第二章植物病原真菌

1、第二章 植物病原真菌,是一类大多数能形成丝状分枝的营养体，有细胞壁和细胞核， 不含有叶绿素和其他光合色素，有性生殖和无性生殖产生孢子的生物群,什么是真菌,细菌(Bacteria) ：有细胞壁，无核，有核区-属原核生物。 粘菌：无细胞壁，有核， 繁殖产生 孢子 藻类：光合色素-自养生物 真菌（Fungi）：无根、茎、叶，异养，贮藏物质： 肝糖，脂肪。 高等植物：有根、茎、叶，异养，贮藏物质：淀粉,真菌与其他生物的异同,在植物和培养基上生长的真菌,真菌概述,一、真菌（Fungi）的主要特征 （1）有固定的细胞核，属真核生物。（2）营养体简单，大多为菌丝体。细胞壁主要成分几丁质,有的是纤维素,少数是

2、不具有细胞壁的原质团。（3）营养方式异养型（腐生和寄生），无光合色素。（4）繁殖方式为产生各种类型孢子,二、真菌的种类 1974年Aniworth估计，全世界真菌有一万属，约10万种。1997年为止真菌界（Kingdom of Eukaryota）有4个门，103个目，484个科，4979属56360种（另外有4556个异名,真菌概述,三、有益的真菌 1.可供食用： 蘑菇，木耳，口蘑，银耳，猴头。 2.医药： 灵芝，马勃，冬虫夏草；抗菌素（Flaming青霉素，土霉素）。 3.工业发酵：制洒业，食品业，工业酸。 4.农用真菌：a.生物农药：山东鲁保一号(无毛炭疽菌)防治菟丝子。 b.白僵菌：防

3、治昆虫玉米螟。 c.防治线虫的天敌真菌。 d.赤霉素：920真菌的代谢产物。 5. 真菌可促进物质的转化：动植物体腐烂分解全球性的物质大循环。 四、有害的真菌 1. 侵染植物引致病害。 2. 引起人、畜病害皮肤病。 3. 食物中毒：甘薯黑斑病菌、麦角菌。 4. 使食品、贮藏物质受损：木材、皮毛发霉,冬虫夏草又称夏草冬虫、虫草。真菌门，子囊菌亚门，麦角菌科。寄生在鳞翅目幼虫体上。子座单个地从寄主前端发出，基部向上渐狭细，头部近圆柱状、褐色。子座顶端膨大，在表层下有许多子囊壳，子囊多数产在子囊壳内，每个子囊内含两个子囊孢子。夏秋季节，子囊孢子从子囊内放射出来，后断裂成许多节段，然后产生芽管，侵入幼

4、虫体内。染病幼虫钻入土中，死亡后出现菌丝体，并在冬季形成菌核。翌年夏季，从菌核上生出有柄的子座露于土外，故有冬虫夏草之称,真菌在生物界的地位,病原生物分属五界:动物界、植物界、菌物界、原核生物界、病毒界,植物病原真菌,指的就是那些可以寄生于植物并引致病害的真菌。已记载的植物病原真菌有8000种以上。真菌可引起3万余种植物病害，占植物病害总数的80%，属第一大病原物。植物上常见的霜霉病、白粉病、锈病和黑粉病四大病害都是由真菌引起的，历史上大流行的植物病害多数是真菌引致的。因此。植物病理学与真菌学有密切关系。本章主要介绍植物病原真菌的一般概念和分类,第一节 真菌的一般性状和分类,一、真菌的营养体(

5、Vegetative body,真菌在营养生长阶段的结构叫营养体。主要功能是吸收、输送和贮存营养，为繁殖生长做准备。真菌的营养体还可以形成菌组织以及菌体的变态结构。 1. 菌丝(Hypha):真菌丝状营养体上的单根细丝，直径5-6微米，有分枝或无分枝，有隔或无隔的管状物。 2菌丝体(Mycelium): 一丛菌丝统称菌丝体。 3菌落(Colony)：菌丝体呈辐射状延伸，在培养基上形成的圆形菌丝群落叫菌落。 4假菌丝：酵母菌芽殖产生的芽孢子相互连接呈链状，与菌丝相似称假菌丝,一）营养体的基本类型,1无隔菌丝 菌丝内无横隔膜，整个菌丝体为一个无隔多核的细胞。低等真菌的菌丝。 2有隔菌丝 菌丝内有横

6、隔膜，将菌丝隔成多个长圆筒型的小细胞。高等真菌的菌丝,二) 菌丝细胞的结构,主要由细胞壁、细胞质膜、细胞质和细胞核组成。 细胞壁的主要成分是几丁质,而卵菌细胞壁的主要成分是为纤维素,三）菌丝的变态,真菌的菌丝体为了适应某些特殊功能，产生一些特殊变态类型。 1. 吸器(Haustorium): 专性寄生菌的菌丝长出的,伸入寄主细胞内高效吸收营养的小突起,叫吸器。有球状、指状、掌状和丝状等类型。侵染钉与吸器侵染过程,2. 附着胞(appressorium)：许多植物寄生真菌孢子萌发形成的芽管或老菌丝顶端发生膨大，并分泌粘性物，借以牢固地粘附在宿主的表面，这一结构就是附着胞，附着胞上再形成纤细的针状

7、感染菌丝(侵入钉)，以侵入宿主的角质层而吸取营养。穿透寄主植物的角质层和表层细胞壁。分生孢子形成附着胞过程,3假根(Rhizoid):有些真菌的菌丝体长出的根状菌丝，可以深入基质内吸取养分并固着菌体。如根足霉、芽枝霉等。 4. 附着枝：若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝，以将菌丝附着于宿主上，这种特殊的结构即附着枝.(小煤炱属) 5. 菌环：菌丝交织成套状 菌网：菌丝交织成网状 捕虫菌目（Zoopagales）这是在长期的自然进化中形成的特化结构，主要功能是用于吸收营养物质。这些生长在土壤中真菌是捕食者，形成的特异菌丝构成巧妙的网，可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝伸

8、入体内吸收营养,四) 菌组织,高等真菌的有隔菌丝体可以密集地纠结在一起，形成具有一定功能的结构叫菌组织。菌组织的作用是形成产孢机构和特殊结构。菌组织分两类。 1疏丝组织:菌丝排列较疏松，在显微镜下可以看出菌丝的长形细胞,用机械方法可以分开。 2拟薄壁组织:菌丝排列很紧密, 在显微镜下菌丝细胞接近圆形，类似高等植物的拟薄壁组织用机械方法不能分开,只能用碱液煮开,五）菌组织形成的特殊结构,1. 菌核(Sclerotium):大小、形态、 颜色各异， 内外结构不同, 内部为疏丝组织，外部为拟薄壁组织。作用是渡过不良环境。 由菌组织和寄主组织结合在一起共同形成的菌核叫假菌核。 2. 子座(Stroma

9、): 由菌组织形成的、产生子实体的座垫, 叫子座。 作用是产生繁殖体, 也可渡过不良环境。有的子座是由菌组织和寄主组织结合形成的，叫假子座。 3.根状菌索(Rhizomorph): 菌组织形成的绳索状结构，外形似植物根。作用是为寄主吸收水分和矿物质，渡过不良环境, 还可以发展侵入树木寄主,五) 真菌的营养方式,真菌的营养方式主要是吸收, 靠渗透作用（高渗透压）。 吸收时要分泌各种酶类, 其种类的不同决定其寄主范围，淀粉酶，纤维素酶等,二、真菌的繁殖体(Reproductive body,指产生孢子体或孢子的结构叫繁殖体。真菌的产孢机构无论是无性繁殖或有性繁殖均叫子实体(fruit-body)。

10、低等真菌繁殖时, 营养体全部转为繁殖体时叫整体产果(Holocarpic)。高等真菌繁殖时, 营养体部分转为繁殖体时叫分体产果(Eucarpic,不经过核配和减数分裂，营养体直接以断裂、裂殖、芽殖和割裂的方式直接产生后代新个体叫无性繁殖。无性繁殖产生的各种孢子均叫无性孢子。基本特征是营养繁殖，无有性结合过程。无性孢子多种多样，繁殖能力很强，几天一代，在病害传播和流行中起重要作用,一)真菌的无性繁殖,真菌无性繁殖的孢子类型,1.游动孢子(Zoospore)：鞭毛菌的无性孢子。单细胞，无细胞壁，只有原生质膜，在膜上着生1-2根鞭毛，水生可游动。形成于游动孢子囊（Zoosporangium）内，在菌

11、丝的顶端形成的一种囊状物。 2.孢囊孢子(Sporangiospore):结合菌的无性孢子。单细胞，有细胞壁，无鞭毛，风传，陆生。形成于孢子囊(Sporangium)内，在菌丝长到一定阶段形成的囊状物。 3.分生孢子(Conidium Coniiospore)：子囊菌、半知菌和担子菌的无性孢子。 着生在分生孢子梗上。分生孢子梗(Coindiophore): 单生，丛生，形状各异。 4. 厚垣孢子(Chlamydospore):各类真菌均可产生，属于休眠孢子,壁厚。在菌 丝生长到一定阶段, 由菌丝一个细胞内原生质浓缩形成的，抗逆境，可以存活多年,二) 真菌的有性生殖,真菌的有性生殖是通过质配、核

12、配和减数分裂产生后代的生殖方式。真菌的性器官称配子囊，性细胞称配子，真菌有性生殖产生的孢子称有性孢子。一般都发生在真菌侵染植物后期,具有度过不良环境的作用，往往越冬后成为初侵染来源,1.真菌有性生殖的过程,1)质配(Plasmohgamy) 指两个性细胞或性器官的原生质及细胞核结合在一个细胞中,其中有两个不同来源的细胞核, 双核期, 叫质配。 (2) 核配(Karyogamy) 经质配后不同来源的两个细胞核（双核）结合为一个核, 变为二倍体细胞核。 (3)减数分裂(Meiosis) 核配后的二倍体细胞核发生减数分裂，染色体数目减半，恢复为原来的单倍体状态，进而形成有性孢子。染色体经过连续两次有

13、丝分裂，染色体重组，易产生新的变异类型，造成品种抗性丧失,1) 卵孢子(Oospore) 由异型配子囊交配形成, 一般发生在鞭毛菌中。 (2) 接合孢子(Zygospore) 由同型配子囊交配形成，一般发生在结合菌中。 (3) 子囊孢子(Ascospore) 异型配子囊交配形成的，每个子囊通常产生8个子囊孢子。 (4)担孢子(Basidiospore) 由体细胞或菌丝接合形成的棒状物-担子,经减数分裂后在 子外面形成的4个小孢子叫担子孢子。发生在担子菌中,2.有性孢子的类型,3 真菌的性征,1.根据有性生殖类型分： 雌雄同株：雌器，雄器在同一菌丝上。 雌雄异株：雌器，雄器不在同一菌丝上。 2.

14、根据配合的特点可分为： 同宗配合：单个菌株生出的雌雄器能交配，自身亲合，如卵菌。 异宗配合：同一菌株上生出的雌雄器不能交配，必须和另外菌株 上的才能交配，担子菌以此为主(接合、子囊两种方式都有,三）真菌的准性生殖(Parasexualism,1概念：指异核体菌丝细胞中，两个遗传物质不同的细胞核结合成杂和二倍体细胞核，该细胞核经有丝分裂发生染色体交换和单倍体化，最后形成遗传物质重组的单倍体过程。实质是在体细胞中发生的染色体基因的重组。结果发生遗传重组，导致致病性变异。许多半知菌就是通过这种方式而进行娈异的。 2准性生殖过程：形成异核体形成杂和二倍体有丝分裂交换与单倍体化。 3准性生殖与有性生殖的

15、区别：有性生殖是通过减数分裂进行遗传物质重组和产生单倍体，而准性生殖则是通过二倍体细胞核的有丝分裂交换进行遗传物质的重组，并通过产生非整倍体后不断丢失染色体来实现单倍体化的,类似于有性生殖但更为原始的一种生殖方式。可使同一生物的两个不同来源的体细胞经融合后，不通过减数分裂而导致低频率的基因重组。主要过程：1、菌丝联结、质配。2、形成异核体。3、核配。4、体细胞交换和单倍体化。体细胞中染色体交换有丝分裂交换：双倍体杂合子遗传性状不稳定，进行有丝分裂过程中，极少数核中染色体会发生交换和单倍体化，而形成具有新性状的单倍体杂合子,三、真菌的生活史(life-cycle,1概念：真菌孢子经过萌发、生长和

16、发育，最后又产生同一种孢子的整个过程。真菌典型的生活史包括无性繁殖和有性繁殖两大阶段。 2特点：真菌无性繁殖阶段在它的生活史中往往可以独立地多次重复循环，而且完成一次无性循环的时间较短，一般7-10天，产生的无性孢子的数量极大，对植物病害的传播和发展作用很大。在营养生长后期、寄主植物休闲期或环境不适情况下，真菌转入有性生殖产生有性孢子，这就是它的有性阶段，在整个生活史中往往仅出现一次。植物病原真菌的有性孢子多半是在侵染后期或经过休眠后才产生的，有助于成为翌年病害的初侵染来源。通常来说，无性阶段在生长季节时常发生，有性阶段在生长季节末形成，第二年是初侵染来源，易发生变异,三、真菌的生活史(lif

17、e-cycle,3多型现象(polymorphism)：许多真菌在整个生活史中可以产生2种或2种以上的孢子。如锈菌有的可产生5种孢子：性孢子、锈孢子、夏孢子、冬孢子和担孢子。 4单主寄生(autoecism)：多数植物病原真菌在一种寄主植物上就可以完成生活史。 5转主寄生(heteroecism)：在真菌的生活史中，有的真菌不同的寄生阶段必需在两种亲缘关系不同的寄主植物上生活才能完成生活史。无性阶段在一种植物上寄生，有性阶段在另一种植物上，叫转主寄生。经济价值较大的植物叫寄主，另一寄主植物叫转主寄主或中间寄主。如梨锈病菌冬孢子和担孢子产生于桧柏上，性孢子和锈孢子则产生于梨树上，转主寄主为桧柏。

18、 6大多数真菌的营养体为单倍体，而卵菌的营养体为二倍体。许多锈菌和黑粉菌营养体长时间为双核单倍体,四、真菌在生物界的地位和起源,一)地位： 1. 传统的两界分类系统： 林奈( Linnaeus，1753) 瑞典人 动物界：各种动物。 植物界：藻菌植物、苔藓植物、蕨类植物和种子植物四个门。 2. 近代的五界系统：（Whittaker，1969）将细胞生物分为以下五 界，我们采用此分界系统。 （1）原核生物界(Procaryotae)：无真正细胞核的生物：细菌， 放线菌，蓝藻，绿藻，立克氏体，菌原体，类菌原体。 （2）原生生物界(Protista)：单细胞，有核，孢子虫等。 （3）菌物界(Fung

19、i)：吸收异养 (真菌、粘菌) （4）动物界(Animalia)：吞噬异养。 （5）植物界(Plantae)：光合自养,植物界,真菌界,病毒界,原核生物界,原生生物界,动物界,生物分界系统,四、真菌在生物界的地位和起源,二)起源： 1：所有真菌都是由水生鞭毛生物进化而来，多承认。 2：有人说由藻类失去叶绿素退化而成,五、真菌的分类,目前植物病理学科采用的是安斯沃斯分类系统（G. C. Ainsworth，1973）。首先承认菌物界, 下分真菌门和粘菌门。 1、粘菌门：粘菌门的真菌一般称作粘菌。营养体是原质团或变形体。营养方式是吞食。繁殖产生游动孢子。生活发生都是腐生，一般不危害植物，与植物病理学关系不大。 2、真菌门：营养体是菌丝体。营养方式是吸收。繁殖产生各种类型孢子。生活方式是腐生和寄生，有很多植物病原菌。目前真菌分为5个亚门、18个纲，68目,二)真菌的分类单元,