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1、第七章第七章 病原物的致病性与园病原物的致病性与园林植物的抗病性林植物的抗病性园林植物病理学植物病原物的寄生性第一节第一节 植物病原物的寄生植物病原物的寄生性和致病性性和致病性园林植物病理学植物病原物的寄生性一、微生物和植物的关系一、微生物和植物的关系n 共栖共栖(Commensalism)n共生共生(Symbiosis)n寄生寄生(Parasitism)园林植物病理学植物病原物的寄生性一、共栖一、共栖n没有明显的互利关系，或对一方的存在有利没有明显的互利关系，或对一方的存在有利n植物的根围或叶围相应的微生物类群植物的根围或叶围相应的微生物类群园林植物病理学植物病原物的寄生性二、共生二、共生n
2、对双方都有利对双方都有利n豆科植物根瘤菌豆科植物根瘤菌园林植物病理学植物病原物的寄生性三、寄生三、寄生一种生物依赖另一种生物提供营养物质的生一种生物依赖另一种生物提供营养物质的生活方式活方式n寄主寄主(host)：被依赖的生物被依赖的生物n寄生物寄生物(parasite)：营寄生生活的生物营寄生生活的生物园林植物病理学植物病原物的寄生性1.寄生性寄生性从植物体内取得营养而生存的能力从植物体内取得营养而生存的能力死体寄生死体寄生(Necrotrophic parasitism)活体寄生活体寄生(Biotrophic parasitism)园林植物病理学植物病原物的寄生性n关于寄生的另外几个概念关
3、于寄生的另外几个概念专性寄生专性寄生(Obligatepatasitism)兼性寄生兼性寄生(Facultativeparasitism)兼性腐生兼性腐生(Facultativesaprophytism)n亲合性亲合性(Compatibility)n非亲合性非亲合性(Incompatibility)n毒性毒性(Virulence)：品种水平上的致病力特称为毒性园林植物病理学植物病原物的寄生性四、致病性四、致病性(Pathogenicity)破坏寄主和引起病变的能力破坏寄主和引起病变的能力寄生性和致病性的关系寄生性和致病性的关系一致性一致性 不一致性不一致性园林植物病理学植物病原物的寄生性1.1
4、.致病机制致病机制n夺取寄主的营养物质夺取寄主的营养物质n机械压力机械压力n酶酶n毒素毒素n生长调节物质生长调节物质园林植物病理学植物病原物的寄生性1.1夺取寄主的营养物质夺取寄主的营养物质n症状症状营养不良营养不良 黄化黄化 矮化矮化 枯死枯死园林植物病理学植物病原物的寄生性寄生性植物寄生性植物寄主植物寄主植物园林植物病理学植物病原物的寄生性1.2机械力量机械力量n症状症状表皮破裂表皮破裂伤痕伤痕园林植物病理学植物病原物的寄生性造成表皮破裂造成表皮破裂园林植物病理学植物病原物的寄生性1.3 酶酶n降解植物角质层降解植物角质层角质酶角质酶n降解细胞壁降解细胞壁果胶酶果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶
5、、纤维素酶、半纤维素酶n降解细胞质降解细胞质蛋白酶，淀粉酶、脂酶蛋白酶，淀粉酶、脂酶园林植物病理学植物病原物的寄生性在固体培养基定性测定果胶酶活性在固体培养基定性测定果胶酶活性A=0.5u标准酶标准酶B=Ep-1PNA5C=Ep-1PND=SHTN5-6 E=SHTN5-7ABC ED园林植物病理学植物病原物的寄生性果胶酶导致软腐症状果胶酶导致软腐症状园林植物病理学植物病原物的寄生性1.4 毒素毒素病原真菌和细菌在代谢过程中产生的、病原真菌和细菌在代谢过程中产生的、能在极低浓度下干扰植物正常生理代谢的能在极低浓度下干扰植物正常生理代谢的非酶类化合物非酶类化合物褪绿、坏死和萎蔫褪绿、坏死和萎蔫园
6、林植物病理学植物病原物的寄生性分泌毒素分泌毒素园林植物病理学植物病原物的寄生性n毒素作用位点毒素作用位点膜蛋白，线粒体，叶绿体，特定的酶类膜蛋白，线粒体，叶绿体，特定的酶类n毒素种类毒素种类寄主选择性毒素寄主选择性毒素(host selective toxin)非寄主选择性毒素非寄主选择性毒素(host non-selective toxin)园林植物病理学植物病原物的寄生性1.4.1寄主选择性毒素寄主选择性毒素对寄主植物尤其是感病的植物品种高度致病对寄主植物尤其是感病的植物品种高度致病与病原菌具有相似的寄主选择性与病原菌具有相似的寄主选择性诱导植物产生典型的症状诱导植物产生典型的症状寄主植物
7、的敏感性寄主植物的敏感性感病品种最敏感，中感品种次之，抗病品种最耐感病品种最敏感，中感品种次之，抗病品种最耐园林植物病理学植物病原物的寄生性n寄主选择性毒素种类寄主选择性毒素种类离蠕孢属离蠕孢属(=(=长蠕孢属长蠕孢属) )和交链孢属病原多产生这种毒素和交链孢属病原多产生这种毒素如：如：HMT毒素（玉米小斑病菌）毒素（玉米小斑病菌） AK毒素（交链孢菌产生）毒素（交链孢菌产生） AM毒素（交链孢菌产生）毒素（交链孢菌产生）园林植物病理学植物病原物的寄生性非寄主选择性毒素非寄主选择性毒素没有严格的寄主选择性没有严格的寄主选择性特征特征寄主选择性较差寄主选择性较差 和寄主的感抗性可能不一致和寄主的
8、感抗性可能不一致种类种类镰刀菌酸，草酸等镰刀菌酸，草酸等园林植物病理学植物病原物的寄生性研究毒素的意义研究毒素的意义n认识病原的致病机制认识病原的致病机制n筛选抗病品种筛选抗病品种园林植物病理学植物病原物的寄生性1.5生长调节物质生长调节物质n功能功能调节植物细胞分裂、分化、生长、休眠和调节植物细胞分裂、分化、生长、休眠和衰老衰老n致病机制致病机制扰乱植物正常的生理过程，引起畸形症状扰乱植物正常的生理过程，引起畸形症状园林植物病理学植物病原物的寄生性山核桃树丛枝病山核桃树丛枝病（Phytoplasma)分泌生长调节物质分泌生长调节物质园林植物病理学植物病原物的寄生性冠瘿冠瘿/ /根癌（根癌（C
9、rown gallCrown gall）分泌生长调节物质分泌生长调节物质园林植物病理学植物病原物的寄生性n症状类型症状类型徒长，矮化，畸形，赘生，落叶，顶芽徒长，矮化，畸形，赘生，落叶，顶芽/根尖抑制根尖抑制n种类种类植物生长素植物生长素(IAA) 赤霉素赤霉素(Gibberellin) 细胞分裂素细胞分裂素(Cytokenine) 乙烯乙烯(Ethylene) 脱落酸脱落酸(abscisic acid)园林植物病理学植物病原物的寄生性注意注意n病原物往往依赖多种致病因素进行致病病原物往往依赖多种致病因素进行致病作用，因此，一种病害往往产生多种症作用，因此，一种病害往往产生多种症状状园林植物病
10、理学植物病原物的寄生性第二节第二节 植物抗病性植物抗病性园林植物病理学植物病原物的寄生性一、抗病性概念一、抗病性概念避免、中止或阻止病原物侵入与扩展，减避免、中止或阻止病原物侵入与扩展，减轻发病和减轻损失程度轻发病和减轻损失程度抗病性是普遍存在，是相对的性状抗病性是普遍存在，是相对的性状园林植物病理学植物病原物的寄生性n抗病性、耐病性及避病性的差别抗病性、耐病性及避病性的差别 抗病：抗病：病原存在发病轻病原存在发病轻 耐病：耐病：病原存在，同等发病，但产量损病原存在，同等发病，但产量损 失较小失较小 避病：避病：寄主在时间上或空间上避开病原寄主在时间上或空间上避开病原 而使发病较轻而使发病较轻
11、园林植物病理学植物病原物的寄生性二、抗病性分类二、抗病性分类n按病原物与寄主的关系按病原物与寄主的关系 垂直抗性垂直抗性 水平抗性水平抗性n按抗病机制按抗病机制 被动抗病性被动抗病性 主动抗病性主动抗病性园林植物病理学植物病原物的寄生性1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10品种品种A品种品种B水水平平抗抗性性水水平平垂垂直直抗抗性性水水平平10个生理小种个生理小种2个植物品种针对个植物品种针对10个生理小种表现出的抗病性个生理小种表现出的抗病性抗抗病病抗抗病病园林植物病理学植物病原物的寄生性n寄主抗性寄主抗性:对寄主的抗性对寄主的抗性n非寄主抗性非寄主
12、抗性:在非寄主植物上不引起病在非寄主植物上不引起病害害园林植物病理学植物病原物的寄生性三、植物感病后的生理生化变化三、植物感病后的生理生化变化n呼吸作用呼吸作用n光合作用光合作用n核酸和蛋白质合成核酸和蛋白质合成n酚类物质和相关酶酚类物质和相关酶n水分生理水分生理园林植物病理学植物病原物的寄生性3.1 3.1 呼吸作用呼吸作用n呼吸强度提高呼吸强度提高早期反应早期反应n非特异性非特异性n发病植物的糖酵解发病植物的糖酵解 由由TCATCA变为变为PPPPPPn机制机制 生物合成增加，解偶联作用，末端氧化酶系生物合成增加，解偶联作用，末端氧化酶系统变化，线粒体机构的破坏等统变化，线粒体机构的破坏等
13、园林植物病理学植物病原物的寄生性3.23.2光合作用光合作用n光合作用下降光合作用下降有效光合面积减少有效光合面积减少 叶绿素含量降低叶绿素含量降低 光合速率下降光合速率下降n光合产物转移光合产物转移-淀粉酶活性下降导致淀粉在病部积累淀粉酶活性下降导致淀粉在病部积累 病部物质输导受阻导致物质积累病部物质输导受阻导致物质积累园林植物病理学植物病原物的寄生性3.33.3核酸和蛋白合成核酸和蛋白合成nRNARNA的变化（所有病害）的变化（所有病害）侵染前期增加，侵染的中后期下降，自潜育期侵染前期增加，侵染的中后期下降，自潜育期开始增加开始增加nDNADNA的变化（细菌病害）的变化（细菌病害）A. t
14、umefaciens侵染后侵染后DNA增加增加园林植物病理学植物病原物的寄生性n蛋白质的变化蛋白质的变化 病毒病害蛋白质增加病毒病害蛋白质增加 真菌病害早期蛋白质含量增加，后期蛋白质真菌病害早期蛋白质含量增加，后期蛋白质下降下降( (降解降解) )n病程相关蛋白病程相关蛋白(PR(PR蛋白蛋白) ) 受病毒、细菌和真菌侵染后诱导出的一类特殊受病毒、细菌和真菌侵染后诱导出的一类特殊蛋白，同植物抗病性的表达有关蛋白，同植物抗病性的表达有关园林植物病理学植物病原物的寄生性3.4 3.4 酚类物质和相关酶酚类物质和相关酶n酚类物质及其氧化产物醌酚类物质及其氧化产物醌植物的重要次生代谢产物植物的重要次生
15、代谢产物n酚代谢相关酶酚代谢相关酶苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶多酚氧化酶n与植物的抗病性密切相关与植物的抗病性密切相关园林植物病理学植物病原物的寄生性3.53.5水分生理水分生理n叶部病害叶部病害增加蒸腾作用（裂口或气孔开启失控）增加蒸腾作用（裂口或气孔开启失控） 降低蒸腾作用（抑制气孔开启）降低蒸腾作用（抑制气孔开启）n植物根病植物根病降低水分吸收降低水分吸收n维管组织病害维管组织病害阻止水分输导阻止水分输导园林植物病理学植物病原物的寄生性四、植物的抗病机制四、植物的抗病机制n多因素事件多因素事件被动抗病因素被动抗病因素物理抗病因
16、素物理抗病因素(physical defense elements) 化学抗病因素化学抗病因素(chemical defense elements)主动抗病因素主动抗病因素物理抗病因素物理抗病因素(physical defense elements) 化学抗病因素化学抗病因素(chemical defense elements)园林植物病理学植物病原物的寄生性4.14.1物理的被动抗病因素物理的被动抗病因素n植物固有的形态特征抗性n成份蜡质层及角质层表皮细胞的钙化或硅化自然孔口的数目及其结构组织木栓化组织木质素化导管的组织结构园林植物病理学植物病原物的寄生性4.24.2化学的被动抗病因素化学的
17、被动抗病因素n植物体内的天然抗菌物质或酶类n成份酚类物质皂角苷不饱和内脂有机硫化合物糖类园林植物病理学植物病原物的寄生性4.34.3物理的主动抗病因素物理的主动抗病因素n病原物的侵染导致植物在形态结构上产生抗病病原物的侵染导致植物在形态结构上产生抗病的变化的变化n成分成分细胞壁木栓化细胞壁木栓化 木质化木质化 酚类物质及酚类物质及Ca2沉积沉积 细胞内侧或外侧局部加厚如乳突的形成细胞内侧或外侧局部加厚如乳突的形成 形成离层形成离层 形成侵填体形成侵填体园林植物病理学植物病原物的寄生性4.44.4化学的主动抗病因素化学的主动抗病因素n成分成分过敏性坏死反应过敏性坏死反应(necrotic hyp
18、ersensitive reaction) 植物保卫素植物保卫素(phytoalexin) 植物对毒素的降解作用植物对毒素的降解作用园林植物病理学植物病原物的寄生性4.4.14.4.1过敏性坏死反应过敏性坏死反应n植物对非亲合性病原物侵染表现出的高度敏感的现象植物对非亲合性病原物侵染表现出的高度敏感的现象n机制机制受侵细胞及相邻细胞迅速坏死，病原物受到遏制或被杀受侵细胞及相邻细胞迅速坏死，病原物受到遏制或被杀死，或被封锁在枯死组织中死，或被封锁在枯死组织中园林植物病理学植物病原物的寄生性4.4.2 4.4.2 植物保卫素植物保卫素植物受到病原物的侵染后或受到其它生理植物受到病原物的侵染后或受到
19、其它生理的、物理的刺激后所产生的一类低分子量次生的、物理的刺激后所产生的一类低分子量次生代谢产物。代谢产物。园林植物病理学植物病原物的寄生性n已报道植保卫素的植物已报道植保卫素的植物21科科100种以上的植物豆科，茄科，种以上的植物豆科，茄科，锦葵科，菊科和旋花科锦葵科，菊科和旋花科园林植物病理学植物病原物的寄生性n植保素类型植保素类型类异黄酮化合物（豆科植物）类异黄酮化合物（豆科植物） 类萜化合物（茄科植物）类萜化合物（茄科植物）n植保素在抗病反应中的作用植保素在抗病反应中的作用抑制病原菌的生长抑制病原菌的生长 导致细胞死亡导致细胞死亡 抗病植物中积累快抗病植物中积累快园林植物病理学植物病原
20、物的寄生性4.4.3 4.4.3 降解毒素降解毒素n定义定义植物组织能代谢病原菌产生的毒素，将其转化植物组织能代谢病原菌产生的毒素，将其转化为无毒物质为无毒物质n例子例子番茄组织能代谢转化镰刀菌酸番茄组织能代谢转化镰刀菌酸燕麦的抗病品种能钝化燕麦的抗病品种能钝化victorin毒素毒素园林植物病理学植物病原物的寄生性五、植物避病的机制五、植物避病的机制n机制机制不能接触到病原物而减少了发病机会时间避病不能接触到病原物而减少了发病机会时间避病 空间避病空间避病 环境条件不适宜而避病环境条件不适宜而避病园林植物病理学植物病原物的寄生性六、植物耐病性六、植物耐病性n定义定义虽可发病，但产量或品质损失
21、较小虽可发病，但产量或品质损失较小n机制机制生理调节能力生理调节能力 生物补偿作用生物补偿作用园林植物病理学植物病原物的寄生性七、植物的诱发抗性七、植物的诱发抗性n定义定义 植物经过各种生物预先接种或受到化学因子植物经过各种生物预先接种或受到化学因子、物理因子处理后所产生的抗病性、物理因子处理后所产生的抗病性n几个概念几个概念 交互保护作用交互保护作用(cross protection) 诱发接种诱发接种(Inducing inoculation) 挑战接种挑战接种(Challenge inoculation)园林植物病理学植物病原物的寄生性n局部诱发抗性局部诱发抗性(Localized re
22、sistance)n系统性诱发抗性系统性诱发抗性(Systemic resistance)园林植物病理学植物病原物的寄生性7.17.1诱发抗性的机制诱发抗性的机制n占位效应占位效应n诱发结构上的抗性诱发结构上的抗性 细胞壁加厚细胞壁加厚n诱发化学上的抗性诱发化学上的抗性 诱导植物保卫素诱导植物保卫素 诱导抗病相关蛋白或酶类诱导抗病相关蛋白或酶类园林植物病理学植物病原物的寄生性7.27.2可利用的诱导抗性因子可利用的诱导抗性因子n植物病原菌产生的激发子植物病原菌产生的激发子(elicitor)n诱导抗性的化合物诱导抗性的化合物 SA，INA，Herpin蛋白等蛋白等n根围微生物根围微生物 荧光假
23、单胞菌荧光假单胞菌园林植物病理学植物病原物的寄生性名词解释：名词解释：寄生性寄生性(parasitism)：致病性致病性(pathogenicity)活体营养生物（活体营养生物（biotroph）死体营养生物（死体营养生物（necrotroph） 寄生专化性寄生专化性(specialization of parasitism)简答：简答：病原物寄生性和致病性的关系。病原物寄生性和致病性的关系。园林植物病理学植物病原物的寄生性判断：判断：1寄生物不一定是病原物。寄生物不一定是病原物。 2 不是所有的生物病原物都是寄生物。不是所有的生物病原物都是寄生物。 3 不是所有的生物病原物都吸收植物的养分。
24、不是所有的生物病原物都吸收植物的养分。4 寄生性强的寄生物寄生专化性也较强；寄生性较弱的寄生性强的寄生物寄生专化性也较强；寄生性较弱的病原物其寄生专化性也较弱。病原物其寄生专化性也较弱。5 寄寄生生性性较较弱弱的的病病原原物物往往往往有有较较广广的的寄寄主主范范围围，寄寄生生性性较强的病原物寄主范围较窄，但有例外。较强的病原物寄主范围较窄，但有例外。6寄寄生生性性和和致致病病性性可可以以一一致致，也也可可以以不不一一致致，寄寄生生性性强强致病性不一定强，同理寄生性弱致病性不一定弱。致病性不一定强，同理寄生性弱致病性不一定弱。7 弱弱寄寄生生物物引引起起的的病病害害一一般般不不能能用用培培育育抗抗病病品品种种的的方方法法防治病害。防治病害。园林植物病理学植物病原物的寄生性园林植物病理学植物病原物的寄生性
