植物病理學(xué)植物病原原核生物課件

1、植物病理學(xué)第四章 植物病原原核生物（園藝植物保護(hù)學(xué)院）本章內(nèi)容第一節(jié) 原核生物的一般性狀第二節(jié) 植物病原原核生物的侵染與傳播第三節(jié)植物病原原核生物主要類群第四節(jié) 植物原核生物病害的診斷引 言原核生物(Procaryotes)是一類含有原核結(jié)構(gòu)的單細(xì)胞生物。它們通常由細(xì)胞膜和細(xì)胞壁包圍，或只有細(xì)胞膜包圍。原核生物的遺傳物質(zhì)為環(huán)狀雙鏈DNA分子，分散在細(xì)胞質(zhì)中，沒有核膜包圍，但形成一個橢圓形或近圓形的核質(zhì)區(qū)，稱為擬核(Nucleoid)；細(xì)胞質(zhì)中含有小分子的核蛋白體(70S)，但沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等細(xì)胞器。原核生物的成員很多，包括細(xì)菌、放線菌以及無細(xì)胞壁的菌原體等。通常以細(xì)菌作為原核生物中有細(xì)胞壁

2、類群的代表，以菌原體或螺原體作為無細(xì)胞壁但有細(xì)胞膜類型的典型(原來的藍(lán)藻現(xiàn)改稱為藍(lán)細(xì)菌，也屬于原核生物界)。有些原核生物可侵染植物，引起許多重要的病害，如水稻白葉枯病、茄科植物青枯病、大白菜軟腐病、桑萎縮病和泡桐叢枝病等。（一）形態(tài)和結(jié)構(gòu)細(xì)菌的形態(tài)有球狀、桿狀和螺旋狀，個體大小差別很大。植物菌原體的形態(tài)為圓球狀至橢圓形，大小為80-100nm，沒有細(xì)胞壁，有質(zhì)膜包圍；螺原體形態(tài)為螺旋狀，繁殖時可分枝。絕大多數(shù)的植物病原細(xì)菌有鞭毛，無芽孢，細(xì)胞壁外有粘質(zhì)層，但很少有莢膜。第一節(jié) 原核生物的一般性狀細(xì)菌的形態(tài)示意圖球菌桿菌棒桿菌鏈絲菌單鞭毛多鞭毛極生周生鞭毛細(xì)菌的結(jié)構(gòu)示意圖細(xì)菌的重要性狀染色反應(yīng),

3、 如革蘭氏染色：觀察、鑒別;植物病原細(xì)菌絕大多數(shù)革蘭氏染色為陰性。生理生化反應(yīng);免疫源性;致病性。革蘭氏染色染色的目的本來是用來觀察細(xì)菌，但后來發(fā)現(xiàn)有些染色反應(yīng)對細(xì)菌還有鑒別作用，其中最重要的是革蘭氏染色。細(xì)菌對革蘭氏染色的反應(yīng)有陽性（染色反應(yīng)呈藍(lán)紫色）和陰性（染色反應(yīng)呈紅色）之別。電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁不是光滑的。可見，革蘭氏染色反應(yīng)也反映了細(xì)菌的組成和結(jié)構(gòu)等本質(zhì)上的差別，因此它是細(xì)菌分類上的一個重要性狀。 革蘭氏染色反應(yīng)與細(xì)菌的其他性狀有關(guān)。例如，革蘭氏陽性的細(xì)菌能耐高濃度的鹽，不易被蛋白酶分解，但是對于堿性染料和除垢劑(如肥皂)則較敏感。對抗菌素的反應(yīng)也不同，例如，青

4、霉素對革蘭氏陽性反應(yīng)的細(xì)菌作用比較大，而鏈霉素則對陽性反應(yīng)和陰性反應(yīng)的細(xì)菌都有一定的作用。營養(yǎng)的要求也不同，革蘭氏染色反應(yīng)陽性的細(xì)菌，一般需要較復(fù)雜的營養(yǎng)物質(zhì)。（二）原核生物的繁殖、遺傳和變異原核生物的繁殖方式：裂殖 染色體DNA原核生物的基因組 質(zhì)粒：獨(dú)立于染色體外在細(xì)胞分裂過程中，基因組同步復(fù)制并均勻分散在兩個子代細(xì)胞中，從而保證親代的各種性狀能穩(wěn)定地遺傳給子代。細(xì)菌繁殖條件細(xì)菌繁殖很快，大腸桿菌在適宜的條件下每20min就可以分裂一次。在其它條件適合時，溫度對細(xì)菌生長和繁殖的影響很大。植物病原原核生物的生長適溫為26-30左右，少數(shù)在高溫或低溫下生長較好。（三）生理特性死體營養(yǎng)生物。菌落

5、顏色：多為白色、灰白色或黃色。培養(yǎng)特性：大部分細(xì)菌可以人工培養(yǎng)。少數(shù)對培養(yǎng)條件要求苛刻。對氧氣的需求：絕大多數(shù)病原細(xì)菌都是好氧的，少數(shù)為兼性厭氣菌。pH：培養(yǎng)基以中性偏堿為宜。培養(yǎng)適宜溫度：2630C；3340C時停止生長；50C放置10min多數(shù)死亡。維管束難養(yǎng)細(xì)菌(fastidious vascular bacteria)植原體：至今還不能人工培養(yǎng)螺原體：需在含有甾醇的培養(yǎng)基上才能生長，在固體培養(yǎng)基上形成“煎蛋形”菌落。細(xì)菌的菌落第二節(jié)植物病原原核生物的侵染與傳播一、侵染途徑侵染途徑：自然孔口和傷口。自然孔口：氣孔、水孔、皮孔、蜜腺。從自然孔口侵入的細(xì)菌一般都能從傷口侵入，能從傷口侵入的細(xì)

6、菌就不一定能從自然孔口侵入。寄生性弱的細(xì)菌一般都是從傷口侵入；寄生性強(qiáng)的細(xì)菌，較能適應(yīng)寄生的生活，就不一定要從傷口侵入。有些寄生性強(qiáng)的細(xì)菌，也有從傷口侵入的。自然因素：風(fēng)雨、雹、凍害、昆蟲等人為因素：耕作、施肥、嫁接、收獲、運(yùn)輸?shù)葌?口二、侵染途徑與癥狀的關(guān)系植物細(xì)菌病害常見癥狀：壞死、腐爛和萎蔫，少數(shù)為瘤腫和發(fā)根。菌原體為害后則以叢枝、皺縮的畸形癥狀較多。Acidovorox,Burkholderia Xanthomonas,Pseudomonas Arthrobacter,Streptomyces Erwinia,Bacillus,Xanthomonas Pantoea,Clavibcte

7、r Pseudomonas,Erwinia,Xylella Clavibacter,Curtobacterium Erwinia,Xylella,Xylophilus Agrobacterium,Phythoplasma Rhodococcus,Pseudomonas 薄壁細(xì)胞組織 薄壁細(xì)胞組織 維管束組織 薄壁細(xì)胞組織表皮 自然孔口、 傷口 傷口、水孔 傷口及自然 孔口 傷口 壞 死 腐 爛 萎 蔫 瘤腫、畸形 引起癥狀的主要病原菌 細(xì)菌存在部位侵入途徑癥狀類型 侵染途徑與癥狀的關(guān)系(一) 傳播途徑 雨水、灌溉水；傷口；介體：昆蟲、線蟲、農(nóng)具等。三、病原原核生物的傳播植物病原細(xì)菌傳播和侵染特

8、性植物病原原核生物要傳染到植物上才能從自然孔口和傷口侵入，它們的傳染途徑一般也是田間進(jìn)一步傳播的途徑。雨水是植物病原細(xì)菌最主要的傳播途徑。在植物表面或菌膿中的病菌，很難隨著氣流傳播，要通過雨露和水滴的飛濺才能傳播得較遠(yuǎn)。許多植物細(xì)菌病害發(fā)生的輕重與降雨的多少有關(guān)，雨水除傳染和傳播病菌外，病原細(xì)菌一般也要有水滴才能侵入，而風(fēng)雨造成的傷口更是很好的侵染途徑。除去雨露外，有些植物病原細(xì)菌如稻白葉枯病菌等，可以隨著灌溉水傳播。植物病原原核生物還可以由昆蟲介體傳播。(二)侵染源1種子和無性繁殖器官： 如水稻白葉枯病、柑桔潰瘍病、馬鈴薯環(huán)腐病和甘薯瘟等。2土壤：如軟腐歐氏菌。 3病株殘余體： 4雜草和其它

9、作物：如桑萎縮病菌原體就可以侵染葎草并引起病害。5昆蟲介體：如柑桔木虱是柑桔黃龍病的傳播介體，而菱紋葉蟬則是桑萎縮病菌原體的主要媒介昆蟲。第三節(jié) 植物病原原核生物主要類群(1)土壤桿菌屬(Agrobacterium)土壤桿菌屬，屬于變形菌門，是土壤習(xí)居菌。短桿狀，有運(yùn)動性，周生鞭毛16根，若1根則多為側(cè)生。大多數(shù)細(xì)菌含一種大分子的質(zhì)粒，控制著細(xì)菌的致病性和抗藥性，如侵染寄主引起腫瘤癥狀的“致瘤質(zhì)?！?tumor inducine plasmid，俗稱Ti質(zhì)粒)。土壤桿菌屬有3個種是植物病原菌，屬兼性寄生菌，如根癌土壤桿菌。茶樹根癌病土壤桿菌屬的形態(tài)的致病癥狀示意圖(2)歐文氏菌屬(Erwini

10、a)該屬屬于變形菌門。短桿狀，有運(yùn)動性，周生鞭毛多根。大多數(shù)成員為好氣性，部分為兼性厭氣。無芽孢。引起腐爛癥狀。 歐文氏菌屬和病例辣椒軟腐病癥狀白菜軟腐病癥狀周生多根鞭毛（3）泛菌屬（Pantoea）短桿狀，有運(yùn)動性，鞭毛周生。兼性厭氣。廣泛存在于水中、土壤中、植物與人體表面。該屬模式種為成團(tuán)泛菌(P. agglomerans)，引起水稻內(nèi)穎褐變病。斯氏泛菌P. stewartii，可引起玉米斯氏萎蔫病。 (4)假單胞菌屬(Pseudomonas)屬于變形菌門。短桿狀，有運(yùn)動性，極生鞭毛 1 至多根。嚴(yán)格好氣性。模式種：丁香假單胞菌(Pseudomonas syringae)病 例：桑細(xì)菌性疫

11、病、煙草野火病、 蠶豆細(xì)菌性枯萎病。假單胞菌屬和病例假單胞菌電鏡照片桑疫病癥狀示意圖蠶豆細(xì)菌性枯萎病癥狀（5）嗜酸菌屬(Acidovorax)變形菌門。短桿狀，直或稍彎，有運(yùn)動性，極生鞭毛 1 根，偶有23根。模式種：燕麥?zhǔn)伤峋?A.avenae)。燕麥?zhǔn)伤峋项悂喎N(A. aveneae subsp. Citrulli)可引起葫蘆科植物葉枯與果腐病。 (6)勞爾氏菌屬(Ralstonia)變形菌門。短桿狀，極生或周生鞭毛運(yùn)動，或無鞭毛不運(yùn)動。該屬中較重要的病原為茄勞爾氏菌(R. solanacearum)，引起番茄等植物的青枯病。番茄青枯病圖示(7)黃單胞菌屬(Xanthomonas)變形菌

12、門。短桿狀，有運(yùn)動性，極鞭毛1根，嚴(yán)格好氣性。引起水稻白葉枯病、柑橘潰瘍病等。水稻黃單胞菌與白葉枯病癥狀柑橘潰瘍病癥狀(8)木質(zhì)部小菌屬(Xylella)變形菌門。短桿狀，無鞭毛，不運(yùn)動。目前確認(rèn)的種是木質(zhì)部難養(yǎng)菌(X. fastidiosa)，該菌由葉蟬類昆蟲傳播，侵染木質(zhì)部。引起葡萄皮爾氏病、苜蓿矮縮病、桃偽果病等病害病原物屬于此屬。(9)棒形桿菌屬(Clavibacter)放線菌門。G+，短桿狀、棒狀，直或彎曲，也可見楔形或球型。無鞭毛，不運(yùn)動。病例：馬鈴薯環(huán)腐病。棒形桿菌屬和病例棒形桿菌示意圖馬鈴薯環(huán)腐病癥狀（10）植原體屬(Phytoplasma)厚壁菌門。過去叫類菌原體(MLO)。

13、根據(jù)接種在長春花上的癥狀表現(xiàn)，可劃分為4個組。植原體的特性1、目前該菌還不能人工培養(yǎng)，屬名尚待核準(zhǔn)。2、細(xì)胞由細(xì)胞膜包裹，無細(xì)胞壁；3、圓球狀至絲狀，形態(tài)可變；4、對四環(huán)素類抗生素敏感，對青霉素類抗生素不敏感；對低滲鹽溶液敏感，對洋地黃皂苷有抗性。5、菌體主要存在于植物韌皮部篩管中，由葉蟬類昆蟲傳播，可致植物黃化、矮縮、叢枝等癥狀。 仙人掌叢枝病癥狀棗瘋病癥狀植原體示意圖植原體電鏡照片植原體屬和病例（11）螺原體屬(Sprioplasma)厚壁菌門。菌體的基本形態(tài)為螺旋形，繁殖時可產(chǎn)生分枝，分枝亦呈螺旋形。生長繁殖時需要有甾醇供應(yīng)。主要寄生于雙子葉植物韌皮部和昆蟲體內(nèi)。病例：柑桔僵化病、玉米矮

14、化病。螺原體形態(tài)示意圖(12)鏈霉菌屬(Streptomyces)放線菌門。G+。菌體絲狀、纖細(xì)、無隔膜，輻射狀向外擴(kuò)散，形成基質(zhì)內(nèi)菌絲和氣生菌絲，在氣生菌絲即產(chǎn)孢絲頂端產(chǎn)生鏈球狀或螺旋狀孢子。少數(shù)鏈霉菌可侵害植物，如引起馬鈴薯瘡痂病的瘡痂鏈霉菌(S. scabies)。(13)韌皮部桿菌屬(Liberobacter)一類在韌皮部中寄生的病原細(xì)菌。革蘭氏染色反應(yīng)為陰性(G-)。以柑桔黃龍病的病原細(xì)菌為代表，至今尚未能在人工培養(yǎng)基上分離獲得純培養(yǎng)，過去一直稱為類細(xì)菌，或韌皮部難養(yǎng)菌。病例：柑桔黃龍病。柑橘黃龍病癥狀示意圖葉部癥狀病果癥狀柑橘木虱柑桔木虱第四節(jié) 植物原核生物病害的診斷1、癥狀觀察：

15、可初步做出診斷；2、顯微鏡檢查：觀察菌體形態(tài)；3、分離培養(yǎng)、接種實(shí)驗(yàn)；4、rRNA序列分析比較，可作為分類和鑒定的依據(jù)。只有得到準(zhǔn)確的診斷結(jié)果，才能制定合理的防治措施。一、癥狀識別1、菌原體病害： 病株矮化或矮縮，枝葉叢生，葉小而黃化。因此叢生、矮縮、小葉與黃化相結(jié)合是診斷菌原體病害癥狀時必須掌握的關(guān)鍵。2、細(xì)菌病害： 病植物表現(xiàn)的癥狀類型主要有壞死、萎蔫、腐爛和畸形等類，褪色或變色的較少；有的還有菌膿(ooze)溢出。 菌膿壞死是最常見的一類。時?？梢姷剿疂n狀浸潤斑，有時伴有淡黃色或灰白色菌膿，干涸后成為顆粒或菌膜。病斑成條斑或枯死斑，有的成穿孔狀或瘡痂狀。水稻白葉枯病癥狀桃細(xì)菌性穿孔病癥狀

16、柑橘潰瘍病癥狀萎蔫是細(xì)菌侵害維管束系統(tǒng)以后所造成的，它與真菌性病害造成的萎蔫癥狀相似。茄青枯病、馬鈴薯環(huán)腐病是常見的代表類型?？赏ㄟ^莖橫切面是否出現(xiàn)菌膿與真菌性萎蔫病進(jìn)行區(qū)分。茄青枯病馬鈴薯環(huán)腐病癥狀腐爛是細(xì)菌病害較為特有的一種類型，瓜果等貯藏器官的軟腐型腐爛大多由軟腐細(xì)菌侵害所致。雖然瓜果腐霉真菌也能導(dǎo)致腐爛癥狀，但常見有菌絲伴隨而易于區(qū)分。白菜軟腐病癥狀辣椒軟腐病癥狀畸形畸形大多發(fā)生在木本植物的根冠或莖基部、枝條上，少數(shù)在葉柄或葉脈上出現(xiàn)。主要是由土壤桿菌侵害所致，如桃發(fā)根病，蘋果、葡萄的根癌病等。茶樹根癌病癥狀二、顯微鏡檢查由螺原體或菌原體侵染所致病害，必須用電子顯微鏡才能看到。由細(xì)菌侵

17、染所致病害的病部，無論是維管束系統(tǒng)受害的，還是薄壁組織受害的，都可以在徒手切片中看到有大量細(xì)菌從病部噴出，這種現(xiàn)象稱為噴菌現(xiàn)象(bacteria exudation，BE)。噴菌現(xiàn)象為細(xì)菌病害所特有，是區(qū)分細(xì)菌病害或真菌、病毒病害最簡便的手段之一。噴菌現(xiàn)象三、分離培養(yǎng)與侵染性試驗(yàn)按柯赫氏法則，從病部組織中分離病原細(xì)菌的純培養(yǎng)，挑選典型的單菌落，再接種到敏感植物或指示植物上，使表現(xiàn)出典型的或特有的癥狀反應(yīng)。菌原體還不能在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)，分離難度較大。螺原體己經(jīng)可以分離培養(yǎng)。對菌原體病害，可用菟絲子介體作橋梁接種到長春花上進(jìn)行鑒定，以證明其有無侵染性。四、染色反應(yīng)革蘭氏染色反應(yīng)：分辨是革蘭氏陽性菌還是陰性菌。細(xì)菌的鞭毛染色：鑒定出鞭毛的數(shù)目和周生鞭毛或極生鞭毛。五、生理生化反應(yīng)