病原物的致病性和寄主的抗病性

1、病原物的致病性和寄主的抗病性第一節(jié)第一節(jié) 病原物的致病性及其變異病原物的致病性及其變異一、病原物的致病性及有關(guān)概念一、病原物的致病性及有關(guān)概念2.2.寄生性寄生性( (parasitism)parasitism)：寄生物從寄主體內(nèi)寄生物從寄主體內(nèi)奪取養(yǎng)分和水分等生活物質(zhì)以維持生存和繁殖的特性奪取養(yǎng)分和水分等生活物質(zhì)以維持生存和繁殖的特性。3. 3. 寄生的類型：寄生的類型： 活體營養(yǎng)型活體營養(yǎng)型(biotrophe)(biotrophe)寄生：自然情況下，寄生：自然情況下，只能從活的寄主組織中獲得營養(yǎng)，一旦寄主只能從活的寄主組織中獲得營養(yǎng)，一旦寄主死亡，病原物也不能生存，這樣的寄生稱為死亡，病

2、原物也不能生存，這樣的寄生稱為活體型營養(yǎng)寄生?；铙w型營養(yǎng)寄生。 （如霜霉菌、白粉菌、銹菌）。常產(chǎn)生吸氣，寄生能（如霜霉菌、白粉菌、銹菌）。常產(chǎn)生吸氣，寄生能力很強，寄主范圍一般較窄。力很強，寄主范圍一般較窄。死體營養(yǎng)型死體營養(yǎng)型(necrotrophe)(necrotrophe)寄生：寄生物先寄生：寄生物先分泌酶或毒素殺死寄主的組織或細(xì)胞，分泌酶或毒素殺死寄主的組織或細(xì)胞，然后從中吸取養(yǎng)分。這種類型的寄生物然后從中吸取養(yǎng)分。這種類型的寄生物腐生能力強，又稱為兼性寄（腐）生物。腐生能力強，又稱為兼性寄（腐）生物。 腐生能力較強，寄主范腐生能力較強，寄主范圍較廣。如立枯絲核菌圍較廣。如立枯絲核菌(

3、Rhizoctonia solani)(Rhizoctonia solani)、胡蘿卜軟腐歐氏菌（、胡蘿卜軟腐歐氏菌（Erwinia carotovora)Erwinia carotovora)等。等。4.4.病原物產(chǎn)生的致病性物質(zhì)：病原物產(chǎn)生的致病性物質(zhì)：細(xì)胞壁降解酶細(xì)胞壁降解酶: : 纖維素酶、果膠酶、木質(zhì)素酶等纖維素酶、果膠酶、木質(zhì)素酶等. . 毒素：病原菌產(chǎn)生的有害毒素：病原菌產(chǎn)生的有害代謝物，為低分子量的化代謝物，為低分子量的化合物合物. . 生長調(diào)節(jié)劑（各種激素）：生長調(diào)節(jié)劑（各種激素）：生長素、細(xì)胞分裂素、赤生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等霉素等. .5.5.變種或?qū)；妥兎N或?qū)；?/p>

4、同一同一種種病原物由于對病原物由于對不同種、屬不同種、屬的寄主致病力不同，而分為的寄主致病力不同，而分為不同的致病變種（不同的致病變種（pathovar,pv.)pathovar,pv.)或?qū)；突驅(qū)；? (forma forma special,f.sp.)special,f.sp.)Puccina graminas Puccina graminas f.sp.f.sp.tritici tritici Puccina graminasPuccina graminas f.sp. f.sp.avenaeavenaePeudomonas syringaePeudomonas syringae

5、pv. pv.tomatotomatoPeudomonas syringaePeudomonas syringae pv. pv.syringaesyringae6.6.生理小種生理小種同種病原物形態(tài)相同，但生理生化，致病力有差同種病原物形態(tài)相同，但生理生化，致病力有差異，主要表現(xiàn)為對寄主不同品種致病力不同，這異，主要表現(xiàn)為對寄主不同品種致病力不同，這樣的生物型或生物型群體稱為生理小種。樣的生物型或生物型群體稱為生理小種。（以（以1 1、2 2、3 3等表示）等表示）生物型：遺傳上一致的個體組成的群體生物型：遺傳上一致的個體組成的群體第二節(jié)第二節(jié) 寄主的抗病性及變異寄主的抗病性及變異 一一 .

6、 .寄主的抗病性及其類型寄主的抗病性及其類型表現(xiàn)型抗性類型表現(xiàn)型抗性類型免疫：寄主對病原物的侵染表現(xiàn)為完全不發(fā)病。免疫：寄主對病原物的侵染表現(xiàn)為完全不發(fā)病?？共。杭闹鲗Σ≡锏那秩颈憩F(xiàn)為發(fā)病較輕。抗?。杭闹鲗Σ≡锏那秩颈憩F(xiàn)為發(fā)病較輕。感病：對病原物的侵染表現(xiàn)為感?。簩Σ≡锏那秩颈憩F(xiàn)為 發(fā)病較重。發(fā)病較重。耐病：寄主受病原物侵染后，發(fā)病表現(xiàn)與感病類似，但耐?。杭闹魇懿≡锴秩竞?，發(fā)病表現(xiàn)與感病類似，但受病害影響較小。受病害影響較小。病株率（）發(fā)病株數(shù)調(diào)查總株數(shù)病株率（）發(fā)病株數(shù)調(diào)查總株數(shù)嚴(yán)重度：嚴(yán)重度：病情分級（一般采用級）病情分級（一般采用級）分級標(biāo)準(zhǔn)分級標(biāo)準(zhǔn)(略略)病情指數(shù)（各級病葉數(shù)病

7、情指數(shù)（各級病葉數(shù)x各級代表值）總和各級代表值）總和x100（調(diào)查總?cè)~數(shù)調(diào)查總?cè)~數(shù)x最高級代表值）最高級代表值） （ x x x 4 x 0+ x） x病情指數(shù)病情指數(shù) x 植物抗病性評價及表示方法植物抗病性評價及表示方法嚴(yán)重度嚴(yán)重度2.2.垂直抗性：一個寄主的品種對某些生理小種有抗性垂直抗性：一個寄主的品種對某些生理小種有抗性，對其它小種沒有抗性。，對其它小種沒有抗性。特點特點: :（1 1）表現(xiàn)為高抗或免疫）表現(xiàn)為高抗或免疫 （2 2）抗性由單基因控制）抗性由單基因控制3.3.水平抗性：一個寄主的品種對病原物所有生理水平抗性：一個寄主的品種對病原物所有生理小種都有一定的抗性。小種都有一定的

8、抗性。特點特點:(1:(1）表現(xiàn)為中等程度抗性）表現(xiàn)為中等程度抗性 （2 2）由許多微效基因綜合起作用）由許多微效基因綜合起作用二、植物的抗病機(jī)制二、植物的抗病機(jī)制1.1.植物本身的固有抗性機(jī)制：植物本身的固有抗性機(jī)制：結(jié)構(gòu)抗性：植物表面的角質(zhì)層、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)等；結(jié)構(gòu)抗性：植物表面的角質(zhì)層、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)等；化學(xué)抗性：植物自身產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)，如酚類化合物、含化學(xué)抗性：植物自身產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)，如酚類化合物、含硫化合物等；硫化合物等；2.2.誘發(fā)的抗病性：誘發(fā)的抗病性：產(chǎn)生植物保衛(wèi)素、病程相關(guān)蛋白等產(chǎn)生植物保衛(wèi)素、病程相關(guān)蛋白等Examples of resistance factors:Stomata

9、 pore中國柑橘中國柑橘 葡萄柚葡萄柚葉片病健組織間形成木栓層離層離層 Abscission layer穿孔、疤痕穿孔、疤痕桃穿孔病產(chǎn)生離層乳突乳突 Papillae Papillae 病原真菌侵入時，在植物細(xì)胞壁和質(zhì)膜病原真菌侵入時，在植物細(xì)胞壁和質(zhì)膜之間，與真菌附著胞和侵入釘相對應(yīng)的位置之間，與真菌附著胞和侵入釘相對應(yīng)的位置上形成的半球形沉積物，即乳頭狀突起。上形成的半球形沉積物，即乳頭狀突起。小麥白粉菌入侵結(jié)構(gòu)、乳突結(jié)構(gòu)Papilla formation and hypersensitive reaction of a potato epidermal cell. A germling

10、 of Phytophthora infestans (blue fluorescent staining) was attempting to penetrate an epidermal cell of a potato leaf. The defence response of the plant cell is reflected by morphological changes: dark brown papilla at the penetration site, brownish coloration and thickened cell wall The formation o

11、f wall appositionThe tipper (tip) half of the leaf at right was inoculated with TMV, and 7 days later both leaves were inoculated with the same virus over their entire surface. The leaf at left developed numerous local lesions throughout, whereas the previously half-inoculated leaf at right develope

12、d almost no additional lesions because of acquired local and systemic resistance. From A. F. Ross (1961), Virology 14, 329-339 and340-358.Induced resistance in Arabidopsis plants sprayed with water (A, C, D), salicylic acid (B) or INA (2,6-dichloroisonicotinic acid) and inoculated with spores of Per

13、onospora parasitica 5 days (A, B) or 4 days (C-F) later. At 6 (A, B) or 10 days (C-F) after inoculation, individual leaves revealed numerous fungal structures in heavily infected H2O-treated leaves and almost no fungal structures in INA-treated leaves. Plants in A-C and E are normal, whereas those i

14、n D and F were transformed with a gene that blocks accumulation of salicylic acid, indicating that INA can induce resistance in the absence of salicylic acid accumulation. c = Conidiophores. WaterSA過敏性壞死反應(yīng)過敏性壞死反應(yīng)(necrotic hypersensitive reaction)：是指植物對非親和性病害病原無侵染表是指植物對非親和性病害病原無侵染表現(xiàn)的高度敏感現(xiàn)象，此時受侵染細(xì)胞及其臨

15、近細(xì)胞現(xiàn)的高度敏感現(xiàn)象，此時受侵染細(xì)胞及其臨近細(xì)胞迅速壞死，病原物受到遏制或被殺死，或被封在枯迅速壞死，病原物受到遏制或被殺死，或被封在枯死組織中。死組織中。 F IGUR E 5 -9 (A) Hypersensitive response (HR) expressed on leaves of a resistant cowpea variety following sap inoculation with a strain of a virus that causes local lesions (in this case, tobacco rings pot virus). The v

16、irus remains 10-calized in the lesions. (B) Tobacco leaf showing typical hypersensitive responses (dark areas) 24 hours after injection with six preparations of soft-rotting bacteria. Three bacterial strains (1, 3, and 6) induced the hypersensitive response, but the others did not. From Bauer et al. (1995), Mol. Plant-Microbe Interact. 8,484-491.第三節(jié)第三節(jié) 寄主與病原物的相互作用寄主與病原物的相互作用 基因?qū)驅(qū)W說（基因?qū)驅(qū)W說（gene for gene theorygene for gene theory） 植物對某種病原物的特異抗性取決于它是否具有相應(yīng)植物對某種病原物的特異抗性取決于它是否具有相應(yīng)抗性基因抗性基因, ,而同時病原物的專一致病性取決于病原物是