植物病害的发生发展
• 温度 决定孢子萌发的速度、侵入的速度 生长季节,一般都能满足 孢子萌发与侵入不一致
温度对真菌孢子萌发和侵入的影响
萌发最适温度 (0C) 马铃薯晚疫病 黄瓜霜霉病 小麦腥黑穗 12 15 15-18 侵入最适温度 (0C) 20 20 10
•光照 影响气孔开闭而影响气孔侵入病原 物能否侵入
小麦秆锈菌需要光照 咖啡锈菌黑暗
土壤高湿度
除鞭毛菌,不利于孢子萌发且可促进拮抗腐生物生长
温度
最适20-25 ℃ 霜霉目真菌要低一些,子囊孢子和分 生孢子萌发的最适温度要高一些 葡萄霜霉菌 20-24 ℃,1 hr 4 ℃, 12 hr
萌发所需时间
萌发方式
致病疫霉菌 通常产生游动孢子 >28 ℃, 芽管
研究接触期的意义
• 指导植物病害防治
• 化学防治--病原物由休眠转入生活,是病原物处于较脆弱阶段, 决定其能否成功侵入或中途死亡。是防治病害的有利阶段。
• 农业措施
• 生态植物病理学的建立--宏观、微观 • 生物防治的理论基础--近年来,植物病害生物防治有了一定的
进展,就是注意到病原物在侵入前这一阶段的活动
• 基于识别作用的植物抗病性机制
Colonization/ symptom development Reproduction/ signs?
Attachment
Inoculation Secondary Inoculum Primary Inoculum Dissemination /Spread
Primary Infection cycle Dormancy
防治上意义 初侵染、再侵染
单循环病害:只侵染一次--一次喷药
多循环病害:多次侵染--多次喷药
控制病菌再侵染,药剂防治。
病害循环(或侵染循环 )
Disease Cycle Infection Cycle
病害循环定义 病原的越冬越夏(病害休止期) 病原物的传播 初传染和再侵染(病害活动期) 研究意义
病毒:侵染数限
(1)多数真菌:单个孢子
锈菌单孢子侵入 小麦赤霉菌需10000/ml 水稻白叶枯病菌需108/ml TMV104-105
(2)细菌和病毒:需要一定的群体
所以病原物接种时要配成一定的浓度!
影响侵入的因素
受寄主的感病期、感病器官、病原物侵 入时环境条件的影响。 环境条件中以湿度和温度的影响最大。
•伤口侵入
伤口:农事操作、恶劣的天气条件或生物所致 多数原核生物(细菌)、多数真菌、部分病毒(TMV) 真菌--不形成附着胞,孢子萌发直接形成侵染丝 无自然阻碍、建立寄生关系之前提供营养。
病毒只能从微伤口侵入
•介体侵入
− 少数原核生物(植物菌原体- -螺原体和植原体)、病毒
侵入所需的时间和接种体的数量
A scanning electron micrograph of a germ tube and appressorium.
•自然孔口侵入--体孔
–气孔:引起叶斑病的多种真菌、细菌。主要
–水孔:叶尖、叶缘。十字花科黑腐病 “V‖
–皮孔:枝干、果实、块根、块茎 –蜜腺:梨火疫病
stoma
hydathodes nectarhode
-natural openings —自然孔口
-wounds —伤口
• Direct Penetration
– 线虫、寄生性种子植物和部分真菌-
-专性寄生菌
– 口针、侵入钉 – 病原物直接穿透寄主的保护组织(角 质层、蜡质层、表皮及表皮细胞)和 细胞壁(无保护组织-根毛、花器、 幼芽)从而侵入寄主植物。 – 侵染丝通过机械的和化学的(酶)两 方面作用
Resting/ over wintering structures/ strategies
Etymology: S –- seed –- sow –-semen –dissemination S –- separate–-spread–- Sprout –- spray–- spring
侵染过程
–初侵染来源
• 病原物的传播 • 初侵染和再侵染
病害防治措施制定----根据侵染循环
的特点
打断侵染循环任意一个环节可以阻断循环的
完成;
病原物越冬和越夏
Overwintering and Oversummering
•刺激休眠体的萌发 •利用:诱捕植物防病
微生物群落的影响 拮抗
有些非致病的根围微生物 能产生抗菌物质,可以抑 制或杀死病原菌
竞争
有些腐生菌或不致病的病原菌变异 菌株,具有占据病原物侵染点的竞 争现象,使病原菌不能在侵入部位 立足和侵入。
重寄生
湿度
孢子萌发
• 许多真菌孢子要在湿度接近饱和的条件下, 甚至要在水滴中才能萌发 稻瘟菌:-水滴中萌发率86% – 饱和湿度空气内不到1% • 鞭毛菌:水滴更加必要。 • 白粉菌:分生孢子可以在湿度较低的情况 下萌发,故在较干旱的条件下也可以发生 严重。高湿度,尤其游离水对萌发不利。
发病期symptom appearance phase
从出现症状直到寄主生长期结束,甚
至植物死亡为止的一段时期。显症期是
病原物大量增殖、扩大危害的时期。 病状与病征的形成
真菌性的病害往往在受害部位产生孢子等子实体,称为产孢期。
影响发病期的因素
高湿高温:高温--产生速度快 高湿--产生数量大,易流行
潜育期(incubation phase)
病原物从与寄主建立寄生关系到表现明显的症状为止。
病原物在寄主体内吸收营养、生长和扩展的时期
寄主抵抗病原菌生长、蔓延和繁殖的过程 病原菌与寄主互相作用的过程
通常潜育期是通过接种试验确定的:以接种之日到症状出现之日
扩展范围
–局部侵染:病原物在植物体内的扩展局限在侵 入点附近。叶斑 –系统侵染:从侵染点向各个部位扩展,引起全 株侵染。枯黄萎、细菌引起的青枯病,大多数 黑粉病菌、病毒引起的侵染
潜育期的长短
潜育期的长短主要决定于病害的 种类与环境条件,特别是温度的关系 较密切。
• 因病害而异,有长有短
局部侵染较短:几天,一般3-10天
系统侵染:几周,几个月,甚至一年到几年(木本
植物病毒病)
• 温度
影响潜育期的最主要因素
每种病原物都有最适、最高、最低温度。 一般最适温度潜育期最短
在适宜温度范围,随温度升高,潜育期缩短
病害循环(disease cycle)
病害从前一个生长季节开始发病,到下 一生长季节再度发病的过程。又称侵染循环 (infection cycle)。
群体--一定区域内植物群体与病原物群体相互关系
初侵染
传播
活动期
传播
接种体
繁殖体
休止期
越冬/越夏
病害循环示意图
病害循环包括: • 病原物的越冬(越夏)
黄瓜霜霉: 15-16°C 5天 >25°C 或者<15°C 10天
• 寄主 发育期 结构抗性---结构特点(维管束堵 塞阻病原物蔓延) 抵抗能力 反应抗性—产生抗/抑菌物质
潜伏侵入问题
防治上的意义
• 改进栽培技术,创造对寄主有利的环境,调节环境因素, 延长潜育期,达到控制病害。 • 利用抗病品种-抗扩展。 • 使用内吸性化学治疗剂。
•温度——真菌繁殖体产生有一定的温度要求; 幅度较生长窄;有性低温;变温--苹果炭疽菌 •湿度——与孢子的形成和有性繁殖体的产生有关; 实验室中常用保湿方法促进子实体产生 •光照--许多真菌产生繁殖器官必需的 光暗交替、近紫外 •寄主的抗性——限制病斑扩展、抑制繁殖体产生量、延长孢 子产生所需时间 饥饿可促进产孢--水琼脂培养
侵入所需 的时间
−病毒、细菌一旦接触随即侵入。 −真菌要经过萌发和形成芽管才侵入,通常 为几小时,很少超过24小时。
时间短对病原物有利 (湿度和温度等环境)
侵染剂量infection dosage
病原物成功侵入往往需要一定的数量,群体 效应。植
物病原物完成侵染所需的最低接种体数量称为侵染剂量
(infection dosage)。 侵染剂量因病原物的种类、病原菌的活性、寄主品种 的抗病性和侵入部位而不同。
Pre-penetration
A phase before a pathogen can penetrate a host tissue
Attraction to plant Adhesion to plant Differentiation of infection structures Attack mechanisms
Penetration phase(侵入期)
病原物开始侵入寄主到与寄主建立寄生关系的 一段时间
复杂:防治病害关键时期 why?
Pathway to enter their host • Direct – Formation of appressorium, and penetration peg-直接穿透 • Indirect
APPRESSORIA
Appressoria at the ends of the germtubes
Note the collapsed "slime" layer around the germ tube and the appressorium
Note the hole made by the penetration peg
病原物的活动
接触前期 接触后期
植物分泌物刺激 引诱病原物休眠体萌发
病原物与寄主的识别
物理学识别 (寄主体表结构、 水、电荷)
化学识别(病原物与寄 主的一系列的蛋白质等 的特异性识别。)
Attraction to plant
Pratylenchus attracted to root hairs