第二章下-资环

1、第二节第二节 植物病原原核生物植物病原原核生物原核生物 一类细胞核DNA无核膜包围的单细胞微生物，不象真核生物具有核仁和核蛋白，也没有由单位膜隔开的细胞器，核糖体为70S型，不是真核生物的80S型。目前发现的植物病原原核生物都是细菌。一、植物病原细菌概述n细菌病害的数量和危害仅次于菌物和病毒，属第三大病原物。n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、柑桔溃疡病、柑桔黄龙病、枣疯病等。（一）形态和结构l细菌属于单细胞生物，有细胞壁，没有细胞核。l基本形态：球状、杆状和螺旋状。球状、杆状和螺旋状。植物病原细菌则植物病原细菌则以杆状为主，以杆状为主，大小为

2、0.5 0.81 3m，少数是球状。个体大小差别很大。l大都单生，也有双生、串生和聚生的。核区n植物病原细菌大多具鞭毛，着生在菌体一端或两端的叫极鞭，着生在菌体侧面和四周的叫周鞭。鞭毛的数目和着生位置在属的分类上有重要意义。鞭毛的数目和着生位置在属的分类上有重要意义。图2-2 细菌的鞭毛鞭毛菌体植物病原细菌通常无芽孢。致死温度一般是植物病原细菌通常无芽孢。致死温度一般是48-48-53/1053/10分钟。分钟。细菌都是非专性寄生物，大多数可在人工培养基上生细菌都是非专性寄生物，大多数可在人工培养基上生长。长。染色反应具有重要细菌鉴别作用，其中最重要的是革染色反应具有重要细菌鉴别作用，其中最重

3、要的是革兰氏染色。植物病原细菌革兰氏染色反应大多是阴性兰氏染色。植物病原细菌革兰氏染色反应大多是阴性（红色（红色G G- -），少数是阳性（紫色），少数是阳性（紫色G G+ +），革兰氏染色反），革兰氏染色反应是细菌分类上的一个重要性状。应是细菌分类上的一个重要性状。（二）繁殖 原核生物多以裂殖的方式进行繁殖。 细菌分裂时菌体先稍微生长，细胞质膜自菌体中部向内延伸，同时形成新的细胞壁，最后母细胞从中间分裂为两个细胞。 细菌的繁殖很快，在适宜的条件下，每20分钟就可以分裂一次。 细菌在固体培养基上生长会形成群体菌落。不同细菌菌落大小、形态、颜色都有差异。细菌菌落一般是圆的，中央有点凸起，光滑，湿

4、润，边缘一般为全缘（无凹凸不平），少数边缘不规则。菌落一般为乳白色或黄色，也有褐色或蓝色，但比较少见。菌落的颜色与菌体的颜色有关菌落的颜色与菌体的颜色有关，有一种色素不溶于水，只存在菌体中，如黄色素；另一种色素可溶于水，并分泌到细胞外，使培养基都变色，如荧光色素。二、植物病原细菌的侵染及传播 n当有一定数量的细菌菌体有一定数量的细菌菌体接触到特定的植物侵染点，即可造成侵染。n在大多数的病例中，侵染点没有很严格的限制，但植物病原细菌只有在侵染点大量繁殖后才能进一步向四周侵染蔓延。侵染来源n染菌植物繁殖材料染菌植物繁殖材料n病株残余病株残余n带菌的土壤和肥料带菌的土壤和肥料n田间的野生寄主和其他作

5、物、杂草如果被病原田间的野生寄主和其他作物、杂草如果被病原细菌感染，也是细菌病害的侵染来源。细菌感染，也是细菌病害的侵染来源。n田间正在发病的病株是病害扩散的重要来源。田间正在发病的病株是病害扩散的重要来源。侵入途径 n自然孔口和伤口侵入，但有少部分细菌可以从没有角质化的表层侵入，如花粉囊及花柱。 n不同的细菌其侵入途径是不相同的。假单胞杆菌和黄单胞杆菌从自然孔口侵入为主，寄生性比较强；根癌土壤杆菌、棒形杆菌(Clavibactor sp.)、软腐果胶杆菌则以伤口侵入为主。传播途径n重要的重要的传播途径：雨水雨水 。n一些农具农具也会传播细菌病原n迁飞的昆虫和一些动物迁飞的昆虫和一些动物也可以

6、传播植物病原细菌n人类的迁移和商业活动人类的迁移和商业活动会把植物病原细菌传播得更远和更广。n种子和播种材料是远距离病原传播的途径，也是一个地种子和播种材料是远距离病原传播的途径，也是一个地区新病原传入的来源。区新病原传入的来源。（六）植物病原细菌对植物的影响 n坏死 ：柑橘溃疡病。 n腐烂 ：软腐欧氏杆菌导致的蔬菜软腐十字花科病。 n萎蔫 ：植物青枯病。 n组织变形或增生 ：核果类果树根癌病和苹果发根病。n变色 ：柑橘黄龙病菌。 三、几种植物病原细菌果胶杆菌属（Pectobacterium） 菌体短杆状，多双生或短链状，鞭毛周生多根，菌体短杆状，多双生或短链状，鞭毛周生多根，会产生大量的果胶

7、酶，使会产生大量的果胶酶，使 植物组织的薄壁细胞浸植物组织的薄壁细胞浸离降解，引起许多植物软腐病。离降解，引起许多植物软腐病。重要病原菌：（软腐病菌）重要病原菌：（软腐病菌）假单胞菌属（Pseudomonas） 菌体短杆状或略弯，单生，鞭毛菌体短杆状或略弯，单生，鞭毛14根或根或 多根，极生。多根，极生。严格好气性，代谢为呼吸型。严格好气性，代谢为呼吸型。 已发现的植物病原细菌有一半属于此属。已发现的植物病原细菌有一半属于此属。劳尔氏菌属（Ralstonia） 菌体短杆状，极生鞭毛14根， 革兰氏阴性，好氧菌。在组合 培养基上形成光滑、湿润、隆起和灰白色的菌落。重要病原菌：茄青枯菌黄单胞菌属（

8、Xanthomonas）菌体短杆状，多单生，少双生，单鞭毛， 极生。严格好气性，代谢为呼吸型。野油菜黄单胞菌第三节植物病毒 引致的植物病毒病害仅次于菌物病害位列第二。全引致的植物病毒病害仅次于菌物病害位列第二。全球植物病毒病造成损害约为球植物病毒病造成损害约为150150亿美元亿美元/ /年均，全国年均，全国100100亿亿RMB/RMB/年均。年均。 病毒是分子生物学和揭示生命奥秘的最好材料；病毒是分子生物学和揭示生命奥秘的最好材料； 病毒有害生物防治制剂的良好材料：病毒多角体、病毒有害生物防治制剂的良好材料：病毒多角体、弱毒疫苗、噬菌体、病毒治癌；弱毒疫苗、噬菌体、病毒治癌； 利用病毒可以

9、改良花卉品种利用病毒可以改良花卉品种杂色郁金香。杂色郁金香。植物病毒 病毒是指一组包含一条或一条以上的核酸模板分子，它们通常包裹在由蛋白或脂蛋白组成的保护性衣壳内，能在合适的寄主细胞中进行自我复制。l 所有植物病毒都是寄生在活体细胞内，引起植物病害。l 病毒一般可以在寄主植物之间相互传播。l 一种病毒可侵染一种或多种植物。l一种植物可遭受多种不同病毒的侵染、危害。 一、植物病毒的一般性状（一）形态、结构与组分 l 植物病毒的基本形态为粒体粒体。病毒粒体很小，其度量单位为纳米（纳米（ nm）。大多数植物病毒粒体为球状、杆状和线状。l 植物病毒主要含有核酸和蛋白两大部分核酸和蛋白两大部分。中间为核

10、酸芯，中间为核酸芯，外部有外壳蛋白包被形成衣壳。外部有外壳蛋白包被形成衣壳。1. 形态与结构n杆状或线状病毒，蛋白质亚基螺旋状排列，中间是一个由核酸构成的空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌入到螺旋状排列的蛋白质亚基内端。n球状病毒，蛋白质亚基镶嵌在粒体表面，构成多面体形，内心是病毒的核酸；球状病毒并非光滑的球体，而是多面体（多为二十面体），多个正三角形组合而成。n 植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质主要成份是核酸和蛋白质。n 如果只有核酸而无蛋白衣壳，称为类病毒只有核酸而无蛋白衣壳，称为类病毒（viroid）。n 各种植物病毒所含核酸和蛋白质比例不同，一般核酸占5 40%，蛋白质占60 95%。

11、2. 组分1）核 酸n 植物病毒粒体中的核酸主要是其基因组，有些含植物病毒粒体中的核酸主要是其基因组，有些含mRNAmRNA。n 病毒基因组携带了病毒的全部遗传信息，决定病毒的增病毒基因组携带了病毒的全部遗传信息，决定病毒的增殖、生物学特性及致病性等。殖、生物学特性及致病性等。n 植物病毒基因组所包含的基因数目从一个至十二个，通植物病毒基因组所包含的基因数目从一个至十二个，通常具有外壳蛋白基因、复制酶基因及运动蛋白基因等。常具有外壳蛋白基因、复制酶基因及运动蛋白基因等。n 病毒的核酸有RNA和和DNA两种类型，并有单链和双链单链和双链之分。 根据核酸性质及功能，可将植物病毒基根据核酸性质及功能

12、，可将植物病毒基因组分为因组分为5 5种类型：种类型：正单链RNA（+ssRNA）；负单链RNA（-ssRNA）；双链RNA（dsRNA）；单链DNA（ssDNA）；双链DNA（dsDNA）。2）蛋白质n 植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类也很少，有植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类也很少，有结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白和非结构蛋白。n 非结构蛋白：是病毒核酸编码的非结构必需的蛋白，包非结构蛋白：是病毒核酸编码的非结构必需的蛋白，包括病毒复制所需的酶及传播、运动需要的功能蛋白等。括病毒复制所需的酶及传播、运动需要的功能蛋白等。n 结构蛋白：是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白，主结构蛋

13、白：是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白，主要是外壳蛋白（要是外壳蛋白（coat proteincoat protein，CPCP）和囊膜蛋白。）和囊膜蛋白。（二）植物病毒的侵染与增殖n 从病毒进入寄主活体细胞到新的子代病毒粒体合成的过程为病毒的侵染与增殖n 病毒的侵染仅以被动方式通过微伤口（机械或介体造成的）进入活细胞并释放核酸n 运转：病毒在植物叶肉细胞间的移动,再经维管束输导组织的运转。l 病毒粒体进入寄主细胞后脱壳而释放基因组病毒粒体进入寄主细胞后脱壳而释放基因组RNA，RNA直接作为直接作为mRNA，与寄主核糖体结合，由寄主提，与寄主核糖体结合，由寄主提供物质和能量系统翻译病毒的复制酶

14、及其他蛋白；供物质和能量系统翻译病毒的复制酶及其他蛋白；l 病毒复制酶利用正义病毒复制酶利用正义RNA为模板复制出与病毒基因组为模板复制出与病毒基因组RNA互补的负义互补的负义RNA拷贝；拷贝；l 病毒复制酶再以负义病毒复制酶再以负义RNA为模板，复制出大量正义为模板，复制出大量正义RNA和一些亚基因组和一些亚基因组RNA；l 亚基因组亚基因组RNA可以翻译各种病毒所必需的蛋白，如衣可以翻译各种病毒所必需的蛋白，如衣壳蛋白等。壳蛋白等。l 合成的正义合成的正义RNA与衣壳蛋白进行装配形成完整的子代与衣壳蛋白进行装配形成完整的子代粒体。粒体。 +ssRNA增殖过程增殖过程（三）植物病毒的传播方式

15、n植物病毒传播是完全被动完全被动的。n植物病毒传播可分为介体传播、非介体传播介体传播、非介体传播。n介体传播：介体传播：指病毒依附在其它生物体上，借助其它生物体的活动而进行的传播及侵染。n非介体传播：非介体传播：是指在病毒传播中没有其它生物介入的传播方式。n非持久性病毒：非持久性病毒：病毒获毒后直接可传毒，时间短。n半持久性病毒：半持久性病毒：有循回期，但病毒不能在昆虫体内繁殖，传毒时间是有限的。n持久性病毒：持久性病毒：必须经过一定时期的循回期才能传毒，病毒在虫体内能增殖，一次获毒后可终生传毒。介体传播类别介体传播类别n菟丝子传播：菟丝子传播：菟丝子传播病毒的性质和嫁接传毒相同，起桥梁作用，

16、将一株寄主植物的病毒传递给另一株寄主。非介体传播 n 机械传播：又称汁液传播机械传播：又称汁液传播，就是使病株的汁液通过机械造成的微伤进入健株体内使它发病。n 繁殖器官传播：繁殖器官传播： 通过种子、块茎、球茎、鳞茎和苗木等传播。n 嫁接传播：嫁接传播：有些果树病毒病害以嫁接传播为其唯一已知的传播途径二、几种植物病毒烟草花叶病毒直杆状，沉降系数S20w为194S，核酸占病毒 粒体的5%，蛋白质占95%左右；基因组核酸 为一条（+）ssRNA链链；衣壳蛋白亚基为一条多肽。病毒寄病毒寄 主范围广，靠植株间主范围广，靠植株间的接触传播，对外界的的接触传播，对外界的 抵抗力强。抵抗力强。南方水稻矮缩病

17、毒南方水稻矮缩病毒病毒粒体有双层衣壳，呈等轴对称的二十面体，直径病毒粒体有双层衣壳，呈等轴对称的二十面体，直径65 70 nm；病毒由白背飞虱增殖性传播，带毒昆虫可；病毒由白背飞虱增殖性传播，带毒昆虫可终生传毒，不能汁液传播。引起寄主植物韧皮部肥大终生传毒，不能汁液传播。引起寄主植物韧皮部肥大（膨大和细胞增生），导致叶脉隆起，有时产生瘤（膨大和细胞增生），导致叶脉隆起，有时产生瘤 类病毒：类病毒：在植物体内能进行自我复制的没有衣壳的低分子量环状单链RNA分子。 通过块茎、种子带毒传染，蚜虫、马铃薯甲虫和其它一些甲虫传染。 病株叶片变小，卷曲呈半闭合的扭曲状。块茎变长，一头尖，呈纺锤状 马铃薯纺锤块茎类病毒马铃薯纺锤块茎类病毒 第四节植物病原线虫l 线虫 低等的无脊椎动物，生活在土壤、淡水中，l 危害植物的称为植物病原线虫或植物寄生线虫，。l 较小，细长或纺锤形，有些雌虫成熟后成柠檬形或梨形。l 结构较简单，虫体有体壁和体