3植物病原原核生物

第三章植物病原原核生物第一节植物病原原核生物的一般性状第二节植物病原原核生物的分类第三节植物病原原核生物的侵染与传播概述第四节植物病原原核生物病害的诊断属名索引qw:概述原核生物（Procaryotes）1、定义：一般是由细胞膜和细胞壁或只有细胞膜包围细胞质所组成的单细胞生物。没有真正的细胞核，遗传物质(DNA)分散在细胞质中，无核膜包围，核质区，无内质网、线粒体，含有小分子量（70S）的核蛋白体。包括细菌、放线菌、蓝细菌、无壁的菌原体等。与真核生物（Eukaryotes)区别：2、原核生物在生物界的地位：古细菌远祖没有进化的古细菌生物共同的远祖真细菌远祖（G－和G＋）真核远祖（菌物、植物、动物、原生生物）3、经济重要性：工业、医药微生物，分解动植物残体，固氮，生防，植物病原菌等。原核生物引起的植物病害仅次于真菌、病毒病害4、历史与现状：1723年，1822-1895年，Koch1876年,1850年，1868年，1891年，Smith1905、1911、1914、1920；我国俞大绂、方中达等第一节植物病原原核生物的一般性状一、植物病原原核生物的形态和结构(一)、形状和大小1、细菌(bacteria)杆状0.5～0.8×1～3um，球状0.5～1.3um，螺旋状1.5um×13～14um，链丝状少数，如链霉菌属（Streptomyces）单生、双生、串生、聚生；绝大多数植物病原细菌有鞭毛,无芽孢，细胞壁外有粘质层，但很少有夹膜。细菌的形态1.球菌2.杆菌3.棒杆菌4.链丝菌5.单鞭菌6.多鞭毛极生7.8.周生鞭毛2、菌原体mollicutes或类菌原体MLO无壁，有质膜包围，圆形、椭圆形、哑铃型、梨形和线条形，少数分枝形（如螺原体）、螺旋形等；大小为80～800um。无染色反应，无鞭毛，但螺原体可人工培养。植原体模式图1、粘质层（slimelayer)和荚膜（capsule)2、细胞壁(cellwall)10-80um(肽聚糖、拟脂类、蛋白质)革兰氏（Gram)染色反应革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌3、鞭毛(flagella)鞭毛的有无、数目，着生位置是重要分类依据4、细胞膜(cellmembrane)和间体(mesosome)5、细胞质（cytoplasm)染色反应6、无固定细胞核(核物质集中在细胞质中央，形成核质区，遗传物质DNA分散于细胞质)7、质粒(Plasmid)独立于核质外,呈环状结构的遗状因子，它编码控制细菌的抗药性、育性或致病性。8、芽孢（spore)和半胞晶体（parasporalcrystal)(二)、细胞的结构与功能细菌细胞内部结构示意图革兰氏染色反应：阴性和阳性表现阳性的性状为：壁厚，肽聚糖占９０％以上，细胞结构紧密，易着色，耐高昂浓度盐，不易被蛋白质分解，对碱性染料，除垢剂敏感。表现阴性的性状为：壁薄，肽聚糖占８～１０％，细胞结构疏松，孔口较大，粘质层成份为ＲＰＳ，细胞壁不光滑，对碱，除垢剂感。革兰氏染色试验革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌植物病原原核生物的主要性状大多杆状，大小为0.5-0.8um×1-3um，少数球状，绝大多数有鞭毛，无芽孢，细胞壁外有粘质层，但很少有荚膜，革兰氏染色绝大多数阴性，少数阳性，对营养要求不严格，非专性寄生，可在人工培养基上生长，绝大多数有鞭毛。生长最适温度为26-28℃，致死温度48-53℃，最适pH6.8-7.0,对抗菌素反应不同。螺原体和菌原体没有细胞壁，也没有革兰式染色反应，它们都没有鞭毛，不会运动，但有些可作旋转运动（螺原体）。二繁殖、遗传和变异（一）、繁殖和遗传原核生物繁殖方式裂殖，速度快，温度对细菌生长和繁殖的影响很大核质和质粒共同组成了原核生物的遗传信息库--基因组基因组大小为1～5×10u，菌原体为5×10u（二）、变异两种不同性状的变异1、突变自然的诱发的2、两个性状不同的菌体结合（1）两个具有亲和力的菌体结合（2）菌体破裂（3）噬菌体侵染和在消解一种细菌时细菌的裂殖第二节植物病原原核生物的主要类群一、原核生物的分类概述（一）分类系统国际上比较完整的分类系统有三个1、前苏联“细菌和放线菌鉴定”2、法国A.R.Prevot“细菌分类学”3、美国R.S.Breed等“伯杰细菌鉴定手册”，该手册自1923年问世以来，1925、1930、1934、1939、1948、1957、1974、1994（第九版）；1984，首次采用《伯杰系统细菌学手册》（Bergey’sManualofSystematicBacteriology）书名（二）分类概述早期植物界；1968年Murray根据细胞学资料，确证原核生物的遗传物质无核膜，是分散的原核性质；1974年《伯杰氏细菌鉴定手册》（Bergey’ManualofSystematicofBacteriology）；1978年Gibbons和Murray,1984年《伯杰系统细菌学手册》和1994年《伯杰系统细菌学手册》等根据比较形态学、细胞化学和16SrRNA的研究结果，菌体形态特征，能源及营养的利用特性，活动性，革兰氏染色反应，芽孢或外生孢子特点，对氧的需求等表型特征，细胞壁成分分析，蛋白质和核酸的组成，DNA-DNA杂交以及16SrRNA序列分析等。原核生物界通常分为4个门，7纲，35个组群。1、薄壁菌门（PhylumGracilicutes）2、厚壁菌门（PhylumFirmicutes）3、无壁（软壁）菌门（PhylumTenericutes）4、疵壁菌门（PhylumMendosicutes）（三）四个门的主要特征1、薄壁菌门（PhylumGracilicutes）G－细胞壁有内壁与外膜两层构造，细胞壁薄，厚度为7～8nm，肽聚糖含量8～10%，G－，菌体球形，卵圆形，短杆形，丝状或螺旋状，少数有荚膜，二分裂方式繁殖，少数出芽繁殖，大多有鞭毛，游动，少数可滑行或不运动，光能或化能营养型。2、厚壁菌门（PhylumFirmicutes）G＋胞壁厚10～50nm，肽聚糖含量高，50％～80％，G＋，菌体球状，杆状或不规则杆状，丝状或分枝丝状，三分裂方式繁殖，少数可产生芽孢（内生孢子）或外生孢子，都是化能营养型。3、无壁（软壁）菌门（PhylumTenericutes）菌体无细胞壁，只有一种称为单位膜的原生质膜包围在菌体四周，厚约8～11nm，没有肽聚糖成分，菌体球状或椭圆形为主，但形状多变而不固定，哑铃状或分枝状均有，出芽、断裂或二分裂方式繁殖，无鞭毛，少数可滑行或旋转运动，营养要求苛刻，对四环素繁感，在固体培养基上形成扩散形的煎蛋状菌落。4、疵壁菌门（PhylumMendosicutes）没有进化的古细菌或厚细菌，壁中无胞壁酸和肽聚糖，对内酰胺类抗菌素不敏感，有的生活在高盐分（12％以下）和高温（55～85℃）环境下或高度还原条件下（产甲烷细菌），菌体有16S和23SrRNA，与真菌不同。主要特征比较表分裂方式细胞壁特性Ｇ反应疵壁菌门无肽聚糖柔壁菌门出芽，断裂，二分裂无球形，椭圆形厚壁菌门二分裂较厚，肽聚糖５０～８０％阳性球形，杆形，丝状或分枝丝状薄壁菌门（ＰhylumGracilicutes)二分裂，少数出芽。壁薄，有内壁和外膜，肽聚糖８～１０％阴性球形，卵圆形，短棒形，丝壮或螺旋形菌体形态名称二、植物病原原核生物分类（一）植物病原原核生物属和种分类依据及特征1、植物病原原核生物在属和种的分类鉴定依据（1）菌体形态特征和培养性状：菌体形态和大小、鞭毛、芽孢、荚膜、色素的产生等（2）生理生化性状：革兰氏染色反应，细胞壁结构与组分，碳、氮和大分子物质利用与分解，生化性状，抗原性等（3）遗传性状：蛋白质和核酸的组成，DNA-DNA杂交，16SrRNA序列分析，DNA中G+Cmol%含量，DNA和rRNA的同源性测定等（4）致病性状：所有的植物病原原核生物都具有使寄主植物感病的特征2、植物病原原核生物的属、种及种下的分类单元1、属（genus):定义、属划分依据2、种（species):定义、种的划分标准、模式种3、亚种（subspecies,简称subsp):定义4、致病变种(pathovar,简称pv.):国际系统细菌学委员会（ICSB）,划分标准，定义、生化变种等5、生物变种和生物型（biovarorbiotype）:定义、6、血清变种或血清型（serovarorserotype）:定义7、噬菌体变种或噬菌体型（phagovarorphagotype）:定义8、菌系（strains）:定义3、植物病原原核生物的属和模式种门属名病原菌代表种薄壁菌门Agrobacterium土壤杆菌属*Acidovorax嗜酸菌属Burkholderia布克氏菌属*Erwinia欧文氏菌属*Liberobacter韧皮部杆菌属*Pantoea泛生菌属*Pseudomonas假单胞菌属*Rhizobzcter根杆菌属Rhizomonas根单胞菌属Xanthomonas黄单胞菌属*Xylella木质部小菌属*Xylophilus嗜木质菌属A．tumefacians蔷嶶科根癌病A.avenae燕麦条纹病A.Cepacia洋葱腐烂病E.Amylovora梨火疫病L.Asiaticum柑桔黄龙病P.Ananas菠萝腐烂病P.Syringae丁香疫病R.Daucus胡萝卜瘿瘤病R.suberifaciens莴苣栓皮病X.Campestris甘蓝黑腐病X.Fastidiosa葡萄皮尔斯病X.Ampelinus葡萄溃疡病厚壁菌门Arthrobacter节杆菌属Bacillus芽孢杆菌属Clavibacter棒形杆菌属*Curtobacterium短小杆菌属*Rhodococxcus红球菌属Streptomyces链丝菌属A.tlicis冬青叶疫病B.megaterium小麦白叶条斑病C.michiganese番茄溃疡病D.flaccumfaciens菜豆萎蔫病R.fascians香豌豆带化病S.citri马铃薯疮痂病无壁菌门Spiroplasma螺原体属Pyhtoplasma植原体属*S.citri柑桔僵化病P.aurantifolia柑桔从枝病植物病原原核生物的主要类群列表柑桔僵化病S.citri柑桔丛枝病P.aurantifolia螺原体属(Spiroplasma)植原体属(Pyhtoplasma)无壁菌门无无马铃薯环腐病马铃薯疮痂病S.scabies棒形杆菌属(Clavibacter)链丝菌属(Streptomyces)厚壁菌门周生１～４周生〉４极生１～４极生１无极生１～４蔷薇科根癌病A.tumefacians梨火疫病E.amylivora桑树疫病P..syringae萝卜黑腐病茄科青枯病B.solanacearum土壤秆菌属(Agrobacterium)欧文氏菌属(Erwinia）假单胞菌属(Pseudomonas)黄单胞菌属(Xanthomonas)木质部小菌属(Xylella)布克氏菌属(Burkholseria)薄壁菌门鞭毛病原菌代表种属名门（二）植物病原原核生物重要属和代表种1、薄壁菌门植物病原细菌的重要属和代表种(1)土壤杆菌属（Agrobacterium）又称野杆菌属（动画）杆状，大小为0.6-1.0um×1.5-3.0um,单生或双生，革兰氏染色阴性，鞭毛1-6根，周生或侧生，无芽孢，无荚膜，在人工培养基上菌落原型、隆起、光滑，灰白色至白色，质地粘稠，不产生色素。DNA中G+Cmol%含量为57%～63%。致病菌株带有致病质粒Ti质粒（Tumorinducingplasmid）代表种：根癌土壤杆菌（R.tumefaciens)寄主范围广，90科300多种植物，引致苹果、桃、葡萄、啤酒花、月季的根癌病，如：苹果根癌病致病菌株带有致病质粒Ri质粒(Rhizogeninducingplasmid)葡萄根癌病苹果根癌病苹果毛根病土壤杆菌属Agrobacterium（2）假单胞杆菌属（Pseudomonas)（动画）短杆状,大小为0.5-1.0um×1.5-5.0um,革兰氏染色阴性，极生3-4根鞭毛,无芽孢,在人工培养基上，菌落