第三章 植物病原原核生物

1. 第三章 植物病原原核生物

2. Thomas Jonathan Burrill 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

3. Erwin F. Smith • 欧文证实了梨火疫病是Erwinia amylovora引起的

4. 第一节 原核生物的概述 • 原核生物(Procaryotes)是指含有原核结构的单细胞生物。 • 一般是由细胞膜和细胞壁或只有细胞膜包围的单细胞微生物。它的遗传物质(DNA)分散在细胞质中，没有核膜包围，没有明显的细胞核。细胞质中含有小分子的核糖体(70s)，但没有内质网、线粒体等细胞器。 • 原核生物界的成员很多，包括细菌、放线菌以及无细胞壁的菌原体等。

5. 一、形态和结构 • 细菌的形态有球状、杆状和螺旋状，植物病原细菌多为杆状，少数球状． • 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。 • 核糖体为７０Ｓ型，真核生物是８０Ｓ型的．

6. 细菌的形态示意图

7. 植物病原细菌的形态和结构特点 大多数的植物病原细菌有鞭毛，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）。 • 关于芽孢：非繁殖器官，抗逆性强 • 关于鞭毛：运动器官，有分类意义． • 关于纤毛（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．

10. 细菌细胞膜的结构 细菌细胞膜结构示意图

11. 二、细菌的营养、生长繁殖及菌种保存 • 植物病原细菌属于化能有机异养型，可以寄生和人工培养。常用培养基 LB（0.5%酵母抽提物+1%蛋白胨+1%氯化钠） NA（牛肉膏蛋白胨） • 细菌的代谢过程有酶的参与，果胶酶；通过无氧发酵或有氧呼吸来产生能量，常见的EMP途径和三羧酸循环。 • 细菌的代谢产物很多，对它的鉴定很有帮助。

12. 细菌人工培养时应注意培养基中各个物质的配比以及合适的温度和酸度。（25-28℃，pH7.0-7.2；多为好气型）。细菌人工培养时应注意培养基中各个物质的配比以及合适的温度和酸度。（25-28℃，pH7.0-7.2；多为好气型）。 • 细菌的繁殖速度很快，为裂殖方式。 • 菌种的保存方法： 1.转管保藏法：简便易行但保藏期短 2.液体石蜡油保藏法：简便易行，保藏期长 3.无菌水保藏法：简便易行，但适应范围有限 4.真空冷冻干燥保藏法：程序较复杂但效果最好。

13. 从左至右： 转管保藏法、甘油保藏法、真空冷冻干燥保藏法

14. 三、原核生物的遗传和变异 • 原核生物的遗传物质包括两部分： • １.染色体DNA，主要在核区内 • 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

15. 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。具体可分为表现型变异和遗传性变异。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。具体可分为表现型变异和遗传性变异。 • 其中遗传性变异有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　 变异机理见159页。　　　　

16. 第二节　植物病原原核生物的侵染与传播

17. 一、植物病原原核生物的寄生性与致病性 • 植物病原细菌大都是非专性寄生的，可以人工培养（难养菌除外）；但寄生专化性有差别（寄主范围、同种内病原菌对不同品种的致病性分化）。 • 一般认为，寄生性强弱与致病性强弱没有相关性。 • 寄生性强的可以侵染植物的绿色部分，寄生性弱的则侵染贮藏器官或抵抗力弱的部位。 • 关于自然寄主与实验寄主： • 习惯上把自然条件能侵染的寄主称为自然寄主，接种后显示症状的寄主种类称为实验寄主。

18. 植物病原菌都有一定的寄主范围。正确判断植物病原原核生物的寄主范围，对病害的防治和病原菌的鉴定都是很重要的。植物病原菌都有一定的寄主范围。正确判断植物病原原核生物的寄主范围，对病害的防治和病原菌的鉴定都是很重要的。 • 分析寄主范围时要区别是自然发病的和人工接种发病的寄主范围。通常后者的比前者要宽得多。注意做人工接种时有时出现的过敏性反应。

19. 二、侵染途径 • （一）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

20. （二）侵入途径 • 植物病原细菌只能从自然孔口（气孔、水孔、皮孔、蜜腺…）和伤口（各种伤口）侵入。 • 少数细菌可以从没有角质化的表层侵入，如花粉囊和花柱。 • 植原体必须由介体昆虫携带或通过嫁接才能侵染 • 从自然孔口侵入的细菌一般都能从伤口侵入，能从伤口侵入的细菌就不一定能从自然孔口侵入。 • 侵入途径与病菌的寄生性强弱、与所引起的病状、与病原菌的分类地位有关。

21. （三）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，则因病害的性质而不同，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

22. （四）传播途径 • 雨水 • 灌溉 • 农事操作及农具 • 迁飞昆虫和小动物 • 人类活动

23. 第三节 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。

24. （一）症状识别 1．菌原体病害的症状特点 病株矮化或矮缩，枝叶丛生，叶小而黄化。因此丛生、矮缩、小叶与黄化相结合是诊断菌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。

25. 菌脓

27. 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

28. 桃细菌性穿孔病症状 水稻白叶枯病症状

29. 柑橘溃疡病症状

30. 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。

31. 茄青枯病 马铃薯环腐病症状

32. 花生青枯病

33. 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。

34. 白菜软腐病症状 辣椒软腐病症状

35. 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

36. 根癌 冠瘿

37. (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(bacteria exudation，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。

38. 喷菌现象照片

39. (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。

40. 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。

41. 细菌的菌落

42. （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。

43. 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。

45. （五）生理生化反应 • 如过氧化氢酶反应 • 乳糖发酵 • 液化明胶等

46. （六）血清学反应 • 如ELISA、试管沉淀等。

47. 第四节植物病原原核生物的 主要类群

48. 一、植物病原细菌的分类和命名 • 分类学：分类、命名、鉴定 • 分类等级：域-界-门-纲-目-科-属-种-亚种（生物型或生理型、致病型、血清型遗传型等） • 分类方法： • 传统方法 • 数值分类法 • 核酸分子生物学分类法 • 化学分类法 • 多项分类法

49. 二、分类系统 • 目前有３个比较全面的系统： • １.前苏联克拉西里尼科夫的《细菌和放线菌的鉴定》 • ２.法国普雷沃《细菌分类学》 • ３.美国《伯杰细菌鉴定手册》，后更名为《伯杰细菌分类手册》。第二版共分５卷，其中植物病原细菌主要分布在第2、3、4卷中。在第一版中，把细菌分为４个门，即：

50. 薄壁菌门：有壁较薄，１０～１３nm。革兰氏染色反应阴性，包括大多数植物病原细菌。薄壁菌门：有壁较薄，１０～１３nm。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。 • 　无壁菌门：菌体无壁,只有原生质膜，约７～８nm。无肽聚糖包括菌原体、螺原体。 • 　疵壁菌门：属没有进化的原细菌或古细菌。包括产甲烷细菌和高盐细菌。