植物病原原核生物第5章

植物病原原核生物第5章第一節(jié)概述一、生物學(xué)特征(一)與其他病原生物的區(qū)別原核生物是指含有原核結(jié)構(gòu)的單細(xì)胞生物。1、單細(xì)胞：菌體為有或無(wú)細(xì)胞壁的單細(xì)胞結(jié)構(gòu)；2、原核：遺傳物質(zhì)(DNA)分散于細(xì)胞質(zhì)中，無(wú)核膜和核仁；3、細(xì)胞器：細(xì)胞器極少，無(wú)線粒體和高爾基體，具少量核糖體。(二)寄生性非專性寄生：有細(xì)胞壁，可常規(guī)培養(yǎng)。黃單胞桿菌屬、假單胞桿菌屬、伯克赫氏菌屬、歐氏桿菌屬、果膠桿菌屬、土壤桿菌屬、棒形桿菌屬、芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬等。專性寄生：有細(xì)胞壁，難培養(yǎng)。嗜木桿菌屬、韌皮部寄生屬。專性寄生：無(wú)細(xì)胞壁，難培養(yǎng)。植原體屬、螺原體屬二、細(xì)菌的形狀和結(jié)構(gòu)(一)形狀和大小1、形狀：球狀(球菌)、彎桿狀(弧菌、螺旋菌)、桿狀(桿菌)、線狀(放線菌)2、大?。?.5～0.8×1～3微米觀察：100×10～40X(二)細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞的基本形狀和構(gòu)成2、細(xì)胞壁(cellwall)：(1)有無(wú)(2)染色反應(yīng)：革蘭氏染色反應(yīng)(C.Gram,1884.丹麥)菌液涂片→結(jié)晶紫染色→水洗→碘液固定→酒精褪色→藏紅復(fù)染(紫色G＋，紅色G－)革蘭氏染色是細(xì)菌分類的重要特征之一。(3)化學(xué)結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁基本骨架是肽聚糖層，由氨基糖和氨基酸組成。(4)功能：營(yíng)養(yǎng)選擇，保護(hù)細(xì)胞，細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)，維持形狀肽聚糖的結(jié)構(gòu)：A、肽聚糖亞單位B、肽聚糖組分結(jié)構(gòu)G＋細(xì)胞壁較厚(30～40nm)肽聚糖層達(dá)20層占細(xì)胞壁60～90%，對(duì)青霉素敏感G－細(xì)胞壁薄(15～20nm)肽聚糖層薄，僅占細(xì)胞壁10%左右，對(duì)青霉素較不敏感肽聚糖層的厚薄和結(jié)構(gòu)決定了革蘭氏染色的差異3、細(xì)胞質(zhì)膜(cytoplasmicmembrene),或稱質(zhì)膜(plasmamembrene：

質(zhì)膜基本結(jié)構(gòu)是磷脂雙層(phospholipidbipayer),含有高度疏水的脂肪酸的相對(duì)親水的甘油兩部分。質(zhì)膜很薄，約5～10nm。蛋白質(zhì)鑲嵌在雙層磷脂中，分為邊緣蛋白(外周蛋白)和整合蛋白。

質(zhì)膜的作用是使細(xì)胞具有選擇性能，控制物質(zhì)的吸收和排放；也是許多生化反應(yīng)(能量代謝和合成代謝)的重要部位。4、細(xì)胞質(zhì)(cytoplasma)和核糖體(ribosomes)(1)細(xì)胞質(zhì)：水分含量達(dá)70%以上，含有一些脂類內(nèi)含物、異染粒、淀粉和糖原等顆粒。唯一的細(xì)胞器是核糖體。(2)核糖體：又稱核蛋白體或核糖核蛋白體，是細(xì)胞中多肽鏈和蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。原核生物含70S核糖體，亞單位分別為50S和30S；50S亞單位含1個(gè)23SrRNA、1個(gè)5SrRNA和32種不同蛋白；30S亞單位含1個(gè)16SrRNA和21種不同蛋白；5、遺傳物質(zhì)類型及其功能原核生物無(wú)典型的細(xì)胞核,僅有絮狀核質(zhì)區(qū)或稱擬核。(1)染色體基因(chromosome)：為環(huán)狀雙螺旋DNA鏈。主要控制與致病性有關(guān)的性狀：細(xì)菌莢膜、外膜蛋白、多種膜外酶。(2)質(zhì)粒(plasmids)：為染色體外基因，一種小的環(huán)狀DNA分子。質(zhì)?？梢栽诩?xì)胞之間轉(zhuǎn)移，細(xì)胞中質(zhì)粒通常1～40個(gè)。細(xì)菌質(zhì)?；蛑饕幋a對(duì)抗菌素的抗性，合成細(xì)菌素，產(chǎn)生毒素和激素。

細(xì)菌素是由質(zhì)粒編碼產(chǎn)生的一種專門作用于同種或具密切親緣關(guān)系物種細(xì)菌的蛋白質(zhì)。質(zhì)粒是分子生物技術(shù)中遺傳工程的優(yōu)良載體。6、細(xì)菌細(xì)胞上的特殊結(jié)構(gòu)物(1)莢膜(capsule):是由細(xì)菌分泌的包于體表的多糖類衍生物。主要功能：對(duì)細(xì)菌表面起滲透屏障作用；保護(hù)細(xì)胞免受吞噬；保護(hù)細(xì)胞免受干燥損傷；幫助細(xì)菌附著到物體表面。(2)鞭毛(flagellum):是從細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞壁伸出細(xì)胞外部的蛋白質(zhì)組成的絲狀結(jié)構(gòu)，使細(xì)菌具有運(yùn)動(dòng)性。細(xì)菌鞭毛結(jié)構(gòu)：(a)G－細(xì)菌；(b)G＋細(xì)菌。鞭毛分為部分：基體、鉤形鞘、螺旋絲。鞭毛直徑約20nm,長(zhǎng)度達(dá)15～20微米鞭毛類型單生鞭毛周生鞭毛叢生鞭毛鞭毛運(yùn)動(dòng)方式鞭毛趨化性(朝向或離開化學(xué)物質(zhì)而運(yùn)動(dòng))(3)菌毛和性菌毛

菌毛(fimbriae):產(chǎn)生于質(zhì)膜或緊貼于質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)中，是僵硬的蛋白質(zhì)絲或細(xì)管。菌毛能使大量菌體纏結(jié)在一起，使細(xì)胞吸附于固體表面或懸浮于液體表面。

性菌毛(pili):比菌毛稍長(zhǎng)，數(shù)量比菌毛少，只有1至數(shù)根。性菌毛在細(xì)菌接合交配時(shí)起作用。(4)芽胞(endospore)芽胞形成于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，對(duì)熱、干燥、幅射和毒素等異常環(huán)境具有抗性。細(xì)菌的細(xì)胞三、細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)、代謝及代謝產(chǎn)物(一)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)植物病原細(xì)菌屬于化能有機(jī)異養(yǎng)型、碳源(糖、蛋白質(zhì))、氮源(有機(jī)或無(wú)機(jī))（二）細(xì)菌的代謝分解代謝和合成代謝（三）細(xì)菌的代謝產(chǎn)物工業(yè)生產(chǎn)和細(xì)菌的鑒定四、細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖及人工培養(yǎng)、菌種的保存（一）細(xì)菌的繁殖：二分裂方式（二）培養(yǎng)基的配制1、要有碳源、氮源、其他化學(xué)元素2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的配比3、pH7.0—7.2（三）生長(zhǎng)條件1、生長(zhǎng)溫度：最適：25—28℃環(huán)腐病菌20～23℃，菊果膠桿菌39℃2、濕度(四）菌種保存1、轉(zhuǎn)管保存2、液體石蠟油保存3、無(wú)菌水保存4、真空冷凍干燥保存五、細(xì)菌的遺傳和變異

（一）遺傳物質(zhì)：染色體DNA和質(zhì)粒（如Ti質(zhì)粒）（二）細(xì)菌的變異1、變異現(xiàn)象2、變異類型：表現(xiàn)型變異、遺傳性變異3、變異的機(jī)理a.基因突變

b.基因轉(zhuǎn)移和重組轉(zhuǎn)化（transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction)接合（conjugation)轉(zhuǎn)座因子（transposableelement)插入序列（insertionsequence,IS)轉(zhuǎn)座子（transposon，Tn)特殊病毒（如Mu噬菌體）

第二節(jié)、植物病原細(xì)菌的寄生性

和致病性及侵染一、植物病原細(xì)菌的寄生性和致病性、細(xì)菌的過(guò)敏性壞死反應(yīng)二、植物病原細(xì)菌的侵染來(lái)源、侵入途徑、蔓延及傳播（一）侵染來(lái)源1、種子和播種材料,如許多檢疫性細(xì)菌病害2、病株殘余3、帶菌的土壤和肥料,如青枯菌、根癌菌、軟腐菌4、田間的野生寄主和其他植物5、昆蟲6、田間正在發(fā)病的病株：再侵染來(lái)源（二）侵入途徑:自然孔口：氣孔、水孔、皮孔；傷口（三）細(xì)菌侵入后的蔓延（四）傳播途徑1、雨水2、農(nóng)具3、昆蟲4、人類本身三、植物病原細(xì)菌的癥狀類型（一）壞死（二）腐爛（三）萎蔫（四）變形、增生（五）變色第三節(jié)原核生物的分類和命名一、細(xì)菌的分類和命名（一）分類學(xué)（taxonomy)分類（classification)命名（nomenclature)鑒定（identification)

(二)分類等級(jí)1、種以上分類等級(jí)：域(domain)、界（kingdom)、門（phylum)、綱（class)、目（order)、科（family)、屬(genus)。

種（species):細(xì)菌種是由一些具有許多共同特征的菌系組成的群體。

菌系(Strains):是由分離獲得的純培養(yǎng)物的單個(gè)菌落繁衍的后代組成。一個(gè)細(xì)菌種具有一個(gè)典型菌株(typestrain)或稱代表菌株、模式菌株。2、種以下分類等級(jí)：

亞種(subspecies):在一個(gè)細(xì)菌種內(nèi)有些菌系的特征與典型菌系基本相符，但有少數(shù)表型的或遺傳的特性不同，而這些特征是穩(wěn)定的，可將這些細(xì)菌稱為這個(gè)種的亞種。

致病變種(pathovar)致病型(pathotype)生物型（biotype）生理型（biovar)血清型（serovar）噬菌體型（phagevar)形態(tài)型(morphovar)遺傳型（genomvar)(三)分類方法

1、傳統(tǒng)方法2、數(shù)值分類方法3、核酸分子生物學(xué)方法4、化學(xué)分類方法5、多項(xiàng)分類方法(四)原核生物的分類系統(tǒng)目前國(guó)際上大都采用“伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌手冊(cè)”(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)中的分類系統(tǒng)。在這個(gè)手冊(cè)的第二版中原核生物分成兩個(gè)域（Domains）:古細(xì)菌域（Archaea）和真細(xì)菌域（Bacteria）。古細(xì)菌域包括一些極端嗜鹽、嗜熱和產(chǎn)甲烷的細(xì)菌。

在伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌手冊(cè)第一版中，建議把細(xì)菌分為四個(gè)門：厚壁細(xì)菌門薄壁細(xì)菌疵壁細(xì)菌門軟壁細(xì)菌門。

在伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌手冊(cè)第二版中，建議把細(xì)菌分為三個(gè)表型亞群：有細(xì)胞壁的格蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌有細(xì)胞壁的格蘭氏陰性細(xì)菌無(wú)細(xì)胞壁細(xì)菌(五)細(xì)菌命名:拉丁雙名法(屬和種)命名。

俗名：甘薯瘟病菌、番茄青枯病菌

病菌種學(xué)名：(Ralstoniasolanacearum=Pseudmonassolanacearum)

亞種：胡蘿卜果膠桿菌胡蘿卜亞種

Pctobacteriumcarotovorumsubsp.

carotovorum

馬鈴薯環(huán)腐病菌Clavibactermichiganensissubsp.sepedonicum(SpiechrmanetKotthoff)Davisetal.致病變種：水稻黃單胞菌棲稻致病變種(水稻細(xì)菌性條病)Xanthomonasoryzaepv.oryzicola

二、植物病原原核生物主要屬的分類位置

細(xì)菌域（DomainBacteria）

普羅特斯細(xì)菌門（PhylumBX11.Proteobacteria）Alpha普羅特斯細(xì)菌綱（ClassI.Alphaproteobacteria）根瘤菌目（OrderVI.

Rhizobiales）根瘤菌科（FamilyI.Rhizobiaceae）土壤桿菌屬（GenusII.Agrobacterium）Beta普羅特斯細(xì)菌綱（ClassII.Betaproteobacteria）佰克赫氏菌目（OrderI.Burkholderiales）佰克赫氏菌科（FamilyI.Burkholderiaceae）佰克赫氏菌屬（GenusI.Burkholderia）拉爾氏菌科（FamilyII.Ralstoniaceae）拉爾氏菌屬（GenusI.Ralstonia）叢毛單胞菌科（FamilyV.Comamonadaceae）食酸菌屬（GenusII.Acidovorax）Gamma普羅特斯細(xì)菌綱（ClassIII.

Gammaproteobacteria）黃單胞桿菌目（OrderII.Xanthomonadales）黃單胞桿菌科（FamilyI.Xanthomonadaceae）黃單胞桿菌屬（GenusI.Xanthomonas）木桿菌屬（GenusVIII.Xylella）假單胞桿菌目（OrderVIII.Pseudomonadales）假單胞桿菌科（FamilyI.Pseudomonaceae）假單胞桿菌屬（GenusI.Pseudomonas）嗜木桿菌屬（GenusXV.Xylophilus）腸桿菌目（OrderXII.Enterobacteriales）腸桿菌科（FamilyI.Enterobacteriaceae）歐氏桿菌屬（GenusXIII.Erwinia）泛菌屬（GenusXXIII.Pantoea）果膠桿菌屬（GenusXXIV.Pectobacterium)硬壁菌門（PhylumBXIII.Firmicutes）

軟菌綱(Class

II.Mollicutes)支原體目（OrderI.Mycoplasmatales)支原體科（FamilyI.Mycoplasmataceae)支原體屬（GenusI.Mycoplasma)昆蟲原體目（OrderII.Entomoplasmatales)螺原體科（FamilyII.Spiroplasmatales)螺原體屬(GenusI.Spiroplasma)芽孢桿菌綱（ClassIII.Bacilli）芽孢桿菌目（OrderI.Bacillales）芽孢桿菌科（FamilyI.Bacillaceae）芽孢桿菌屬（GenusI.Bacillus）放線菌門（PhylumBXIV.

Actinobacteria）放線菌綱（ClassI.Actinobacteria）放線菌亞綱（SubclassV.Actinobacteridae）放線菌目（OrderI.Actinomycetales）微球菌亞目(SuborderVI.Micrococcineae)微球菌科(FamilyI.Micrococcaceae)

節(jié)桿菌屬(GenusII.Arthrobacter)棒形桿菌屬（GenusV.Clavibacter）短小桿菌屬（GenusVII.Curtobacterium）鴨舌草桿菌屬（GenusX.Rathayibacter)棒狀桿菌亞目（SuborderVII.Corynebacterineae）諾卡氏菌科(FamilyV.Nocardiaceae)諾卡氏菌屬(GenusI.Nocardia)紅色球菌屬（GenusII.Rhodococcus）放線菌亞目（SuborderXI.Streptomycineae）放線菌科（FamilyI.Streptomycetaceae）放線菌屬（GenusI.Streptomyces）門及特征重要植物病原屬薄壁菌門(有細(xì)胞壁的格欄氏陰性細(xì)菌)(Gracilicutes)細(xì)胞壁10～13nm,肽聚糖含量1～3%假單胞菌屬

Pseudomonas土壤桿菌屬

Agrobacterium食酸菌屬Acidovorax黃單胞桿菌屬

Xanthomonas

伯克氏菌屬Burkholderia嗜木桿菌屬Xylophilus拉爾氏菌屬Ralstonia歐氏菌屬

Erwinia草螺菌屬Herbaspirillum泛菌屬Pantoea根瘤桿菌屬Rhizobacter木桿菌屬Xylella韌皮部桿菌屬Liberibacter

厚壁菌門(有細(xì)胞壁的格欄氏陽(yáng)性細(xì)菌)(Firmicutes)細(xì)胞壁10～15nm,肽聚糖含量50～80%棒狀桿菌屬

Corynebacterium鏈霉菌屬

Streptomyces棒型桿菌屬Clavibacter芽孢桿菌屬

Bacillus

短小桿菌屬Curtobacterium節(jié)桿菌屬Arthrobacter紅色球菌屬Rhodococcus鴨茅草桿菌屬Rathayibacter軟壁菌門(無(wú)細(xì)胞壁細(xì)菌)(Tenericutes)無(wú)細(xì)胞壁和肽聚糖植原體屬Phytoplasma螺原體屬Spiroplasma三、植物病原原核生物的重要類群第三節(jié)植物病原原核生物的重要屬一、土壤桿菌屬(Agrobacterium)1、鑒定性狀：G－，菌體短桿狀，大小0.6～1.0×1.5～3.0微米；鞭毛1～6根、周生或側(cè)生；菌落白色至灰白色，無(wú)色素；好氣，呼吸型；最適培養(yǎng)溫度25～28℃，﹥PH6.0。2、質(zhì)粒：Ti質(zhì)粒、Ri質(zhì)粒、細(xì)菌素質(zhì)粒3、重要種：根癌土壤桿菌(A.tumefaciens)發(fā)根土壤桿菌(A.rhizogenes)葡萄根癌土壤桿菌(A.vitis)

二、假單胞桿菌屬(Pseudomonas)

本屬是一個(gè)非常異質(zhì)的組群，以往有熒光假單胞菌和非熒光假單胞菌，近年來(lái)在分類上有很大變化，植物非熒光假單胞菌都劃分出來(lái)到不同的屬中。1、基本特征：G－，菌體桿狀、直或稍彎，大小0.5～1.0×1.5～4.0微米；鞭毛單或多根、端生；菌落灰白色、有些菌株在培養(yǎng)基上會(huì)產(chǎn)生褐色素；好氣，呼吸型；最適培養(yǎng)溫度28～30℃，pH7.0。2、重要病原種：(1)丁香假單胞菌（P.syringae)(2)青枯假單胞菌(P.solanacearum)=青枯拉爾氏菌(Ralstoniasolanacearum)(3)洋蔥假單胞菌（P.cepacia)=伯克赫氏菌(Burkholderiuacepacia)(4)燕麥假單胞菌（P.avenae)=燕麥?zhǔn)乘峋ˋcidovoraxavenae)

馬鈴薯青枯病番茄青枯病甘薯瘟菌體形態(tài)香蕉細(xì)菌性枯萎病三、歐氏菌屬(Erwinia)1、鑒定特征：G－，菌體短桿狀、大小0.5～1.0×1～3微米；周生鞭毛；菌落灰白色；好氣，部分兼性厭氣；最適培養(yǎng)溫度27～30℃。2、重要病原種：梨火疫病菌(E.amylovora)玉米萎蔫病菌(E.stewartii)=玉米萎蔫泛菌(Pantoeastewartii)白菜軟腐病菌(E.carotovora)=果膠軟腐桿菌(Pctobacteriumcarotovorum)梨火疫病Erwiniaamylovora大白菜軟腐病玉米萎蔫病四、黃單胞菌屬(Xanthomonas)1、鑒定特征：G－，菌體短桿狀、大小0.4～0.6×1～3微米；單極生鞭毛；菌落蜜黃色；嚴(yán)格好氣。最適培養(yǎng)溫度25～27℃。2、重要病原種：水稻白葉枯病菌(X.oryzaepv.oryzae)水稻細(xì)條病菌(X.oryzaepv.oryzicola)黃瓜角斑病菌(X.cestrispv.cucurbitae)芒果黑斑病菌(X.cestrispv.mangiferaeindica)木薯萎蔫病菌(X.cestrispv.manihotis)柑桔潰瘍病菌(X.axonopodispv.citri)水稻白葉枯田間癥狀菌濃白葉枯病癥狀及病菌水稻細(xì)條病癥狀及病菌柑桔潰瘍病及其病原菌甘蔗流膠病木薯細(xì)菌性萎蔫病芒果黑斑?。翰∪~和病果黃瓜角斑病五、棒形桿菌屬(Clavibacter)1、鑒定特征：G＋，菌體棍棒狀、大小0.4～0.8×0.8～2.53微米；無(wú)鞭毛；菌落灰白色；嚴(yán)格好氣。最適培養(yǎng)溫度20～29℃。2、重要病原種：馬鈴薯環(huán)腐病(C.michiganensissubsp.sepedonicum)番茄潰瘍病菌(C.michiganensissubsp.michiganensis)馬鈴薯環(huán)腐病番茄潰瘍病六、韌皮部桿菌屬(Liberibacter)一、鑒定特征：本屬為新設(shè)屬，過(guò)去稱為類立克次體(RLO)或類細(xì)菌(BLO)。寄生于寄主韌皮部，G－；電鏡下觀察菌體形狀為短桿狀或梭形，難培養(yǎng)。二、重要種：亞洲韌皮部桿菌(L.asiaticum):柑桔黃龍病。介體為亞洲木虱，發(fā)病適溫28～32℃左右。非洲韌皮部桿菌(L.africanum):柑桔青果病。介體為非洲木虱，發(fā)病適溫20～24℃。美洲韌皮部桿菌(L.americanus),介體為木虱。桔柑黃龍病七、木桿菌屬(Xylella)(一)鑒定特征：

本屬為新設(shè)屬，過(guò)去稱為類立克次體(RLO)或類細(xì)菌(BLO)。寄生于寄主木質(zhì)部，G－；電鏡下觀察菌體形狀為短桿狀，大小為0.25～0.35×0.9～3.5微米。難培養(yǎng)，在特殊培養(yǎng)基上有二類菌落：一類具脊?fàn)钔蛊穑饣胪该?，邊緣整齊；另一類具臍狀突起，表面粗糙，邊緣波紋狀；嚴(yán)格好氧。(二)重要種

難養(yǎng)木質(zhì)部桿菌(X.fastidiosa):葡萄皮爾斯病，苜蓿矮化病，桃偽果病。葡萄皮爾斯病及其病原菌八、植原體屬(Phytoplasma)(一)鑒定特征：

本屬為新設(shè)屬，過(guò)去稱為類菌原體(MLO)，寄生于寄主韌皮部。菌體無(wú)細(xì)胞壁，正常為圓球形或橢圓形，在寄主體內(nèi)運(yùn)行時(shí)可成為變形體狀，呈絲狀、桿狀、啞鈴狀。大小為80～800nm，外層質(zhì)膜厚8～10nm。發(fā)病適溫20～25℃。難培養(yǎng)，在特殊平板培養(yǎng)基上菌落小，呈“荷包蛋狀”。引起黃化和叢枝癥狀。(二)重要種檸檬叢枝病菌(Phytoplasmaaurantifolia)(目前僅1種)病害：椰子致死性植原體病、水稻黃萎病、水稻橙葉病、桑萎縮病、梨衰退病、棗瘋病、龍眼鬼帚病、豇豆叢枝病、甘薯叢枝病、番茄叢枝病、花生叢枝病…。椰子致死性植原體病棗瘋病一、病害診斷1、癥狀診斷：(1)常見植物細(xì)菌性病害癥狀(2)難培養(yǎng)細(xì)菌引起的病害癥狀2、顯微鏡檢查有否噴菌現(xiàn)象第四節(jié)、植物細(xì)菌性病害診斷、病原鑒定與治理3、病原物分離培養(yǎng)與致病性試驗(yàn)：煙草過(guò)敏性試驗(yàn)，接種試驗(yàn)(針剌、噴霧、剪葉、注射、灌根)4、抗生素試驗(yàn)：

木質(zhì)部桿菌韌皮部桿菌植原體青霉素＋＋－