1、植物病原原核生物一 概念 二 一般生物学性状及主要类群 三 重要的植物病原原核生物 四 植物原核生物病害诊断要点,植物病原原核生物,一 原核生物的一般概念原核生物(Procaryote)，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； 没有核膜，没有明显的细胞核； 细胞质中含有小分子的核蛋白质(70s)，无内质网、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;通常以细菌作为原核生物中有细胞壁类群的代表，以菌原体或螺原体作为无细胞壁但有细胞膜类型的典型。,绝大多数的原核生物是腐生的或自养性的。广泛分布在自然界各种场所，从高
2、山到海洋，从赤道到两极，从植物到动物体内外，都可发现有细菌存在。,2.1 形态与大小细菌的形态球状、杆状和螺旋状。,coccus, bacilli or rods, and spiral.,个体大小差别很大。球状细菌的直径为0.5-1.3m；杆状细菌的大小为0.5-0.8m1-5m；螺旋状细菌较大，有的可达13-14m1.5m。细菌大都单生，也有双生、串生和聚生。,植物病原细菌大多是杆菌，少数为球状，大小为0.5-0.8m1-3m。植物菌原体的形态为圆球状至椭圆形，大小为80-100nm，无细胞壁，有质膜包围。螺原体形态为螺旋状，繁殖时可分枝。,绝大多数的植物病原细菌都有鞭毛，着生在菌体一端或
3、两端的称作极鞭； 着生在菌体侧面或四周的称作周鞭。,2.2 结构细胞壁由肽聚糖、拟脂类和蛋白质组成，细胞壁外有厚薄不等的多糖为主的粘质层，较厚粘质层称为荚膜。 细胞壁内是半渗透性的细胞膜。 能运动的细菌有细长的鞭毛。 细菌的核物质集中在细胞质的中央，形成核质区，没有核膜，即原核细胞。,有些细菌中，还有独立于核质之外呈环状结构的遗传因子，称为质粒(plasmid)，它编码控制细菌的抗药性、育性、致病性等形状。 细胞质中有异染粒、中心体、气泡、液泡和核糖体等。 芽孢杆菌：芽孢，抵抗力强。,2.3 革兰氏染色植物病原细菌大多是阴性，少数是阳性。,革兰氏染色是细菌很重要的性状（1884 Gram）草酸
4、铵结晶紫、碘液、乙醇脱色、沙黄复染仍保留兰黑色(紫色)，称阳性细菌，呈粉红的为阴性细菌。 细菌分为两大类，即革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。,革兰氏阴性和阳性产生的原因： 两者胞壁成分不同，结晶紫与碘结合成复合物，在革兰氏阴性菌中，由于胞壁中脂类含量高，被乙醇溶去后，增加了胞壁的透性，使复合物容易洗脱，从而成为阴性。而阳性菌的胞壁中脂类含量低，肽聚糖高，当乙醇处理后发生脱水，肽聚糖中小孔缩小和关闭，结晶紫和碘的复合液不能析出造成固紫成为革兰氏阳性。 青霉素对阳性菌作用较大，链霉素对阳阴性菌均有作用。,2.4 细菌的生理特性：氧：绝大部分好气，有的嫌气性，如：欧氏杆菌。 营养：从简单到复杂，差异较大
5、。 温度：适温2630。少数在高温或低温下生长较好，如茄青枯菌的生长适温为35，马铃薯环腐病菌的生长适温为2023。 pH值：偏碱性较好，植物病原细菌对酸性较能忍耐。 致死温度：一般在4853之间；有些耐高温的细菌，最高不超过70；杀死细菌的芽孢，一般要用120左右的高压蒸汽处理1020分钟。,2.5 细菌的繁殖原核生物都是以裂殖的方式繁殖。,Binary fission,2.6 细菌的菌落：单个微小的细菌肉眼看不到，在固体培养基上生长、繁殖，产生的大量细胞便以此细胞为中心而聚集在一起，形成一个肉眼可见、具有一定形态结构的子细胞群，即为菌落colony,湿润、粘稠、易挑起、质地均匀等。,2.7
6、 原核生物的遗传质核和质粒共同构成了原核生物的遗传信息库-基因组。,2.8 原核生物的变异1 突变：自然突变率很低，通常为十万分之一。 2 两种不同的细菌的结合: 一个细菌的遗传物质进入另一个细菌体内，使DNA发生部分改变，有三种不同的形式：结合作用 、转化 、转导 。,2.9 原核生物的主要类群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。原核生物界通常分为4个门（高级分类阶元），7个纲，35个组群：薄壁菌门，厚壁菌门，无壁菌门，疵壁菌门。薄壁菌门和厚壁菌门的细菌有细胞壁，无壁菌门的成员也称菌原体，三者统称为真细菌。,薄壁菌门(Phylum Gracilicutes) 细胞壁厚度为7-
7、8nm，含肽聚糖8-10%，革兰氏阴性，菌体球形、卵圆形、短杆形、丝状或螺旋形。裂殖，少数芽殖。大多有鞭毛，少数可滑行或不运动。厚壁菌门(Phylum Firmicutes) 细胞壁厚度10-50nm，含肽聚糖约50%80%，革兰氏阳性，菌体有球状、杆状、丝状或分枝丝状等，裂殖，少数可产生内生孢子（芽孢）或外生孢子（分生孢子） 。,无壁菌门(Phylum Tenericutes) 又称柔壁菌门，无细胞壁，原生质膜8-11nm，不含肽聚糖，菌体以球形或椭圆形为主，但形状多变，哑铃状或分枝状的均有。芽殖、断裂或裂殖。无鞭毛，对营养要求苛刻，对四环素类敏感。疵壁菌门(Phylum Mendosicu
8、tes) 为原细菌或古细菌，细胞壁中不含肽聚糖，有的可生活在高盐分（12以上）和高温（5585）的环境中，或高度还原的条件下（如产甲烷菌）。,2.10 命名 植物病原细菌学名采用双名法，以拉丁文表示。 属名+种名（属名第一个字母大写，种名第一个字母小写，并用斜体） 如：Agrobacterium tumefaciens（根癌土壤杆菌） 细菌学名由国际细菌命名法规所规定，最新版本核准的细菌名录（Approved lists of Bacterial Names）,从1980年1月1日起始用。,3.1 薄壁菌门 3.1.1 土壤杆菌属(Agrobacterium)：周生鞭毛，革兰氏阴性,三 重要的
9、植物病原原核生物,根癌土壤杆菌(A. tumefaciens)，又称冠瘿农杆菌，寄主范围极广，可侵害90多科300多种双子叶植物，尤以蔷薇科植物为主，引起桃、苹果、葡萄等根癌病，产生大小不等的圆形瘤肿。,A. tumefaciens 含有Ti质粒，Ti质粒上有一段DNA（Transfer DNA），在农杆菌侵染植物时，这段DNA可以插入到植物基因组中，使其携带的基因在植物中得以表达。植物遗传工程载体 。,3.1.2 布克氏菌属(Burkholderia)1993 从假单孢菌属第2组独立出来的。 模式种是洋葱布克氏菌（B. cepacia） 多根鞭毛极生，革兰氏反应阴性。 茄科植物的青枯病是众所
10、周知的(B. solanacearum)引起的。,茄科青枯病 为害对象：主要为害番茄，也可为害马铃薯，茄子，辣椒。 病原： B. solanacearum 症状识别：受害后叶片萎垂，逐步发展至全株萎蔫死亡，但茎叶仍保持绿色，病茎木质部褐色，切开病茎，用手挤压，有乳白色的粘液渗出。 发生规律：病原细菌主要随病残体在土壤中越冬，从寄主的根部或茎基部的伤口侵入为害。田间主要通过雨水和灌溉水传播，也可通过农具，家畜传播。,3.1.3 欧文氏菌属(Erwinia)：菌体短杆状，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、
11、萎蔫、流胶、叶班及软腐.,常见种：胡萝卜欧文菌（E. carotovara）为代表的软腐菌群：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。弱寄生，伤口侵入。 引起肉汁或多汁的组织软腐，多在仓库中贮藏期间表现症状。,3.1.4 黄单胞菌属(Xanthomonas)菌体直杆状，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。绝大多数成员为植物病原细菌。,Xanthomonas oryzae pv. oryzae,稻黄单胞菌（X. oryzae pv oryzae）: 侵染水稻引起水稻白叶枯病。 寄主范围较窄，还侵染茭白（Z
12、izania caduciflor）和假稻(Leersia japonica)等少数几种禾本科植物。,wilt,水稻白叶枯病菌脓从叶缘溢出,3.1.5 本质部小菌属（Xylella）菌体短杆状， 单生，无鞭毛；兼性好气性；G-, 无芽孢；营养要求苛刻，喜欢在木质部中活动故称为木质部难养菌（Xylem fastidious bacteria, XFB）。 1987年建立的新属。 引起葡萄皮尔氏病、苜蓿矮化病、桃伪果病等病害，病菌寄主范围广。,3.1.6 韧皮部杆菌属(Liberobacter)：电镜下菌体梭形或短杆状，G-。不能人工培养，存在于韧皮部，称为韧皮部难养菌（Phloem fastid
13、ious bacteria, PFB）或韧皮部局限菌（phloem-limited bacterium,）。 过去称为类细菌。 包括两个种： L. asaticum 引起柑桔黄龙病（Citrus Huanglongbing HLB），引起黄梢和青果，亚洲。L. africanum 引起青果病，非洲。至今尚未能在人工培养基上分离获得纯培养。,3.2 厚壁菌门1 棒形杆菌属(Clavibacter)：1984，菌体多形态, 棒状，不规则棒杆状， 无鞭毛；好气性；G+, 无芽孢，菌落不透明，灰白色，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。,马铃薯环腐亚种 (C. michigan
14、ensis subsp.sepedonicum) 可侵害5种茄属植物，番茄亦可受害。引起环腐病，生物学与青枯病菌相反，不耐高温，因此在北方较重。,3.3 软壁菌门菌体无细胞壁，只有一层原生质膜。与植物病害有关的统称为植物菌原体，包括螺原体属和植原体属。对青霉素不敏感，对四环素敏感。,3.3.1 螺原体属（Spiroplasma）菌体螺旋形，繁殖时可产生分枝，分枝亦呈螺旋形。G+，固体培养基上的菌落很小，煎蛋状，直径1mm左右，常在主菌落周围形成更小的卫星菌落。无鞭毛，但在培养液中可以做旋转运动。兼性厌氧菌。传病介体：叶蝉、飞虱等。 主要寄主是双子叶植物和昆虫。引起病害的症状都为黄化、丛枝、矮缩
15、、小叶等。,spiroplasma colonies grown on agar note satellite colonies,柑桔僵化螺原体（S. citri）: 柑桔僵化病和辣椒脆根病。 玉米矮缩螺原体（S. kunkelii）：玉米、高粱和一些禾草。,Spiroplasma kunkelii causes Corn Stunt Disease Typical of phloem disfunction:Red leaves, green fruit, bushy plants, stunting.,3.3.2 植原体属（Phytoplasma）菌体圆球形或椭圆形，在韧皮部筛管中或在穿透
16、细胞壁上的胞间连丝时，可以成为变形体状，如丝状，杆状或哑铃状等。目前还不能人工培养。早期称之为类菌原体（Mycoplasma-like Organism, MLO）。 革兰氏阴性。目前还不能在离体条件下培养，许多性状尚未测定。,桑萎缩病、枣疯病、泡桐丛枝病、水稻黄矮病、水稻橙叶病和甘薯丛枝病等是由这类菌原体侵染所致。,四 植物原核生物病害诊断要点4.1 症状识别4.1.1 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。 4.1.2 细菌病害的症状特点 ：病植物表现的症状类型主要有坏死、萎蔫、腐烂和畸形等4类，
17、褪色或变色的较少;有的还有菌脓(ooze)溢出。,Symptoms of a Bacterial Infection in PlantsNecrosis spots, blights, dead or dying tissue margins, leaf streaks, stripes, cankers, lesions, vascular and pith necrosis. Chlorosis yellow with adjacent necrotic tissue or alone.,Spots Blights Stripes Chlorosis,Watersoaking. Wilti
18、ng vascular occlusion from cells, gum, polysaccharide, tyloses. Bacterial ooze is a diagnostic characteristic Soft rots pectolytic enzymes, water release. Hyperplasia overgrowth, galls, knots.,4.2 显微镜检查 喷菌现象（bacteria exudation,BE）: 细菌侵染所致病害的病部，无论是维管束系统受害还是薄壁组织受害的，都可以在徒手切片中看到有大量的细菌从病部喷出，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一。 电镜观察：螺原体、植原体。,
