植物病害的病原菌原核生物

植物病害的病原菌原核生物第1页，共92页，2023年，2月20日，星期五ThomasJonathanBurrill被称为植物病原细菌学之父，他在1877首次描述了梨火疫病的症状，并推测是由细菌引起的。梨火疫病第2页，共92页，2023年，2月20日，星期五ErwinF.Smith欧文证实了梨火疫病是Erwiniaamylovora

引起的第3页，共92页，2023年，2月20日，星期五一、原核生物概述原核生物概念是指无真正的细胞核，遗传物质分散在细胞质中，无核膜包被，仅形成一个圆形或椭圆形的核区的低等生物，包括细菌、放线菌、蓝细菌和无细胞壁的菌原体等。第4页，共92页，2023年，2月20日，星期五（一）细菌的形态和结构细菌的形态有球状、杆状和螺旋状，各种细菌大小差别很大，而且形态及大小会受到环境条件的影响。有些细菌的细胞壁外包有一层胶状的粘液层，通常称为荚膜，便于忍受暂时的干燥。某些细菌的细胞内可以形成休眠的芽孢，以渡过不良环境。核糖体为70S型，没有内质网、线粒体等细胞器。第5页，共92页，2023年，2月20日，星期五细菌的形态示意图第6页，共92页，2023年，2月20日，星期五植物病原细菌的形态和结构特点植物病原细菌多为杆状，少数球状，一般大小为1~3μm×0.5~0.8μm。大多数的植物病原细菌有鞭毛，能在水中游动；无芽孢，细胞壁外有黏质层（多糖），但很少有荚膜（厚而固定的黏质层）。芽孢：非繁殖器官，抗逆性强。鞭毛：运动器官，有分类意义。纤毛（菌毛）：不是运动器官，但数量多时可聚集成菌膜，起黏附寄主的作用。第7页，共92页，2023年，2月20日，星期五第8页，共92页，2023年，2月20日，星期五植物病原细菌（杆状）第9页，共92页，2023年，2月20日，星期五细菌边毛的着生方式1.单极毛2、3.极毛4.周毛第10页，共92页，2023年，2月20日，星期五第11页，共92页，2023年，2月20日，星期五（二）原核生物的繁殖、遗传和变异1、繁殖：主要是裂殖，即细菌的细胞生长到一定限度时，在菌体中部产生隔膜，随后分裂成2个基本相同的新个体。细菌的繁殖速度很快，适宜条件下，每小时可分裂1次至数次，一个细菌一昼夜繁殖数10亿个，这是细菌性病害发生迅速而严重的原因。植物病原细菌都能在人工培养基上生长繁殖，培养基上的酸碱度以中性或微碱为宜。细菌种类不同，在固体培养基上的菌落形状和颜色也不同，常有圆形、不规则形，白色、黄色或灰色第12页，共92页，2023年，2月20日，星期五细菌培养的适宜温度为26-30℃，在50℃下处理10min后多数会死亡。病原细菌大多都是好气性的。细菌个体很小，通常要经过染色才能在光学显微镜下观察到。不同的细菌对染料的反应不同，最重要的染色方法是革兰氏染色反应。细菌用结晶紫染色和碘液处理后，再用酒精或丙酮冲洗，不褪色的是革兰氏染色阳性反应，褪色的为阴性反应。第13页，共92页，2023年，2月20日，星期五2、遗传和变异原核生物的遗传物质包括两部分：１、染色体DNA，主要在核区２、质粒，染色体之外的双链环状DNA。是独立于核质之外呈环状结构的遗传因子。编码控制细菌的致病性、抗药性、育性等性状。质粒能自我复制遗传给后代，也能自然丢失。还可以通过结合或转化转移到其他细菌中去。几个质粒可共存于一个菌体中第14页，共92页，2023年，2月20日，星期五变异是由于环境或遗传物质结构改变造成的。例如形态和毒力上的变异等。遗传性变异有２种不同性质的变异：第一种是细胞的突变。（如质粒的丢失）第二种是两个性状不同的细菌的结合可能有三种不同的形式：

（１）两个有亲和力的菌体的自然结合（２）菌体破裂后遗传物质进入另一有亲和力的同种或近似种的菌体内（３）噬菌体的DNA将一种细菌的遗传物质携带到另一种细菌内第15页，共92页，2023年，2月20日，星期五（三）原核生物的主要类群绝大多数的原核生物是腐生的或自养性的，它们广泛分布在自然界的各种场所。能够侵染植物引起发病的原核生物称为植物病原原核生物，主要有真细菌和菌原体两大类群，分属于薄壁菌门、厚壁菌门和软壁菌门。薄壁菌门和厚壁菌门的细菌有细胞壁，软壁菌门的细菌没有细胞壁，其成员也称菌原体，三者统称为真细菌。第16页，共92页，2023年，2月20日，星期五分类

根据《伯杰细菌分类手册》和近年来《国际系统细菌学杂志》(InternationalJournalofSystematicBateriology,IJSB)报道的新属新种资料，原核生物界通常分为4个门，7个纲，35个组群。

薄壁菌门（PhylumGracilicutes）厚壁菌门（PhylumFirmicutes）软壁菌门（PhylumTenericutes）疵壁菌门（PhylumMendosicutes）第17页，共92页，2023年，2月20日，星期五薄壁菌门：有壁较薄，7-8nm。革兰氏染色反应阴性，包括大多数植物病原细菌。厚壁菌门：有壁较厚,10-50nm。革兰氏染色反应阳性，包括棒形杆菌属、芽孢菌属和链霉菌属。软壁菌门：菌体无壁，也称无壁菌门，只有原生质膜，约8-11nm。无肽聚糖，包括菌原体、螺原体。疵壁菌门：是没有进化的原细菌或古细菌。包括产甲烷细菌和高盐细菌。第18页，共92页，2023年，2月20日，星期五命名

植物病原细菌学名采用双名法，以拉丁文表示。细菌的学名由国际细菌命名法规所规定，法规的最新版本发表了《核准的细菌名录》（ApprovedlistsofBacterialNames）,名录包括经过国际系统细菌学委员会核准生效的所有细菌的科学名称，从1980年1月1日起始用。

第19页，共92页，2023年，2月20日，星期五二、植物病原原核生物的侵染与传播（一）植物病原原核生物的寄生性与致病性1、寄生性：是病菌与寄主建立了寄生关系，能在寄主体内存活与繁殖的特性。多数为非专性寄生，寄生性的强弱有所不同。强寄生菌：侵染绿色部分，自然孔口入侵弱寄生菌：侵染贮藏器官或抵抗力较弱的部位。

2、致病性：病菌在寄主体内寄生过程中对寄主造成破坏引起病变的特性。第20页，共92页，2023年，2月20日，星期五

寄主范围不同较窄： 水稻白叶枯，仅危害水稻；棉角斑黄单胞菌只为害棉属植物。较宽： 甘蓝黑腐病黄单胞菌可以为害许多十字花科植物；癌肿土壤杆菌，可以为害643种植物。

第21页，共92页，2023年，2月20日，星期五

植物病原细菌不象真菌那样直接穿过角质层或从表皮侵入。

1、自然孔口（气孔、水孔、皮孔、蜜腺） 气孔：如棉花角斑病。 水孔：如水稻白叶枯病和甘蓝黑腐病皮孔：柑桔溃疡病和桑疫病的病原菌，还可以从气孔侵入。 蜜腺：梨火疫病。

（二）侵染途径第22页，共92页，2023年，2月20日，星期五 2、伤口(wounds)

自然伤口：风雨、雹、冻害、昆虫等造成。 人为伤口：耕作、施肥、嫁接、移栽、疏芽、疏果、打顶、收获、运输等造成。 从自然孔口侵入的细菌一般都能从伤口侵入，反之不一定。蔬菜软腐病和只能从伤口侵入，很少从自然孔口侵入。

3、叶毛(leafhairs)

梨火疫病菌可经由未受伤的叶毛侵入。第23页，共92页，2023年，2月20日，星期五（三）侵染来源1.种子、种苗及其他无性繁殖材料2.病株残体3.带菌的土壤和肥料4.田间野生寄主和其他作物、杂草5.昆虫6.田间发病植株第24页，共92页，2023年，2月20日，星期五（四）侵入后的蔓延无论是从自然孔口或伤口侵入，多数细菌都是先在寄主组织的细胞间繁殖，在组织中的进一步蔓延，则因病害的性质不同，分别引起下列病害：斑点病和腐烂病（局部蔓延）萎蔫（维管束组织中扩展）瘤肿或其他畸形病害（病菌分泌激素类物质）菌原体直接进入寄主细胞内繁殖，然后通过胞间连丝而进入附近细胞，进入筛管组织后在组织内扩散。第25页，共92页，2023年，2月20日，星期五传播途径1、从病株传至健株上：这可由风、雨、昆虫、线虫等其它动物，人类及其农事活动。在该过程中，细菌必须从受侵染的植株上游离出来，沉积在健株的适宜部位引起侵染。2、受侵染的材料从流行区传至无病区：是通过种子和无性材料等。这种传播方式与农事操作有关。

（三）传播——病原物的转移第26页，共92页，2023年，2月20日，星期五雨水飞溅：雨水可以冲刷、分散粘液状细菌，使细菌便于流动，同时使植物充水，使植物体内外形成一个连续的水膜，为细菌通过自然孔口、伤口及侵入后的扩展提供了条件。雨水是植物病原细菌最主要的传播途径。风：细菌不产生孢子，不能直接由风传播，但风可以吹走小水滴，可以在植株体表造成伤口，大风可以带走土粒、植物残体等。农事操作：整枝、打顶、切刀（马铃薯环腐）。昆虫介体：

第27页，共92页，2023年，2月20日，星期五三、植物细菌病害的诊断１、根据症状初步诊断（５种病状都有）２、显微检查（喷菌现象）及菌体形态３、分离培养和接种实验进一步确诊４、根据核糖体rRNA序列进行比较，进行分类和鉴定。

只有有了准确的诊断结果，才能制定合理的防治措施。第28页，共92页，2023年，2月20日，星期五（一）症状识别1、菌原体病害的症状特点：病株矮化或矮缩，叶小而黄化。因此丛生、矮缩、小叶与黄化相结合是诊断病原体病害症状时必须掌握的关键。2、细菌病害的症状特点：表现的症状类型主要有坏死、萎蔫、腐烂和畸形等及少数褪色或变色（柑橘黄龙病）；病症：高湿度下发病部位有菌脓(ooze)溢出。第29页，共92页，2023年，2月20日，星期五菌脓第30页，共92页，2023年，2月20日，星期五坏死以叶部、果实上出现的斑点、枯斑为最多１、在病斑初显时，多为水渍状浸润斑或油浸状，病斑逐渐扩展，坏死面积扩大变成为条斑或枯死斑。如水稻条斑病、水稻白叶枯病。２、病斑受到木栓化组织限制并产生离层使病斑脱落而成穿孔状，如桃叶穿孔病。３、如果木栓化组织不脱落，就会形成溃疡状，如柑桔溃疡病。

潮湿时病斑上泌出淡黄色或灰白色的菌脓，干涸后成为颗粒或菌膜第31页，共92页，2023年，2月20日，星期五水稻白叶枯病症状桃细菌性穿孔病症状第32页，共92页，2023年，2月20日，星期五柑橘溃疡病症状第33页，共92页，2023年，2月20日，星期五萎蔫

萎蔫症状是细菌侵害维管束系统以后所造成的，它与真菌性病害造成的萎蔫症状相似，茄青枯病、马铃薯环腐病是常见的代表类型。

可通过茎横切面可否出现菌脓与真菌性萎蔫病进行区分。第34页，共92页，2023年，2月20日，星期五茄青枯病马铃薯环腐病症状第35页，共92页，2023年，2月20日，星期五花生青枯病第36页，共92页，2023年，2月20日，星期五腐烂

腐烂是细菌病害较为特有的一种类型，瓜果等贮藏器官的软腐型腐烂大多由软腐细菌侵害所致，

虽然瓜果腐霉真菌也能导致腐烂症状，但常见有菌丝伴随而易于区分，此外细菌所致腐烂多伴有臭味。第37页，共92页，2023年，2月20日，星期五白菜软腐病症状辣椒软腐病症状第38页，共92页，2023年，2月20日，星期五畸形

畸形大多发生在木本植物的根冠或茎基部、枝条上，少数在叶柄或叶脉上出现，主要是由土壤杆菌侵害所致，如桃发根病，苹果、葡萄的根癌病等。茶树根癌病症状第39页，共92页，2023年，2月20日，星期五根癌冠瘿第40页，共92页，2023年，2月20日，星期五(二)显微镜检查由螺原体或菌原体侵染所致病害，必须用电子显微镜才能看清楚。由细菌侵染所致病害的病部，无论是维管束系统受害的，还是薄壁组织受害的，都可以在徒手切片中看到有大量细菌从病部喷出，这种现象称为喷菌现象(bacteriaexudation，BE)。

喷菌现象为细菌病害所特有，是区分细菌病害或真菌、病毒病害的最简便的手段之。维管束病害的喷菌量多，可持续几分钟到十多分钟。薄壁组织病害的喷菌状态持续时间较短，喷菌数量亦较少。第41页，共92页，2023年，2月20日，星期五喷菌现象照片第42页，共92页，2023年，2月20日，星期五(三)分离培养与侵染性试验

按柯赫氏法则进行对于菌原体病害，可采用菟丝子介体接种作桥梁接种传染到长春花上作鉴定的办法，证明其有无侵染性，从而完成柯赫氏法则的诊断程序。第43页，共92页，2023年，2月20日，星期五柯赫氏法则（证病律）是诊断和鉴定新病害的方法，也是鉴定病原菌的主要手段。具体步骤如下：１.在病植物上常伴随有一种病原生物的存在２.该生物可在离体或人工培养基上分离并得到纯培养３.所得到的纯培养物能接种到该种植物的健康植株上并表现出与第一次发病时相同的症状４.从接种发病的植物上再分离到这种病原生物的纯培养，其性状与第一次的纯培养相同．局限性：对复合侵染、专性寄生菌不适合。第44页，共92页，2023年，2月20日，星期五细菌的菌落第45页，共92页，2023年，2月20日，星期五（四）染色反应格兰氏染色反应：鉴定出格兰氏阳性菌和阴性菌。细菌的鞭毛染色：鉴定出鞭毛的数目和周生鞭毛或极生鞭毛。第46页，共92页，2023年，2月20日，星期五格兰氏染色反应植物病原细菌格兰氏染色反应大多是阴性（红色G-），少数是阳性（紫色G+），这与细菌细胞壁的结构和成分有关（先用结晶紫和碘液处理细胞壁，再用酒精或丙酮脱色，再用番红复染）。青霉素对革兰氏染色阳性的细菌作用较大，但对阴性细菌作用则较小。而链霉素对阳性和阴性细菌都有杀灭作用，因为植物病原细菌大多属阴性细菌，因此农用链霉素在防治植物细菌病害方面广泛应用。第47页，共92页，2023年，2月20日，星期五第48页，共92页，2023年，2月20日，星期五（五）血清学反应如ELISA、试管沉淀等。第49页，共92页，2023年，2月20日，星期五目前植物病原细菌的主要类群有20余属。分别是有细胞壁的革兰氏阴性细菌、有细胞壁的革兰氏阳性细菌和无细胞壁细菌。侵染植物引起病害的细菌种类很多，以薄壁菌门的病原菌最多，引起一些重要病害。四、植物病原原核生物重要属

第50页，共92页，2023年，2月20日，星期五第51页，共92页，2023年，2月20日，星期五（一）薄壁菌门植物病原细菌主要属1、土壤杆菌属（Agrobacterium）：菌体杆状，0.6-1.0×1.5-3.0m,单生或成对，鞭毛周生1-4根；土壤习居菌，好气性；G-,无芽孢；菌落圆形，光滑、质地粘稠、不产色素；共有四个种:

根癌土壤杆菌(A.tumefaciens)

发根土壤杆菌

(A.rhizogens)

悬钩子土壤杆菌

(A.rubi)

放射土壤杆菌

(A.radiobacter):第52页，共92页，2023年，2月20日，星期五

其中根癌土壤杆菌是模式种，寄主广泛，可侵害90多科300余种双子叶植物，尤以蔷薇科为主，引起桃、苹果、葡萄、月季的根癌病。癌肿是由病菌产生的激素引起的。

而发根土壤杆菌、悬钩子土壤杆菌和放射土壤杆菌都是非致病菌。第53页，共92页，2023年，2月20日，星期五

根癌土壤杆菌的致病因子是细菌细胞中的大质粒，称为Ti质粒（Tumerinducingplasmid）,引起发根症状的质粒称为Ri质粒（Rootinducingplasmid）。

第54页，共92页，2023年，2月20日，星期五2、假单胞菌属（Pseudomonas）：占植物病原细菌的一半。菌体短杆状或略弯，单生，0.5-1×1.5-5.0m,单生，鞭毛极生1-4根或更多；广泛分布于江湖河水、土壤；G-,无芽孢；严格好气性；菌落圆形，有荧光反应；第55页，共92页，2023年，2月20日，星期五AgrobacteriumErwiniaPseudomonas第56页，共92页，2023年，2月20日，星期五Pseudomonassyringaepv.phaseolicolaBean:Haloblight丁香假单胞菌菜豆致病变种晕斑病第57页，共92页，2023年，2月20日，星期五Cucumber

:AngularleafspotPseudomonassyringaepv.lachrymans丁香假单胞菌流泪致病变种第58页，共92页，2023年，2月20日，星期五3、布克氏菌属（Berkholderia）：是从假单胞菌属独立出来的。模式种是引起洋葱腐烂病的洋葱布克氏菌（B.cepacia）。该属中也包括对人、牲畜及植物的致病菌。茄科植物的青枯病是众所周知的茄青枯布克氏菌(B.solanacearum)引起的。

第59页，共92页，2023年，2月20日，星期五Onion:rot第60页，共92页，2023年，2月20日，星期五4、欧文氏菌属（Erwinia）：菌体短杆状，0.6-1.0×1.5-3.0m,多双生或短链状，鞭毛周生多根；兼性好气性；G-,无芽孢；菌落圆形，隆起灰白色；

该属大多数种是植物病原菌，引起植物坏死、溃疡、萎蔫、流胶、叶斑及软腐症状。

第61页，共92页，2023年，2月20日，星期五常见种：菊欧文菌（E.chrysanthemi）：引起多种亚热带植物和观赏植物软腐病。胡萝卜欧文菌（E.carotovara）:俗称大白菜软腐病菌，寄生范围很广，包括十字花科、禾本科、茄科等20多科的数百种果蔬和大田作物。玉米细菌性枯萎病（E.stewartii）和梨火疫病（E.amylovara）是我国的对外检疫对象。

第62页，共92页，2023年，2月20日，星期五第63页，共92页，2023年，2月20日，星期五Stewart'swilt,corn,(Erwiniastewartii)第64页，共92页，2023年，2月20日，星期五梨火疫病第65页，共92页，2023年，2月20日，星期五5、黄单胞菌属（Xanthomonas）：菌体直杆状，0.4-0.7×0.7-1.8m,单极生鞭毛；绝对好氧；G-；菌落一般为黄色、光滑或粘稠；产生黄单孢菌色素（Xanthomonadins）；绝大多数成员为植物病原细菌。Vanterin(1995)归属20个种，120个致病变种。

第66页，共92页，2023年，2月20日，星期五

野油菜黄单胞菌（X.campestris）：模式种，俗称甘蓝黑腐病菌。

野油菜黄单胞菌禾草致病变种（X.c.Pv.graminis）:引起禾谷类黑颖病。

野油菜黄单胞菌柑桔致病变种（X.c.pv.citri）：引起柑桔溃疡病。稻黄单胞菌（X.oryzaepv.oryzae）:

侵染水稻引起水稻白叶枯病。

第67页，共92页，2023年，2月20日，星期五Blackrotofcabbage(Xanthomonascampestrispv.campestris)第68页，共92页，2023年，2月20日，星期五水稻白叶枯病症状柑橘溃疡病症状第69页，共92页，2023年，2月20日，星期五6、木质部小菌属（Xyllela）：菌体短杆状，0.2-0.5×1.0-4.0m,单生，无鞭毛；兼性好气性；G-,无芽孢；营养要求苛刻，琼脂上不能生长，需要血清蛋白或焦磷酸铁等（需要可溶性铁），喜欢在木质部中活动故称为木质部难养菌（Xylemfastidiousbacteria,XFB）。

第70页，共92页，2023年，2月20日，星期五已知仅一种：木质部难养菌(X.fastidiosa):引起葡萄的皮尔氏病（piece’sdisease）、苜蓿矮缩病等17种病害。

第71页，共92页，2023年，2月20日，星期五第72页，共92页，2023年，2月20日，星期五7、根杆菌属（Rhizobacter）：菌体短杆状，略弯，0.9-1.3×2.1-2.5m,团生，极生鞭毛；好气性；G-,无芽孢；菌落白色或黄色。仅有一个种，胡萝卜根癌杆菌（R.daucus）引起胡萝卜根部癌肿。

第73页，共92页，2023年，2月20日，星期五8、韧皮部杆菌属（Liberobacter）：电镜下观察菌体梭形或短杆状，G-。不能人工培养，存在于韧皮部，称为韧皮部难养菌（Phloemfastidiousbacteria,PFB）或韧皮部局限菌(phloem-limitedbacterium)。过去称为类细菌。包括两个种：L.asaticum

引起柑桔黄龙病(CitrusHuanglongbing(HLB))。引起黄梢和青果。

L.africanum

引起青果病(citrusgreening)。第74页，共92页，2023年，2月20日，星期五第75页，共92页，2023年，2月20日，星期五（二）厚壁菌门植物病原细菌的主要属1、棒形杆菌属（Clavibacter）：菌体多形态,棒状，不规则棒杆状，常弯曲成L型或V型；0.4-0,75×0.8-2.5m,无鞭毛；好气性；G+,无芽孢；菌落不透明，灰白色；包含5个种和7个亚种，都是植物病原菌，引起系统性病害，表现萎蔫、蜜穗、花叶等症状。

第76页，共92页，2023年，2月20日，星期五模式种是密执安棒形杆菌（C.michigenensis）,马铃薯环腐菌亚种(C.m.subsp.sepedonicum引起马铃薯环腐病。小麦密穗棒杆菌（C.m.subsp.tritici）引起小麦密穗病。第77页，共92页，2023年，2月20日，星期五第78页，共92页，2023年，2月20日，星期五

在复合培养基上有明显的杆状——球形生长循环。细胞或角状或V形排列，没有真正的菌丝。杆状细胞不运动或偶有运动，绝对好氧，G+。

仅一种病原菌——美国冬青节杆菌(A.ilices)，引起冬青细菌疫病。

2、节杆菌属（Arthrobacter）第79页，共92页，2023年，2月20日，星期五第80页，共92页，2023年，2月20日，星期五菌体不规则杆状，短小，0.4-0.6×0.6-3.0m,随着菌龄变老，菌体变为球状，侧生鞭毛；好气性；G+,老龄细胞常呈G-,无芽孢；菌落圆形，隆起、奶油状，多为桔黄色；植物病原菌仅一种，菜豆萎蔫短杆菌（C.flaccumfacienspv.flaccumciens）,引起菜豆幼苗矮化，成株萎蔫。

3、短杆菌属（Curobacterium）第81页，共92页，2023年，2月20日，星期五菌体多为球形，但可以牙殖而变成短杆状或分枝丝状；好气性；G+,无鞭毛；菌落淡黄色或桔红色，奶酪状，圆形不透明。仅一种。香豌豆带化红球菌（R.fascians），侵害幼芽、幼茎，使呈丛生状，茎叶扭曲，叶柄和叶部常形成瘿瘤。

4、红球菌属（Rhodococcus）第82页，共92页，2023年，2月20日，星期五菌体直杆状，0.5-2.5×1.2-10m,鞭毛周生多根；活动行强，老龄菌体产生芽胞，好气或兼性厌气；G+,菌落扁平，