龙病,传播与侵入,嫁接传播,木虱传播,韧皮部扩展,防治：,昆虫防治,苗木的高温处理,田园卫生,韧皮部杆菌柑橘黄龙病传播与侵入,26,F、黄单胞杆菌属 (,Xanthomonas,),植物病原细菌中较大的类群,短杆状，单鞭毛极生，G-,菌落常为蜜黄色,代表性病害：,水稻白叶枯病,十字花科植物黑腐病,棉花细菌性角斑病,柑橘溃疡病,F、黄单胞杆菌属 (Xanthomonas)植物病原细菌中较,27,黄单胞杆菌十字花科植物黑腐病,“V”病斑,叶脉变黑,黄单胞杆菌十字花科植物黑腐病“V”病斑,28,G、木质部小菌属 (,Xylella,),新建属，原称作类立克次氏体 (rickettsialike organism, RLO), 木质部难养菌 (fastidious xylem-limited bacteria),短杆状，无鞭毛，G-, 细胞壁波纹状,营养要求苛刻,G、木质部小菌属 (Xylella)新建属，原称作类立克次氏,29,木质部小菌属葡萄皮尔氏病,叶蝉传播,取食时侵入,木质部扩展,木质部小菌属葡萄皮尔氏病叶蝉传播,30,H、布克氏菌属(,Burkholderia,),假单胞菌中rRNA第二组独立出来的,土壤习居菌。,模式菌株是引起洋葱腐烂病的洋葱布克氏菌（,B. cepacia,),H、布克氏菌属(Burkholderia)假单胞菌中rRNA,31,I、噬酸菌属(,Acidovorax,)哈密瓜黑斑病,“V”病斑,种子带菌,病残体带菌,防治：,检疫,种子处理,田园卫生,轮作,I、噬酸菌属(Acidovorax)哈密瓜黑斑病“V”病斑,32,2、厚壁菌门植物病原细菌的主要属和代表种,胞壁中含较多的肽聚糖和霉菌酸成分，肽聚糖含量达50,-80%，胞壁厚度达30nm，为薄壁菌厚度的2-3倍，对青霉素,和表面活性剂及碱性染料敏感。,（一）节杆菌属（,Arthrobacter,）,引起冬青叶疫病。,（二）棒形杆菌属（,Clavibacter,）,引起马铃薯环腐病。,（三）短杆菌属（,Curtobacterium,）,引起菜豆萎蔫病。,（四）红球菌属（,Rhodococcus,）,引起甜豌豆带化病。,（五）芽胞杆菌属（,Bacillus,）,引起小麦白斑枯病。,（六）链丝菌属（,Streptomyces,）,引起马铃薯疮痂病。,2、厚壁菌门植物病原细菌的主要属和代表种,33,棒形杆菌属 (,Clavibacter,),从原棒状杆菌属 (,Corynebacterium,) 划分出的新属；棒状杆菌属仍然保留，但都为动物病原菌,棒状或不规则状，无鞭毛，G,+,，细胞壁厚,所致病害症状：萎蔫,马铃薯环腐病,番茄溃疡病,棒形杆菌属 (Clavibacter),34,三、研究基础,棒形菌属,三、研究基础棒形菌属,35,棒形杆菌马铃薯环腐病,症状：,病叶边缘上卷、脉间变黄、枯焦,病薯维管束变褐、腐烂,挤压病薯有菌脓从维管束溢出,随病薯越冬,切刀传播,伤口侵入,韧皮部扩展,棒形杆菌马铃薯环腐病症状：,36,3、无壁菌门植物病原生物的主要类群,这是一类无细胞壁但有细胞膜包围的单细胞原核生物。,与动物有关的为支原体；与植物有关的为菌原体,（Mycoplasma like organism，MLO）。包括螺原体属和植原体属。,已知约有300种高等植物上发生了菌原体病，如桑萎缩病、泡桐丛枝病、枣疯病等。,（一）菌原体的基本特性,无细胞壁，有原生质膜，厚度约为7-8nm。菌体大小为200-1000nm。近球型，繁殖期为丝状或哑铃状。能透过细菌过滤器，对青霉素不敏感，但对四环素敏感,3、无壁菌门植物病原生物的主要类群,37,症状,黄化,丛枝,粗缩,叶蝉传播,症状,38,柑橘顽固病（僵化病）(citrus stubborn disease),柑橘顽固病（僵化病）(citrus stubborn dis,39,最初以为类菌原体引起,1973和1975年被证明皆有螺原体引起,柑橘顽固病和玉米矮缩,最初以为类菌原体引起柑橘顽固病和玉米矮缩,40,(1) 植原体 (Phytoplasma),原称作类菌原体 (Mycoplasma-like organism, MLO),菌体无细胞壁，圆形、椭圆形、有时为丝状或哑铃形,不能进行人工培养,叶蝉带菌（循回型）,常见病害：枣疯病、梧桐丛枝等,(1) 植原体 (Phytoplasma)原称作类菌原体 (,41,黄化、丛枝、叶变小,黄化、丛枝、叶变小,42,(2) 螺原体属 (,Spiroplasma,),菌体无胞壁，螺旋形，繁殖时产生分支,可人工培养，但生长条件荷刻,叶蝉带菌,代表性病害：柑橘顽固病和玉米矮缩,(2) 螺原体属 (Spiroplasma)菌体无胞壁，螺旋,43,第三节植物病原原核生物侵染与传播,一、植物病原原核生物的寄生性与致病性,二、病原细菌的侵入途径,三、病原菌在植物组织中的扩展,四、病害症状类型,五、侵染来源,六、病原生物的传播途径,第三节植物病原原核生物侵染与传播一、植物病原原核生物的寄生,44,一、植物病原原核生物的寄生性与致病性,大多数为非专性寄生，菌原体为专性寄生。一种病菌可,在多种植物体内寄生存活，但并不一定都能引起病害。,自然条件下能被侵染的寄主被称为,自然寄主,，,接种后显示症状的寄主为,实验寄主,。,芽孢杆菌的寄生性很弱，但致病能力较强,。,病菌的寄主范围差异很大，如茄青枯菌和癌肿土壤杆菌,可为害30-90个科的植物。有的寄主表现过敏性反应，并非是,寄主。,植物病害生物防治进展课件,45,二、病原菌的侵入途径,1、侵入方式：被动侵入,2、侵入途径：,自然孔口：气孔、水孔、皮孔、蜜腺等,伤口：农事操作、恶劣天气条件、昆虫、线虫为害造成,介体,二、病原菌的侵入途径1、侵入方式：被动侵入,46,病原菌的侵入途径,3、侵入途径取决于病原的种类和病害类型：,Xanthomonas, Pseudomonas, Erwinia,引起的叶斑病以自然孔口侵入为主，主要是气孔侵入，也可水孔侵入,Clavibacter, Ralstonia引起的萎蔫病,Erwinia,引起的腐烂,Agrobacterium,引起的根癌病,则以伤口侵入为主,病原菌的侵入途径3、侵入途径取决于病原的种类和病害类型：,47,病原菌的侵入途径,Xylella, Liberobacer, Spiroplasma,and,Phytoplasma,所致病害则只能是靠昆虫介体或嫁接侵入,病原菌的侵入途径Xylella, Liberobacer,48,三、病原菌在植物组织中的扩展,叶斑、腐烂症状致病菌侵入植物组织后，在细胞间扩展，只有杀死或破坏细胞后，才进入死细胞,萎蔫症状及“黄化”类症状致病菌多在维管束中蔓延，但有木质部和韧皮部之分,引起肿瘤和发根的病原菌，通常不进入植物细胞内，而是在薄壁细胞间扩展,三、病原菌在植物组织中的扩展叶斑、腐烂症状致病菌侵入植物组织,49,四、病害症状类型,病状：,变色,、坏死、腐烂、萎蔫、畸形,病征：菌脓、菌粒、菌膜,症状类型,侵入途径,细菌存在部位,引起症状的主要病原菌,坏死,自然孔口、伤口,薄壁细胞组织,Acidovorax、Burkholderia、Xanthomonas、Pseudomonas、Arthrobacter、Streptomyces,腐烂,伤口、,水孔,薄壁细胞组织,Erwinia、Bacillus,、,Pantoea、,Xanthomonas、Clavibacter,萎蔫,伤口及自然孔口,维管束组织,Ralstonia、 Erwinia、Xylella、Clavibacter、Curtobacterium、Xylophilus,瘤肿、畸形,伤口,薄壁细胞、组织表层,Agrobacterium、Phytoplasma、Rhodococcus、 Pseudomonas,四、病害症状类型病状：变色、坏死、腐烂、萎蔫、畸形症状类型侵,50,五、侵染来源,种子和无性繁殖材料是主要的侵染来源,约41%的细菌病害为种子或无性繁殖材料传带；而真菌仅为3.5%,昆虫介体,土壤,病残体,杂草,多年生树木,五、侵染来源种子和无性繁殖材料是主要的侵染来源,51,六、病原生物的传播途径,远距离传播：种子、苗木,近距离传播：,风雨、水,介体昆虫,农事操作,六、病原生物的传播途径远距离传播：种子、苗木,52,第四节植物病原原核生物病害的诊断,1.症状：,病征：,病状：,（1）菌原体病害的特点：枝叶丛生、矮化、小叶与黄化。,（2）细菌病害的特点：坏死、萎蔫、腐烂、和畸形。湿润时有菌浓出现,2.室内镜检：,喷菌现象,3.快速检验：,血清学检验,革兰氏染色,噬菌体检验法,第四节植物病原原核生物病害的诊断1.症状：,53,4. 致病性实验、细菌学检验和其他检验技术：,致病性实验,Kochs法则,过敏性坏死反应,细菌学性状：形态、染色反应、培养性状、营养要求、化学物质的分解途径和产物、特殊酶的活性和血清学反应等,选择性培养基,分子技术,4. 致病性实验、细菌学检验和其他检验技术：,54,原核生物病害的特点,多数细菌病害的症状有如下特点：一是受害组织表面常为水渍状或油渍状；二是在潮湿条件下，病部有黄褐或乳白色、胶黏、似水珠状的菌脓；三是腐烂型病害患部往往有恶臭味。植物菌原体病害的症状主要有变色和畸形，包括病株黄化、矮化或矮缩，枝叶丛生,叶片变小，花变叶等。,细菌一般通过伤口和自然孔口,(,如水孔、气孔等,),侵入寄主植物。,检查：徒手切片观察喷菌现象,原核生物病害的特点多数细菌病害的症状有如下特点：一是受害组织,55,