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1、园林植物病理学第七章植物园林植物病理学第七章植物病原物的寄生性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1.1.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 枯死枯死寄生性植物寄生性植物寄主植物寄主植物1.2机械力量机械力量n症状症
2、状 表皮破裂表皮破裂伤痕伤痕造成表皮破裂造成表皮破裂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、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 A=0.5u标准酶标准酶B=Ep-1PNA5C=Ep-1PND=SHTN5-6 E=SHTN5-7ABC ED果胶酶导致软腐症状果胶酶导致软腐症状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
3、褪绿、坏死和萎蔫分泌毒素分泌毒素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)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
4、病品种最敏感，中感品种次之，抗病品种最耐 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）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
5、n筛选抗病品种筛选抗病品种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)分泌生长调节物质分泌生长调节物质冠瘿冠瘿/ /根癌（根癌（Crown gallCrown gall）分泌生长调节物质分泌生长调节物质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(Cytoken
6、ine) 乙烯乙烯(Ethylene) 脱落酸脱落酸(abscisic acid)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第二节第二节 植物抗病性植物抗病性一、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，
7、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水平抗性水平水平抗性水平垂直抗性水平垂直抗性水平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病抗病抗病抗病n寄主抗性寄
8、主抗性: 对寄主的抗性对寄主的抗性n非寄主抗性非寄主抗性:在非寄主植物上不引起在非寄主植物上不引起病害病害三、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3.23.2
9、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. tumefaciens侵染后侵染后DNA增加增加n蛋白质的变化蛋白质的变
10、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
11、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
12、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)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植物固有的形态特征抗性n成份成份 蜡质层及角质层蜡质层及角质层 表皮细胞的钙化或硅化表皮细胞的钙化或硅化 自然孔口的数目及其结构自然孔口的数目及其结构 组织木栓化组织木栓化 组织木质素化组织木质素化 导管的组织结构导管的组织结构4.24.2化学的被动抗病因素化学的被动抗病因素n植物体内的天然抗菌物质或酶类植物体内的天然抗菌物质或酶类n成份成份 酚类物质酚类物质 皂角苷皂角苷
13、不饱和内脂不饱和内脂 有机硫化合物有机硫化合物 糖类糖类 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 hypersensitive reaction) 植物保卫素植物保卫素(phytoalexin)
14、 植物对毒素的降解作用植物对毒素的降解作用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。n已报道植保卫素的植物已报道植保卫素的植物
15、 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
16、种能钝化燕麦的抗病品种能钝化victorin毒素毒素五、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
17、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)n局部诱发抗性局部诱发抗性(Localized resistance)n系统性诱发抗性系统性诱发抗性(Systemic resistance)7.1 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7.2可利用的诱导抗性因子可利用的诱导抗性因子
18、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 荧光假单胞菌荧光假单胞菌名词解释：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。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
19、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。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 寄生性较弱的病原物往往有较广的寄主范围，寄生性寄生性较弱的病原物往往有较广的寄主范围，寄生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寄生性和致病性可以一致，也可以不一致，寄生性强寄生性和致病性可以一致，也可以不一致，寄生性强致病性不一定强，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 弱寄生物引起的病害一般不能用培育抗病品种的方法弱寄生物引起的病害一般不能用培育抗病品种的方法防治病害。防治病害。61 结束语结束语