植物病理学-植物病原原核生物

植物病理学的植物病原原核生物的详细思维导图，加强相关记忆。这是关于植物病原原核生物的思维导图，内容包括：植物病原原核生物的一般性状、植物病原原核生物的主要类群、细菌病害的诊断要点。

植物病原原核生物

• 植物病原原核生物的一般性状
  • 原核生物
    • 概念
      • 是指含有原核结构的单细胞微生物
    • 原核结构
      • 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
    • 种类
      • 包括细菌、放线菌、蓝细菌和菌原体等
  • 植物病原细菌的一般性状
    • 形态结构
      • 形态和大小
        • 球状细菌
        • 杆状细菌
        • 螺旋状细菌
        • 细菌大都单生，也有双生、串生和聚生的
        • 植物病原细菌大多是杆状菌，大小为0.5～0.8μm×1～3μm，少数为球状。
        • 链霉菌属（Streptomyces）是仅有的例外，它的菌体是链丝状。
      • 结构
        • 核质区
          • 拟核或原核
            • 没有核膜包围，遗传物质大多集中在细胞的中央，形成一个带椭圆形或近圆形的核质区
            • 实质上是一条高度折叠，有规律缠绕的环状双链DNA。
        • 胞质核糖体区
          • 由原生质、中心体、核糖体和其他一些细胞组分构成，外由细胞膜包围。
          • 细胞膜
            • 是细胞壁内包围细胞质的一层柔软而具有弹性的半渗透性膜
          • 间体
            • 称中间体或中心体，是原核细胞中与质膜结合的膜状体
            • 作用
              • 起“拟线粒体”的作用
            • 通常每个细胞只有一个间体，它是原核生物独有的细胞结构
          • 芽孢
            • 是某些细菌为度过不良环境时于细胞内部形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形具高度折光的内生孢子，是细菌在生活周期的特定阶段形成的休眠体。
            • 芽孢的抗逆力很强
          • 质粒
            • 是某些细菌染色体以外的遗传物质，能自我复制、独立转移、自行消失，是一条闭合环状的小分子量双链DNA。
        • 表层复合区
          • 细胞壁
          • 黏质层
            • 细胞生长过程中向细胞壁外分泌的一层黏性物质，疏松粘附于细胞表面，边界不明显且易被洗脱的
          • 荚膜
          • 鞭毛
            • 是着生在细菌细胞表面的一种从细胞质膜下粒状的鞭毛基体上产生的，穿过细胞壁和黏质层延伸到体外的蛋白质丝，是细菌的运动器官。
            • 分类
              • 极鞭
                • 着生菌体一端或两种端的称作极鞭
              • 周鞭
                • 着生在菌体侧面或四周的称作周鞭
    • 细菌的生理、生化和培养特性
      • 细菌的生理特性
        • 培养基
          • 易在普通培养基上生长，如NA、ML
        • 氮源
          • 无机铵盐类，少数需要氨基酸或其他有机氮源
        • 温度
          • 植物病原细菌的生长适温为26—30℃左右，少数在高温或低温下生长较好，如茄青枯菌的生长适温为35℃，马铃暮环腐病菌的生长适温为20-23℃
        • pH值
          • 一般在中性或微碱性（pH7.2）
      • 细菌的生化特性
        • 鉴别细菌常用的生化反应试验
          • 糖类发酵能力
          • 水解淀粉能力
          • 液化明胶能力
          • 在石蕊牛乳培养基中对牛乳中乳糖和蛋白质的分解利用情况
          • 在蛋白胨培养液中测试其代谢产物，如硫化氢、氨和吲哚等
          • 还原硝酸盐的能力
          • 分解脂肪的能力
      • 细菌的培养特性
        • 菌落的形状和颜色
        • 菌落边缘的特点
        • 是否产生色素
        • 是否有荧光
      • 染色反应
        • 革兰氏染色方法
          • 培养24～48h的细菌，涂片固定后，按以下步骤染色： ①结晶紫染剂染色1min； ②水洗(也可直接用碘液洗去染液)； ③碘液处理 1min； ④水洗； ⑤95％的酒精褪色，时间约30s； ⑥吸干以后，用复染剂(番红）染色10s； ⑦水洗、吸干镜检。
        • 革兰氏阳阴二者性质比较
          • 革兰氏阳性细菌
            • 能耐高浓度的盐，不易被蛋白酶分解，但是对于碱性染料和除垢剂(如肥皂)则较敏感
            • 青霉素对革兰氏阳性反应的细菌作用比较大
            • 革兰氏染色反应阳性的细菌，一般需要较复杂的营养物质
          • 革兰氏阴性细菌
            • 链霉素则对阳性反应和阴性反应的细菌都有一定的作用
            • 电子显微镜的观察发现，革兰氏阴性细菌的细胞壁不是光滑的。
  • 植物类菌原体(MLO)
    • 概述
    • 类菌原体的基本特性
      • 球形，无细胞壁，只有单位膜
      • 可以人工培养，在培养基上形成“荷包蛋”状菌落
      • 对四环素类药物敏感，可用于诊断和治疗。对青霉素和链霉素不敏感，因无细胞壁。
      • 引致黄化、矮缩、丛生、小叶等症状。
      • 必须依赖昆虫介体传播。叶蝉和飞虱等刺吸式口器是主要媒介。
  • 细菌的繁殖、遗传和变异
    • 原核生物的繁殖
      • 细菌：裂殖
      • 螺原体：芽生长出分支，然后断裂成子细胞
      • 放线菌：产生分生孢子
    • 原核生物的遗传
      • 遗传物质
        • 核质：DNA
        • 质粒：环状双链DNA
    • 原核生物的变异
      • 变异现象
        • 致病力、抗药性等
      • 原核生物变异原因
        • 基因突变
        • 基因转移与重组
        • 转化
        • 转导
        • 转座
        • 溶原性转换
• 植物病原原核生物的主要类群
  • 革兰氏阴性植物病原细菌的主要属
    • 土壤杆菌属
      • 薄壁菌门根瘤菌科，土壤习居菌。
      • 菌体短杆处，大小为0.6－1.0ｘ1.5-3.0μm单生成双生，鞭毛１—６根，固生或侧生。
      • 革兰氏反应阴性，无芽孢
      • 营养琼脂上菌落为圆形，隆起，光滑，灰白色至白色，质地粘稠。不产生色素。
      • 好气性，代谢为呼吸型
      • 氧化酶反应阴性，过氧化氢酶反应阴性；DNA中Ｇ＋Ｃ含量为57％－63％。
      • 两种重要质粒
        • 在于根癌土壤杆菌
          • Ti质粒
            • 侵染寄主引起肿瘤症状的质粒称为“致瘤质粒”
        • 在于发根土壤杆菌
          • Ri质粒
            • 能引起寄主产生不定根，故称为”致发根质粒”
            • 土壤杆菌属的代表种为根癌土壤杆苗，又称冠瘿病菌。
            • 其寄主范围极广，可侵害90多科300多种的双子叶植物，尤以蔷薇科植物为主，引起桃、莆萄、素、果等的根癌病。
    • 欧氏杆菌属
      • 属薄壁菌门肠杆菌科
      • 菌体短杆状，大小为0.5—1.0ｘ１—13.0μm
      • 多双生或短链状，偶单生，周生多根鞭毛。
      • 营养培养基上菌落圆形隆起、灰白色，鞑氏染色反应阴性
      • 主要引起致腐烂
        • 梨火疫病菌
          • 寄主范围主要是蔷薇科植物
          • 梨属植物最为感病，侵染花器、幼果、嫩叶和枝梢，分别引起花腐，坏死、叶枯和溃疡等症状。
        • 胡萝卜欣氏菌
          • 俗称大白菜软腐病菌寄生范围很广，包括＋字花科、未本科、茄科等２０多科的数百种果蔬和大田作物。
          • 根据分子生物学证据，建设移入果胶杆菌属，但多数人还认为应保留欧文氏菌中。
    • 黄胞菌属
      • 薄壁菌门一个成员
      • 菌体短杆状，多单生，少双生
      • 单鞭毛，极生。
      • 革兰氏阴性。严格好气性，代谢为呼吸型。
      • 菌落圆形隆起，蜜黄色，产生非水溶性黄色素。
      • 模式种是油菜黄单胞菌，俗称甘蓝黑腐病菌。
      • 寄主为十字花科植物
    • 假单胞菌属
      • 薄壁菌门假单胞菌科的模式属
      • 菌体短杆状或略弯，单生。
      • 鞭毛1-4根或多根，极生。
      • Ｇ—，严格好气性，代谢为呼吸型。无芽孢。
      • 营养琼脂上的菌落圆形、隆起、灰白色，有荧光反应白色或褐色，有些种 产生褐色素扩散到培养基中。
      • 如丁香细菌性疫病、大短细菌性斑点病、黄瓤细菌性角斑病
    • 布克氏菌属
      • 该属是由假单胞菌属中的次NA第二组独立出来的。
      • 该属的基本特征与假单胞菌相同。DNA中Ｇ＋Ｃ％含量为64％～68％。
      • 均为非荧光的植物病原假单胞菌。
      • 模式菌株为引起洋葱腐烂病的洋葱布克氏菌
    • 劳尔氏菌属
      • 模式菌株为皮卡劳尔氏菌
      • 在组合培养基上形成光滑、湿润、隆起和灰白色的菌落。
      • 茄青枯病菌能引起多种作物，特别是茄科植物的青枯病
      • 病菌的寄主范围很广，可以为害30余科，心多种植物。病害的典型症状是全株呈现急性凋萎，病茎维管束变褐，横切后用手挤压可见有白色菌月脓溢出。
  • 革兰氏阳性植物病原细菌的主要属
    • 棒形杆菌属
      • 菌体短杆状至不规则杆状，无鞭毛，不产生芽孢。
      • 革兰氏反应阳性。
      • 好气性，呼吸型代谢
      • 菌落为圆形光滑凸起，不透明，多为灰白色
      • 模式种为密歇根棒形杆菌，包括马铃薯环腐亚种，花叶亚种、密歇根亚种等。
      • 马铃薯环腐亚种病菌可侵害５种茄属植物。马铃薯环腐病菌大多借切刀的伤口感染，病株维管束组织被破坏，横切时可见到环状维管束组织坏死并充满黄白色菌脓，稍加挤压，薯块即沿环状的维管束内外分离，故称环腐病。
    • 芽孢杆菌属
      • 菌体直杆状，周生多根鞭毛
      • 老龄菌体内产生芽孢。
      • 兰氏反应阳性
      • 好气性，呼吸型代谢
      • 菌落为扁平灰白色，有的淡红色或灰黑色，边缘波纹状或有缺刻，较黏稠。
      • 禾草巨大芽孢杆菌在美国引起的小麦叶
    • 链霉菌属
      • 菌体丝状，纤细，无隔膜
      • 分基质内菌丝和气生菌丝两种
      • 在气生菌丝顶端产生链球状或螺旋状分生子孢子。
      • 常产生抗菌素类的次生代谢产物，对多种微生物具有颉顽作用。
      • 常见种为马铃薯疮痂病菌。
  • 无细胞壁的植物病原原核生物
    • 植原体属
      • 植原体属即原来的类菌原体
      • 桑萎缩病、枣疯病
    • 螺原体属
      • 螺旋形
      • 繁殖时可产生分枝，分枝亦呈螺旋形
      • 植物病原螺原体只有３个种，主要寄主是双子叶植物和昆虫。
      • 柑桔僵化病、玉米矮化病和蜜蜂的爬蜂病等都是螺原体侵染所致。
      • 叶蝉是传染螺原体的媒介昆虫。
• 细菌病害的诊断要点
  • 植物细菌性病害的病状识别
    • 细菌病害的病状特点
      • 病植物表现的病状类型主要有斑点、腐烂、坏死、萎蔫、畸形等，褪色或变色的较少
    • 植物细菌性病害的病症特点
      • 斑点型和叶枯型细菌性病害的发病部位
        • 初期局部坏死至水渍状半透明病斑，湿度大时，从叶片的气孔、水孔及伤口上有大量的细菌脓出现，如水稻白叶枯病菌等
      • 靑枯型和叶枯型细菌性病害的确诊依据
        • 用刀片横切病茎，观察茎部维管束的变化，用手挤压，流出细菌脓，可用此法鉴别番茄枯萎病和番茄靑枯病
      • 腐烂型细菌病害的共同特点
        • 病部软腐、粘滑，无残留纤维，并有臭味
    • 植物细菌性病害的诊断常用方法
      • 切片镜检
        • 除了菌原体引起的病害以外，由细菌侵染所致病害的病部，无论是维管束系统受害的，还是薄壁组织受害的，都可以在徒手切片中看到有大量细菌从病部喷出，这种现象称为喷菌现象。喷菌现象为细菌病害所特有，是区分细菌病害或真菌、病毒病害的最简便的手段之一。
      • 分离培养
        • NA培养基稀释法或画线法培养。观察单个菌落特点。由于菌原体尚不能在人工培养基上培养，因此分离有困难，但螺原体己可以分离培养。
          • 将供试细菌在NA培养基上于28 ℃培养48 h后，观察菌落形状、大小、颜色、光泽、隆起形状，透明度、边缘特征以及质地等形态特征，并用革兰氏染色及透射电镜的负染技术观察细菌菌体的形状、大小、鞭毛着生状态及数目，荚膜的有无等特征。
      • 革兰氏染色反应
        • 细菌对革兰氏染色的反应有阳性和阴性
        • 细菌对革兰氏染色的不同反应，是由于它们细胞壁的成分和结构不同而造成的
          • 革兰氏阳性细菌的细胞壁主要是由肽聚糖形成的网状结构组成，在染色过程中，当用乙醇处理时，由于脱水而引起网状结构中的孔径变小，通透性降低，使结晶紫-碘复合物被保留在细胞内而不易脱色，因此，呈现蓝紫色
          • 革兰氏阴性细菌的细胞壁中肽聚糖含量低，而脂类物质含量高，当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁的通透性增加，使结晶紫-碘复合物易被乙醇抽出而脱色，然后又被染上了复染液（番红）的颜色，因此呈现红色
      • 人工接种
        • 将分离的细菌接种于寄主植物或过敏性反应植物，观察所得症状。
        • 对于菌原体病害，可采用菟丝子介体接种作桥梁接种传染到长春花上作鉴定的办法，证明其有无侵染性，从而完成柯赫氏法则的诊断程序。
      • 生防菌株生理生化性状测定
        • 生防菌株生理生化鉴定参照《常见细菌系统鉴定手册》和第九版《伯杰系统鉴定手册》中的方法进行鉴定。
      • 分子生物学检测技术，基于DNA序列的分子鉴定。
      • BD Phoenix-100微生物自动鉴定系统
        • BD Phoenix-100 微生物自动鉴定系统由美国BD（Becton Dickinson）公司生产，仪器原理为先进的荧光增强与传统方法的结合。鉴定试验采用BD专利荧光增强原理与传统酶、底物生化呈色反应结合的原理，根据微生物鉴定专家数据库信息设计鉴定反应最佳组合，并与数据库中标准菌株进行比对，使鉴定试验快速、灵敏、准确。