植物病原细菌

1、植物病原原核生物,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单细胞微生物，包括细菌、放线菌、蓝细菌和菌原体等。,原核生物与真核生物的比较,结构示意图,革兰氏染色,先用结晶紫染色1分钟后水洗，然后加革兰碘液媒染一分钟后用酒精脱色，再用稀释石炭酸复红复染,染色后除可以看到细菌形态外. 最初目的 未经染色之细菌，由于其与周围环境折光率差别甚小，故在显微镜下极难观察。染色后细菌与环境形成鲜明对比，可以清楚地观察到细菌的形态、排列及某些结构特征。 还可将细菌分为两大类，即不被酒精脱色而保留紫色者为革兰氏阳性菌（G）。被酒精脱色复染成红色者为革兰氏

2、阴性菌（G）。 用以分类鉴定 阳性 耐盐 不易被降解 对碱性染料敏感 阴性 细胞壁不光滑 营养简单,植物病原菌,细菌病害的数量和危害仅次于真菌和病毒，属第三大病原物。 大多具鞭毛， 植物病原细菌都不产生芽孢，芽孢抗逆性强 革兰氏阴性,繁殖,裂殖 速度 20min 大肠杆菌 变异 突变 重组,分布和为害 凡有植物生长的地方都有细菌病害分布，但发生的种类则依不同气候带或不同生态区而 异。 植物病原细菌中有的种类寄生专化性强，只能侵染一种植物，如水稻白叶枯，仅危害水稻；棉角斑黄单胞菌只为害棉属植物 。 有的种类寄生范围较宽，可侵染多种植物，甘蓝黑腐病黄单胞菌可以为害许多十字花科植物；如青枯病菌，最多

3、的可达200余种，癌肿土壤杆菌，可以为害643种植物。,植物病原原核生物的寄生性与致病性 1 寄生性 多数非专性寄生，寄生性的强弱有所不同。少数如植原体，专性寄生。 强寄生菌：侵染植物的绿色部分，自然孔口入侵 弱寄生菌：侵染植物的贮藏器官或抵抗力较弱的部位。,2 致病性 1）毒素 主要破坏寄主细胞的半透性，造成原生质中不溶性物质转变为可溶性而外渗，造成细胞水分、养分向间隙外渗，引起腐烂或斑点症状，初期水渍状症状。 2）酶 果胶酶：分解细胞壁组织，引起崩解，引起的症状多半是腐烂。 蛋白酶：使寄主细胞失活，造成细胞坏死，引起坏死症状。 水解酶：分解碳水化合物造成细胞死亡，引起斑点。,3）多糖类物质

4、 许多细菌可产生高分子量的多糖物质，阻塞导管，引起萎蔫。 4）激素 引起畸形，癌肿。,侵染 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。 一）侵入途径 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的病原细菌。 蜜腺：梨火疫病。,2 伤口(wounds) 以维管束病害为多。 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。蔬菜软腐病只能从伤口侵入，很少从自然孔口侵入。,3 叶毛(leaf hairs) 梨火疫病菌可经由未受伤

5、的叶毛侵入。,二）决定侵入途径的因素 1 寄生性的强弱：寄生性弱的细菌一般都是从伤 口侵入;寄生性强的细菌，较能适应寄生的生活，就不一定要从伤口侵入。 2 引起叶斑、叶枯症状的病原细菌，多可从自然孔口侵入，而引起萎蔫、腐烂和瘤肿等症状的则多是从伤口侵入。,3 不同分类地位的细菌侵入途径有所不同。 如假单胞菌属和黄单胞菌属，自然孔口侵入为主; 土壤杆菌属、棒形杆菌属和欧文氏菌属的以伤口侵入为主。,三）侵入后的扩展 1 侵染薄壁细胞组织病害:病菌先在薄壁组织的细胞间隙蔓延，当寄主细胞受到损伤或死亡后再进入细胞内。 原因： 分泌果胶酶，产生酸性物质，挤向四周使细胞死亡或由于胶状物质渗透压高，使四周细

6、胞产生质壁分离而死亡； 分泌毒素，使四周细胞中毒而死。,2 维管束组织病害:通过薄壁组织或水孔后再进入维管束，在木质部或韧皮部扩展。 稻白叶枯病菌在薄壁细胞中蔓延很慢，形成局部的枯斑，进入维管束组织后，蔓延加快，形成长条形叶枯症状。,3 瘤肿或其它畸形病害: 病菌不深入到内部，它们在表皮细胞间扩展，很少破坏寄主的细胞和组织。但是组织中产生的少量的激素类物质，刺激寄主形成瘤肿等畸形症状。,四）侵染来源 病害的发生一定程度取决于接种体的数量，由于病原细菌繁殖速率极快，少量的细菌很可能在短期内造成病害的大流行。植物病原细菌不产生休眠孢子，但可以在种子、土壤、多年生寄主植物、植物残体、昆虫等上存活。

7、多年生木本植物：病原细菌在枝条或树干上越冬，成为下年初侵染来源。,一年生草本植物： 1种子或其它繁殖材料：一二年生植物主要侵染源，多经系统侵染进入。种子上的细菌可以长期存活。如菜豆萎蔫菌可在菜豆上存活5-24年。 2土壤： 一般存活期较短，少数较长，如青枯菌、冠瘿菌，但只是保持生活力，不能繁殖，致病力下降。在土壤种存活长短与土壤温度、湿度、深度、土质、土壤微生物、pH等有关。,3病株残体：是田间重要的来源，许多病原细菌可以在残体组织中长期存活。 如：桃穿孔菌X. campestiis pv. pruni， 可在枝上病斑内越冬，再传至叶片、果实、新枝上引起病害。 4杂草或其它作物：个别寄主范围宽

8、的细菌，出现生活史中寄主的交叉。 5昆虫：较少。如玉米萎蔫病菌，玉米叶甲体内越冬。 梨火疫病：蜜蜂、蚂蚁带菌。,传播 1 非介体 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。 流水： 农事操作：整枝、打顶、切刀（马铃薯环腐）,2 介体 无壁菌门 螺原体（蜜蜂） 植原体（叶禅、飞虱）,植物原核生物病害的诊断,(一)症状识别 1 菌原体病害的

9、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 病植物表现的症状类型主要有坏死（水渍装叶斑）、萎蔫、腐烂和畸形等4类，褪色或变色的较少;有的还有菌脓溢出。,病征（细菌的菌脓）,病征（细菌的菌脓）,(二)显微镜检查 喷菌现象（bacteria exudation,BE）: 电镜观察：螺原体、植原体。,分类,薄壁菌门（Phylum Gracilicutes） 厚壁菌门（Phylum Firmicutes） 软壁菌门（Phylum Tenericutes） 疵壁菌门（Phylum Mendosicutes

10、） 原核 生物界通常分为4个门，7个纲，35个组群。,分类特征： 1 形态特征和培养性状：菌体形状与大小、鞭毛、荚膜、芽孢、在固体和液体培养中的形态特征和色素的产生。 2 生理生化性状：革兰氏染色反应和抗酸染色反应等；细胞壁结构与组分，色素和毒素的生化性状、抗原性、代谢类型、对碳原、氮原和大分子物质的利用能力与分解产物等。 3 遗传性状：DNA中G+C mol%、核糖体核苷酸序列、DNA-rRNA同源性等。,薄壁菌门,1 根癌土壤杆菌(A. tumefaciens)： 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

11、引起的。,植物根癌病 又称冠瘿病，各大洲都有分布，寄主范围很广，对核果类果树为害尤重，近年在中国局部地区的桃、葡萄、啤酒花等栽培植物上严重发生。,根癌土壤杆菌的致病因子是细菌细胞中的质粒，称为Ti 质粒（Tumer inducing plasmid）, 引起发根症状的质粒称为Ri 质粒（Root inducing plasmid）。,2 欧文氏菌属（Erwinia）1920，Winslow 菌体短杆状，0.6-1.0 x1.5-3.0m, 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；G+C 50-58mol% 该属大多数种是植物病原菌，引起植物坏死、溃疡、萎

12、蔫、流胶、叶斑及软腐症状。,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） 梨火疫病，主要发生在西欧和北美，为害梨、苹果等，有细菌火之称，是毁灭性的细菌病害，中国尚未发现此病。,Stewarts wilt, corn, (Erwinia stewartii),3假单孢菌属（Pseudomonas）,菌体短杆状或略弯，0.5-1.0

13、 x1.5-5.0m, 鞭毛1-4根或多根，极生；兼性好气性；G-, 无芽孢；菌落圆形，隆起灰白色；G+C 58-70mol% ，有荧光反应。 该属大多数种是植物病原菌，引起植物叶斑或者和茎秆溃疡症状。,Agrobacterium,Erwinia,Pseudomonas,丁香假单胞菌菜豆生致病变种,晕斑病,丁香假单胞菌流泪致病变种,4 布克氏菌属（Berkholderia）Yabuueni,1993 是从假单胞菌属第2组独立出来的。G+C 64-68mol%。 模式种是引起洋葱腐烂病的洋葱布克氏菌（B. cepacia）.,5 黄单胞菌属（Xanthomonas）1939，Dowson 菌体直

14、杆状，0.4-0.7x0.7-1.8m, 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）；G+C 63-71mol%。 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。,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）柑桔溃疡病。 稻黄单胞菌（X. oryzae pv. oryzae）: 侵染水稻引起水稻白叶枯病。,甘蓝黑腐,在

15、中国，水稻白叶枯病(X. oryzae pv. oryzae )于70年代初连续3年在长江流域大流行，每年发病面积约133.3万公顷，重病稻田一片枯焦。,6 劳尔氏菌属（Ralstonia）,从假单胞菌属中分离出,普通细菌培养基上菌落隆起、光滑、湿润、灰白色至白色。有些菌株在培养基上可分泌一种水溶性褐色素而使培养基变褐色。在灭菌的马铃薯块上，则能使其变深褐色至黑色。 引起植物特别是茄科植物的青枯病茄青枯劳尔氏菌（R. solanacearum） ，各大洲都有发生，但主要在热带、亚热带及部分温带地区温暖、酷热、潮湿、多雨的条 件下严重为害。中国的黄河流域及其以南各省均有发生，但以长江流域以南为害

16、最重。,茄科植物的青枯病,7 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（Phloem fastidious 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。 L. africanum 引起青果病（citrus greening）。,亚洲橘虱,厚壁菌门 棒形杆菌属 (Clavibacter michiganense sub

17、sp. sepedonicum ) 马铃薯环腐病(C.michiganense subsp. sepedonicum )，在欧洲、北美发生普遍。在中国马铃薯主要栽培区都有发生，以北方一季作区和南方冷凉山区较重。无毒种薯生产可减轻为害。,软壁菌门,1 螺原体属（Spiroplasma） 菌体的基本形态为螺旋形，繁殖时可产生分枝，分枝亦呈螺旋形。生长繁殖时需要提供甾醇，螺原体在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。菌体无鞭毛，但在培养液中可以做旋转运动。兼性厌氧菌。基因组大小为5x108-5x109u,DNA中G+C含量为24-31mol%。 传病介体：

18、叶蝉、飞虱等。,柑桔僵化螺原体（S. citri）: 引起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。 长春花黄花螺原体（S. phoeniceum）:,玉米矮缩螺原体（S. kunkelii）,柑桔僵化病,healthy fruit malformed fruit,2 植原体属（Phytoplasma） 菌体的基本形态为圆球形或椭圆形，在韧皮部筛管中或在穿透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。大小为80-1000nm。目前还不能人工培养。早期称之为类菌原体（Mycoplasma-like Organism, MLO）, 其分类和鉴定主要依靠生物学特征，如寄主、症状、介体专化性等。近年来分子生物学方法已广泛应用于此领域，分类取得了很大的进展。,泡桐丛枝病,番茄丛枝病,