第十章
植物病原物的
寄生性
和致病性
第一节
生物间的相互
关系
自然界中的生物,
特别是微生物,很少
有单独生存的,它们
与同一环境中的其它
生物间有不同类型的
相互关系。
植物与相关微生物之间有
三种相互关系:
? 一、共生关系( symbiosis),即植物与微生物共同
生活,紧密联系,形成了双方都可以得到好处的 互利关
系。 如豆科植物与根瘤菌的关系。
? 二、共栖关系( commensalism),植物和微生物
共同生存,但 没有明显的益、害关系,有时一方受益,
但对另一方无不利影响 。 如植物与其根围、叶围的非致
病微生物。
? 三、寄生关系( parasitism),一种生物 依赖 另一种
生物提供营养物质的生活方式。提供营养物质的一方为
寄主( host),得到营养的一方为 寄生物 。
绝大多数 植物病
原物都是异养的,与
寄主的关系为 寄生关
系 。
第二节
植物病原物的
寄生性和致病性
一、寄生性
– 1,寄生性 ( parasitism) — 异养生物从活
的寄主细胞或组织中获得营养物质的能力。
寄主( host),寄生物( parasite)
– 绝大多数植物病原物是寄生物.
– 腐生性 (saprophytism)----异养生物从死的
生物或有机质中获得营养的能力。
– 2,寄生性的类型
? ( 1),根据寄生性强弱划分
( a) 专性寄生 — 病原物只能从活的
寄主细胞或组织中获得所需要的营
养物质。
( b) 非专性寄生 — 病原物既可以营
寄生生活,也可以营腐生生活。
? ( 2) 根据营养方式划分:
( a)活体营养 ( biotroph) 和( b)死体
营养 ( necrotroph)
死体营养与活体营养的主要区别
死体营养 活体营养
很快杀死寄主细胞 对寄主细胞的直接杀死作用小
产生毒素、酶 不产生或很少产生
不形成特殊细胞结构 可形成特殊细胞结构 ---吸器
伤口、自然孔口侵入 自然孔口、直接侵入
一般寄主范围广 窄(病毒除外)
能脱离寄主腐生 不能
侵染衰弱组织 侵染健康组织
? 二,寄生专化性
– 1.寄主范围 ( host range) — 病原物所能
寄生的寄主植物种的范围。
– 2.转主寄生 (heteroecism) ---病原物必须
在两种亲缘关系较远的寄主植物上寄
生,才能完成生活史。
– 3 专化型和生理小种
种、专化型和生理小种的关系
禾柄锈菌
燕麦专化型 小麦专化型 黑麦专化型
小种17 小种21 小种34
( 1) 专化型 (special form) ---病原物的种
内存在着对寄主植物的科、属具有不
同致病力的类群。
( 2) 生理小种 ( physiologic race) — 病原
物的种内、变种内或专化型内存在着
对寄主植物的不同品种致病力不同的
类群。
鉴别寄主( differential host) ---用于区分病原物的
种内致病力不同的类群的寄主植物的品种。
– 4,生物型( biotype) ---遗传上一致的个体所组成
的群体。
生物型群 ---由几个遗传上不一致的生物型所组
成的群体。
Variety---var,Forma specialis---f.sp.
禾柄锈菌小麦专化型不同生理小种在部分
鉴别寄主上的反应
生理小种
鉴别寄主
Reliance Einkorn Vernal
17 抗 感 抗
21 抗 抗 抗
34 感 抗 抗
40 感 抗 感
? 三、致病性 pathogenicity
– 1.定义 -病原物破坏寄主,诱发病害
的能力。
– 2.寄生性和致病性的关系:寄生物不
一定是病原物;也不是所有的病原物
均为寄生物(体外致病
exopathogenicity);寄生性与致病
性是两个不同的概念,寄生性与致病
性的强弱无相关性。
– 3.描述致病性差异的几个概念
( 1)毒性或毒力( virulence):有些病原物虽
然在种的水平上与寄主可发生亲和关系,寄生
物有致病性,寄主植物表现感病,但是其群体
内不同组分(菌系或株系)对该种植物不同品
种的致病性可能有很大差异。
毒力是描述在同一种病原物的不同生理
小种对同一寄主致病性的强弱的概念致病性强
的称为强毒毒力,致病性弱的称为弱毒力,不
致病的称为无毒力。
(2)侵袭力 (aggressiveness):一般是指病原
物具有的与致病力有关的生长和繁殖能力。如
-孢子萌发速度,附着孢产生量,孢子形成早
晚及寿命长短等。
( 3)毒性频率:病原物群体中对
寄主植物有毒力的菌株出现的频
率。
有毒力菌株数
毒性频率 =—————————?100?
总菌株数
一般毒性强,侵染力强,毒性频率高的病原
物对生产影响较大。
? 四、致病机制
–(一)机械压力:
–(二)争夺寄主植物的养分和
水分:
–(三)化学致病作用(酶、毒
素、生长调节物质)
(一)机械压力
1,真菌、寄生植物、线虫侵入时,对寄
主表面要产生机械压力(如侵入丝、口针
等)
2,真菌在寄主植物表皮下 在寄主中生长
(产生子实体 )时,亦对寄主施加了机械压
力,致使细胞壁角质层扩张,突起和破裂,
子实体外露。
? (二)争夺寄主植物的养分和水分
? 各种病原物都具有寄生性,从寄主
获得必要的生活物质。
? (三) 化学致病作用
? 1、酶的作用
? 2、毒素的作用
? 3、生长调节物质的作用
1、酶的作用:
? 病原物产生的与致
病性有关的酶很多,主
要有下面几类:
( 1)角质酶:
? 真菌通过角质层直接穿透表皮侵
入时,用以突破第一道屏障的酶就是
角质酶。角质酶能够催化寄主表皮的
角质多聚物水解。
?现已证明,有 22种真菌能够产生角质
酶,或采用物理或化学的方法使角质
酶钝化或使角质酶缺失,病原菌则不
能直接侵入寄主。
( 2)细胞壁降解酶:
? 植物细胞壁 是病原物侵入的主要障碍,其
主要成分 是 果胶质、纤维素、半纤维素、
木质素、多糖、糖蛋白等。
? 针对植物细胞壁中的每一种成份,植物病
原真菌和细菌都有相应的降解酶,这些 细
胞壁降解酶包括,果胶酶(包括果胶水解
酶和果胶裂解酶)纤维素酶、半纤维素酶、
木质素降解酶、蛋白酶。
果胶酶
?研究最多的是果胶酶。果胶酶分
解细胞中胶质,引起:
? 组织浸解,造成软腐症状。
? 引起细胞死亡 (原因:果胶酶
降解中胶层和多糖组分后,初生
细胞壁松弛,壁压下降,原生质
膜在低渗透压下胀裂,导致细胞
死亡。)
纤维素酶:
?真菌、细菌、线虫都可产
生纤维素酶,起着 分解和
软化细胞壁的作用。
半纤维素酶:
?半纤维素酶是多糖聚合体的复
杂混合物,植物病原真菌分泌
的 半纤维素酶有,木聚糖酶、
半乳聚糖酶、葡聚糖酶、阿拉
伯糖酶、甘露糖酶。
?这些酶可共同作用,酶解半纤
维素,破坏和分解细胞壁。
( 3)细胞内含物的酶解
蛋白酶,淀粉酶,脂酶等
提示:
? 不同种类的病原物在致病过程中起主要作
用的酶类有所不同,如:
? ( 1)软腐细菌在致病过程中,主要是果胶酶
起作用。
? ( 2)引起草本植物茎杆倒伏(包括丝核菌),
起作用的是纤维素酶,引起湿腐,起作用的仍
是果胶酶。
? ( 3)引起木材腐朽,主要是木质素酶起作用。
2、毒素的作用:
?毒素( toxin) --病原物产生的,除
酶和生长调节物质以外的,对寄主
植物有明显损伤和致病作用的有害
代谢产物。
(1)毒素的特性:
??、是病原菌的代谢产物,对植物有害,
真菌和细菌产生,病毒不产生毒素。
??、是一种非常高效的致病物质,能在很
低的浓度下干扰植物正常生理功能,诱发
植物产生病状,病状类型有褪色、坏死、
萎蔫等。
??、不仅在植物体内产生,也可在人工培
养条件下产生。
(2) 毒素的作用机理:
*毒素与细胞膜上某种蛋白质的相互
识别作用;
*影响细胞膜透性,促进寄主细胞内
电解质的泄漏;
*影响寄主体内某些酶的活性,抑制
细胞内核酸和蛋白质的合成;
*作为抗代谢物,抑制寄主某些生长
必需的次生代谢物的产生。
(3)植物病原菌毒素的分类:
?分类依据,对毒素敏感的
植物范围或毒素对寄主或
品种有无选择作用。
?病原菌产生的毒素可分为
两类:
寄主专化性毒素(寄主选择性毒素)
( host- specific toxin)
? 这类毒素与产生毒素的病原菌有相似
的寄主选择性,能够诱导感病寄生产
生典型的病状。 又叫寄主选择性毒素 (host selective
toxin)
? 感病的品种,对毒素也很敏感。
? 中度抗病品种对毒素,有中等程度的
敏感。
? 抗病品种对毒素则有高度的耐性。
寄主专化性毒素(寄主选择性毒素)
( hostspecific toxin)
? 病原菌菌系(小种)毒性的
强弱与其产生毒素能力的高
低相一致。
?而寄主品种的抗病性与其对
毒素的不敏感性相平行。
寄主专化性毒素(寄主选择性毒素)
( hostspecific toxin)
?目前已发现的寄主选择性毒素有十余
种。
?研究较多的是引起玉米小斑病的玉米
平脐蠕孢( Bipolaris maydis) T小种
产生的,T毒素”,对 T型雄性不育
细胞质的杂交玉米毒性很强,而对其
他玉米品种毒性很弱。
几种重要的寄主选择性毒素
毒素名称 产毒病原菌 化学成分 主要作用
菊池链格孢毒素
AK-toxin
菊池链格孢
A.kikurchiana
环氧十三
烯酸脂
作用于细胞膜蛋白,改变膜透性,
引起电解质外渗,抑制 mRNA和蛋
白质合成
苹果链格孢毒素
AM-toxin
苹果链格孢 A.mali 环四肽 作用于质膜蛋白和叶绿体基粒片层,
引起电解质外渗,影响 ATP酶活性
炭色长蠕孢毒素
HC-toxin
炭色长蠕孢
H.carbonum
环四肽 影响植物呼吸作用、二氧化碳暗固
定以及其他生理过程。
玉米长蠕孢毒素
HMT-toxin,T-
toxin
玉米长蠕孢
H.maydis
聚乙酮醇 作用于线粒体,破坏氧化磷酸化作
用,减少细胞 ATP含量
甘蔗长蠕孢毒素
HS-toxin
甘蔗长蠕孢
H.sacchari
倍半萜糖
苷
主要作用于细胞膜,使膜去极化,
离子平衡失调,原生质胀裂
维多利亚长蠕孢
毒素
Victorin,HV-
toxin
维多利亚长蠕孢
H.victoriae
多肽和倍
半萜复合
物
诱发细胞膜透性改变和电解质外渗
等一系列代谢变化
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 这类毒素 没有严格的寄生专化
性和选择性,不仅对寄主植物,
而且对一些非寄主植物都有一
定的生理活性,使之发生全部
或部分症状。 又叫非寄主选择性毒素 (non-host
selective toxin)。
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 植物对这类毒素的敏感性与
其抗病性可能不一致,(但
有的在一定浓度下也能引起
植物敏感性的差异)。
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 这类毒素 在寄主植物上没
有高度专化的作用位点,所
以产生这类毒素的病原菌在
侵染寄主的过程中所起的直
接作用较小。
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 非寄主选择性毒素很多,已发现
的有 120多种。
?引起烟草野火病的烟草假单胞杆菌
( Pseudomonas tabacci)产生的
“烟毒素”,接种烟草和其他植物
都可以产生症状。 ----第一个毒素
的报道。
几种重要的非寄主选择性毒素
毒素名称 产毒病原菌 化学成分 主要作用
烟毒素,
tabtoxin又叫野
火毒素
烟野火病细菌
Pseudomonas
tabaci
二肽类物质
(烟毒素宁)
钝化谷氨酰胺合成酶的活性,
导致光呼吸过程中氨的积累,
进而抑制了光合作用和光呼吸
过程。
菜豆毒素
phaseolotoxin
菜豆晕疫假胞孢菌
P.syringe
pv.phaseolicola
三肽类物质 与细胞上的活性位点结合,从
而钝化了鸟氨酸的氨基甲酰转
移酶,导致细胞内鸟氨酸积累
以及精氨酸量的枯竭
滕氨酸 tentoxin 细链格孢
Alternaria tenuis
环状四肽 与负责能量转移到叶绿素的称
为叶绿体偶联因子的蛋白质结
合并钝化其活性,抑制 ADP
向 ATP转移的化合磷酸化。
寄主选择性毒素和非寄主选择性毒素的主要区别
寄主选择性毒素 非寄主选择性毒素
毒素的选择性 对寄主植物及其品种
具有高度选择性
没有严格的寄主专
化性和选择性
症状 高致病性毒素,能诱
发感病寄主产生典型
症状
使寄主植物和非寄
主植物产生全部或
部分病状
毒素在侵染过
程中的作用
起重要作用 所起的直接作用较
小
植物对毒素的
敏感性与其抗
病性的关系
一致 不一致
3、生长调节物质的作用:
? 植物生长调节物质( growth
regulators)亦称植物激素。 生长调节物
质 (growth regulator),又称植物激素,是植物
生长发育过程中必不可少的,可调节植物生长
发育。病原物可通过生长调节物质(合成;影
响)来影响植物的正常代谢。
? 从而严重扰乱寄主的正常生理过程,诱
导寄主徒长、矮化、畸形、赘生、落叶、
顶芽抑制、根尖钝化等多种形态病变。
1、植物生长素( auxins)
?主要是指吲哚乙酸( IAA)
?植物被病原物侵染后,病组
织中的吲哚乙酸迅速积累 并
表现出明显的致病作用,最
终出现,徒长、增生、畸形、
落叶 等病状。
1、植物生长素( auxins)
?吲哚乙酸在病株内增多的原因主
要有:
?许多病原真菌和细菌都能合成吲
哚乙酸。
?受病原侵染后,植物体内吲哚乙
酸氧化酶受抑制,阻滞了吲哚乙
酸降解,导致吲哚乙酸水平的提
高 。
2、赤霉素( gibberellin):
? 在正常植物中,赤霉素的作用是使节间伸
长、促进开花、促进性别分化、诱导一些
酶的形成。
? 许多真菌、细菌都能产生赤霉素类物质
(其中主要的是赤霉酸 GA3)引起植株徒
长。
? 也有的病毒、类菌原体和真菌(黑粉菌)
侵染植物后,使植株内赤霉素含量下降,
使其生长迟缓、矮化、腋芽受抑制。
3、细胞分裂素( cytokinin)
?这是一类与植物细胞分裂和生长有关
的激素,可促使植物细胞分裂和分化,
抑制蛋白质和核酸降解,阻滞植株的
衰老过程。
?病原菌侵染寄主植物后,往往引起寄
主 细胞分裂素失调,如土壤杆菌和甘
兰根肿菌侵染后,细胞分裂素水平显
著提高,病组织细胞分裂增强、生长
畸形、产生肿瘤等。
4、乙烯( ethylene)
?乙烯在植物中普遍存在,对种子萌
发、根生长、果实成熟、生长抑制、
衰老与落叶等有促进作用。
?许多真菌和细菌能产生乙烯,使受
侵染植株内乙烯含量增加,从而导
致早熟、早期落叶。
5、脱落酸( abscisic acid)
?是一种生长抑制剂,可诱导
植物休眠、抑制种子萌发和
植物生长、刺激气孔关闭。
?某些真菌可产生脱落酸,起
植株矮化。
?
? 五、寄生性和致病性的变化
? (一)有性杂交( sexual hybridization)
? (二)无性重组 (asexual recombination)
? 1.异核现象 heterokaryosis
? 2.准性生殖 parasexuality
? (三)突变 mutation
? (四)适应 adaptation
例 1:白菜软腐病菌
例 2:马铃薯晚疫病菌
植物病原物的
寄生性
和致病性
第一节
生物间的相互
关系
自然界中的生物,
特别是微生物,很少
有单独生存的,它们
与同一环境中的其它
生物间有不同类型的
相互关系。
植物与相关微生物之间有
三种相互关系:
? 一、共生关系( symbiosis),即植物与微生物共同
生活,紧密联系,形成了双方都可以得到好处的 互利关
系。 如豆科植物与根瘤菌的关系。
? 二、共栖关系( commensalism),植物和微生物
共同生存,但 没有明显的益、害关系,有时一方受益,
但对另一方无不利影响 。 如植物与其根围、叶围的非致
病微生物。
? 三、寄生关系( parasitism),一种生物 依赖 另一种
生物提供营养物质的生活方式。提供营养物质的一方为
寄主( host),得到营养的一方为 寄生物 。
绝大多数 植物病
原物都是异养的,与
寄主的关系为 寄生关
系 。
第二节
植物病原物的
寄生性和致病性
一、寄生性
– 1,寄生性 ( parasitism) — 异养生物从活
的寄主细胞或组织中获得营养物质的能力。
寄主( host),寄生物( parasite)
– 绝大多数植物病原物是寄生物.
– 腐生性 (saprophytism)----异养生物从死的
生物或有机质中获得营养的能力。
– 2,寄生性的类型
? ( 1),根据寄生性强弱划分
( a) 专性寄生 — 病原物只能从活的
寄主细胞或组织中获得所需要的营
养物质。
( b) 非专性寄生 — 病原物既可以营
寄生生活,也可以营腐生生活。
? ( 2) 根据营养方式划分:
( a)活体营养 ( biotroph) 和( b)死体
营养 ( necrotroph)
死体营养与活体营养的主要区别
死体营养 活体营养
很快杀死寄主细胞 对寄主细胞的直接杀死作用小
产生毒素、酶 不产生或很少产生
不形成特殊细胞结构 可形成特殊细胞结构 ---吸器
伤口、自然孔口侵入 自然孔口、直接侵入
一般寄主范围广 窄(病毒除外)
能脱离寄主腐生 不能
侵染衰弱组织 侵染健康组织
? 二,寄生专化性
– 1.寄主范围 ( host range) — 病原物所能
寄生的寄主植物种的范围。
– 2.转主寄生 (heteroecism) ---病原物必须
在两种亲缘关系较远的寄主植物上寄
生,才能完成生活史。
– 3 专化型和生理小种
种、专化型和生理小种的关系
禾柄锈菌
燕麦专化型 小麦专化型 黑麦专化型
小种17 小种21 小种34
( 1) 专化型 (special form) ---病原物的种
内存在着对寄主植物的科、属具有不
同致病力的类群。
( 2) 生理小种 ( physiologic race) — 病原
物的种内、变种内或专化型内存在着
对寄主植物的不同品种致病力不同的
类群。
鉴别寄主( differential host) ---用于区分病原物的
种内致病力不同的类群的寄主植物的品种。
– 4,生物型( biotype) ---遗传上一致的个体所组成
的群体。
生物型群 ---由几个遗传上不一致的生物型所组
成的群体。
Variety---var,Forma specialis---f.sp.
禾柄锈菌小麦专化型不同生理小种在部分
鉴别寄主上的反应
生理小种
鉴别寄主
Reliance Einkorn Vernal
17 抗 感 抗
21 抗 抗 抗
34 感 抗 抗
40 感 抗 感
? 三、致病性 pathogenicity
– 1.定义 -病原物破坏寄主,诱发病害
的能力。
– 2.寄生性和致病性的关系:寄生物不
一定是病原物;也不是所有的病原物
均为寄生物(体外致病
exopathogenicity);寄生性与致病
性是两个不同的概念,寄生性与致病
性的强弱无相关性。
– 3.描述致病性差异的几个概念
( 1)毒性或毒力( virulence):有些病原物虽
然在种的水平上与寄主可发生亲和关系,寄生
物有致病性,寄主植物表现感病,但是其群体
内不同组分(菌系或株系)对该种植物不同品
种的致病性可能有很大差异。
毒力是描述在同一种病原物的不同生理
小种对同一寄主致病性的强弱的概念致病性强
的称为强毒毒力,致病性弱的称为弱毒力,不
致病的称为无毒力。
(2)侵袭力 (aggressiveness):一般是指病原
物具有的与致病力有关的生长和繁殖能力。如
-孢子萌发速度,附着孢产生量,孢子形成早
晚及寿命长短等。
( 3)毒性频率:病原物群体中对
寄主植物有毒力的菌株出现的频
率。
有毒力菌株数
毒性频率 =—————————?100?
总菌株数
一般毒性强,侵染力强,毒性频率高的病原
物对生产影响较大。
? 四、致病机制
–(一)机械压力:
–(二)争夺寄主植物的养分和
水分:
–(三)化学致病作用(酶、毒
素、生长调节物质)
(一)机械压力
1,真菌、寄生植物、线虫侵入时,对寄
主表面要产生机械压力(如侵入丝、口针
等)
2,真菌在寄主植物表皮下 在寄主中生长
(产生子实体 )时,亦对寄主施加了机械压
力,致使细胞壁角质层扩张,突起和破裂,
子实体外露。
? (二)争夺寄主植物的养分和水分
? 各种病原物都具有寄生性,从寄主
获得必要的生活物质。
? (三) 化学致病作用
? 1、酶的作用
? 2、毒素的作用
? 3、生长调节物质的作用
1、酶的作用:
? 病原物产生的与致
病性有关的酶很多,主
要有下面几类:
( 1)角质酶:
? 真菌通过角质层直接穿透表皮侵
入时,用以突破第一道屏障的酶就是
角质酶。角质酶能够催化寄主表皮的
角质多聚物水解。
?现已证明,有 22种真菌能够产生角质
酶,或采用物理或化学的方法使角质
酶钝化或使角质酶缺失,病原菌则不
能直接侵入寄主。
( 2)细胞壁降解酶:
? 植物细胞壁 是病原物侵入的主要障碍,其
主要成分 是 果胶质、纤维素、半纤维素、
木质素、多糖、糖蛋白等。
? 针对植物细胞壁中的每一种成份,植物病
原真菌和细菌都有相应的降解酶,这些 细
胞壁降解酶包括,果胶酶(包括果胶水解
酶和果胶裂解酶)纤维素酶、半纤维素酶、
木质素降解酶、蛋白酶。
果胶酶
?研究最多的是果胶酶。果胶酶分
解细胞中胶质,引起:
? 组织浸解,造成软腐症状。
? 引起细胞死亡 (原因:果胶酶
降解中胶层和多糖组分后,初生
细胞壁松弛,壁压下降,原生质
膜在低渗透压下胀裂,导致细胞
死亡。)
纤维素酶:
?真菌、细菌、线虫都可产
生纤维素酶,起着 分解和
软化细胞壁的作用。
半纤维素酶:
?半纤维素酶是多糖聚合体的复
杂混合物,植物病原真菌分泌
的 半纤维素酶有,木聚糖酶、
半乳聚糖酶、葡聚糖酶、阿拉
伯糖酶、甘露糖酶。
?这些酶可共同作用,酶解半纤
维素,破坏和分解细胞壁。
( 3)细胞内含物的酶解
蛋白酶,淀粉酶,脂酶等
提示:
? 不同种类的病原物在致病过程中起主要作
用的酶类有所不同,如:
? ( 1)软腐细菌在致病过程中,主要是果胶酶
起作用。
? ( 2)引起草本植物茎杆倒伏(包括丝核菌),
起作用的是纤维素酶,引起湿腐,起作用的仍
是果胶酶。
? ( 3)引起木材腐朽,主要是木质素酶起作用。
2、毒素的作用:
?毒素( toxin) --病原物产生的,除
酶和生长调节物质以外的,对寄主
植物有明显损伤和致病作用的有害
代谢产物。
(1)毒素的特性:
??、是病原菌的代谢产物,对植物有害,
真菌和细菌产生,病毒不产生毒素。
??、是一种非常高效的致病物质,能在很
低的浓度下干扰植物正常生理功能,诱发
植物产生病状,病状类型有褪色、坏死、
萎蔫等。
??、不仅在植物体内产生,也可在人工培
养条件下产生。
(2) 毒素的作用机理:
*毒素与细胞膜上某种蛋白质的相互
识别作用;
*影响细胞膜透性,促进寄主细胞内
电解质的泄漏;
*影响寄主体内某些酶的活性,抑制
细胞内核酸和蛋白质的合成;
*作为抗代谢物,抑制寄主某些生长
必需的次生代谢物的产生。
(3)植物病原菌毒素的分类:
?分类依据,对毒素敏感的
植物范围或毒素对寄主或
品种有无选择作用。
?病原菌产生的毒素可分为
两类:
寄主专化性毒素(寄主选择性毒素)
( host- specific toxin)
? 这类毒素与产生毒素的病原菌有相似
的寄主选择性,能够诱导感病寄生产
生典型的病状。 又叫寄主选择性毒素 (host selective
toxin)
? 感病的品种,对毒素也很敏感。
? 中度抗病品种对毒素,有中等程度的
敏感。
? 抗病品种对毒素则有高度的耐性。
寄主专化性毒素(寄主选择性毒素)
( hostspecific toxin)
? 病原菌菌系(小种)毒性的
强弱与其产生毒素能力的高
低相一致。
?而寄主品种的抗病性与其对
毒素的不敏感性相平行。
寄主专化性毒素(寄主选择性毒素)
( hostspecific toxin)
?目前已发现的寄主选择性毒素有十余
种。
?研究较多的是引起玉米小斑病的玉米
平脐蠕孢( Bipolaris maydis) T小种
产生的,T毒素”,对 T型雄性不育
细胞质的杂交玉米毒性很强,而对其
他玉米品种毒性很弱。
几种重要的寄主选择性毒素
毒素名称 产毒病原菌 化学成分 主要作用
菊池链格孢毒素
AK-toxin
菊池链格孢
A.kikurchiana
环氧十三
烯酸脂
作用于细胞膜蛋白,改变膜透性,
引起电解质外渗,抑制 mRNA和蛋
白质合成
苹果链格孢毒素
AM-toxin
苹果链格孢 A.mali 环四肽 作用于质膜蛋白和叶绿体基粒片层,
引起电解质外渗,影响 ATP酶活性
炭色长蠕孢毒素
HC-toxin
炭色长蠕孢
H.carbonum
环四肽 影响植物呼吸作用、二氧化碳暗固
定以及其他生理过程。
玉米长蠕孢毒素
HMT-toxin,T-
toxin
玉米长蠕孢
H.maydis
聚乙酮醇 作用于线粒体,破坏氧化磷酸化作
用,减少细胞 ATP含量
甘蔗长蠕孢毒素
HS-toxin
甘蔗长蠕孢
H.sacchari
倍半萜糖
苷
主要作用于细胞膜,使膜去极化,
离子平衡失调,原生质胀裂
维多利亚长蠕孢
毒素
Victorin,HV-
toxin
维多利亚长蠕孢
H.victoriae
多肽和倍
半萜复合
物
诱发细胞膜透性改变和电解质外渗
等一系列代谢变化
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 这类毒素 没有严格的寄生专化
性和选择性,不仅对寄主植物,
而且对一些非寄主植物都有一
定的生理活性,使之发生全部
或部分症状。 又叫非寄主选择性毒素 (non-host
selective toxin)。
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 植物对这类毒素的敏感性与
其抗病性可能不一致,(但
有的在一定浓度下也能引起
植物敏感性的差异)。
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 这类毒素 在寄主植物上没
有高度专化的作用位点,所
以产生这类毒素的病原菌在
侵染寄主的过程中所起的直
接作用较小。
非寄主专化性毒素(非寄主选择性
毒素)( host-non-specific toxin)
? 非寄主选择性毒素很多,已发现
的有 120多种。
?引起烟草野火病的烟草假单胞杆菌
( Pseudomonas tabacci)产生的
“烟毒素”,接种烟草和其他植物
都可以产生症状。 ----第一个毒素
的报道。
几种重要的非寄主选择性毒素
毒素名称 产毒病原菌 化学成分 主要作用
烟毒素,
tabtoxin又叫野
火毒素
烟野火病细菌
Pseudomonas
tabaci
二肽类物质
(烟毒素宁)
钝化谷氨酰胺合成酶的活性,
导致光呼吸过程中氨的积累,
进而抑制了光合作用和光呼吸
过程。
菜豆毒素
phaseolotoxin
菜豆晕疫假胞孢菌
P.syringe
pv.phaseolicola
三肽类物质 与细胞上的活性位点结合,从
而钝化了鸟氨酸的氨基甲酰转
移酶,导致细胞内鸟氨酸积累
以及精氨酸量的枯竭
滕氨酸 tentoxin 细链格孢
Alternaria tenuis
环状四肽 与负责能量转移到叶绿素的称
为叶绿体偶联因子的蛋白质结
合并钝化其活性,抑制 ADP
向 ATP转移的化合磷酸化。
寄主选择性毒素和非寄主选择性毒素的主要区别
寄主选择性毒素 非寄主选择性毒素
毒素的选择性 对寄主植物及其品种
具有高度选择性
没有严格的寄主专
化性和选择性
症状 高致病性毒素,能诱
发感病寄主产生典型
症状
使寄主植物和非寄
主植物产生全部或
部分病状
毒素在侵染过
程中的作用
起重要作用 所起的直接作用较
小
植物对毒素的
敏感性与其抗
病性的关系
一致 不一致
3、生长调节物质的作用:
? 植物生长调节物质( growth
regulators)亦称植物激素。 生长调节物
质 (growth regulator),又称植物激素,是植物
生长发育过程中必不可少的,可调节植物生长
发育。病原物可通过生长调节物质(合成;影
响)来影响植物的正常代谢。
? 从而严重扰乱寄主的正常生理过程,诱
导寄主徒长、矮化、畸形、赘生、落叶、
顶芽抑制、根尖钝化等多种形态病变。
1、植物生长素( auxins)
?主要是指吲哚乙酸( IAA)
?植物被病原物侵染后,病组
织中的吲哚乙酸迅速积累 并
表现出明显的致病作用,最
终出现,徒长、增生、畸形、
落叶 等病状。
1、植物生长素( auxins)
?吲哚乙酸在病株内增多的原因主
要有:
?许多病原真菌和细菌都能合成吲
哚乙酸。
?受病原侵染后,植物体内吲哚乙
酸氧化酶受抑制,阻滞了吲哚乙
酸降解,导致吲哚乙酸水平的提
高 。
2、赤霉素( gibberellin):
? 在正常植物中,赤霉素的作用是使节间伸
长、促进开花、促进性别分化、诱导一些
酶的形成。
? 许多真菌、细菌都能产生赤霉素类物质
(其中主要的是赤霉酸 GA3)引起植株徒
长。
? 也有的病毒、类菌原体和真菌(黑粉菌)
侵染植物后,使植株内赤霉素含量下降,
使其生长迟缓、矮化、腋芽受抑制。
3、细胞分裂素( cytokinin)
?这是一类与植物细胞分裂和生长有关
的激素,可促使植物细胞分裂和分化,
抑制蛋白质和核酸降解,阻滞植株的
衰老过程。
?病原菌侵染寄主植物后,往往引起寄
主 细胞分裂素失调,如土壤杆菌和甘
兰根肿菌侵染后,细胞分裂素水平显
著提高,病组织细胞分裂增强、生长
畸形、产生肿瘤等。
4、乙烯( ethylene)
?乙烯在植物中普遍存在,对种子萌
发、根生长、果实成熟、生长抑制、
衰老与落叶等有促进作用。
?许多真菌和细菌能产生乙烯,使受
侵染植株内乙烯含量增加,从而导
致早熟、早期落叶。
5、脱落酸( abscisic acid)
?是一种生长抑制剂,可诱导
植物休眠、抑制种子萌发和
植物生长、刺激气孔关闭。
?某些真菌可产生脱落酸,起
植株矮化。
?
? 五、寄生性和致病性的变化
? (一)有性杂交( sexual hybridization)
? (二)无性重组 (asexual recombination)
? 1.异核现象 heterokaryosis
? 2.准性生殖 parasexuality
? (三)突变 mutation
? (四)适应 adaptation
例 1:白菜软腐病菌
例 2:马铃薯晚疫病菌