植物的抗逆生理 3
植物的抗逆生理 第八节 抗病性与抗虫性 一、抗病性 (一)概念 病菌对植物的侵袭和伤害称为病害。 植物抵抗病菌侵袭的能力称抗病性。 (二)类型 寄主对病原物的反应可分感病、耐病、抗病和免疫等类型。但植物从完全不发病到严重发病,是一个连续过程,植物的抗病受遗传的控制、代谢的控制及环境的控制。 引起植物病害的寄生物称为病原物(causal organism 或 pathogenetic organism),若寄生物为菌,称为病原菌(disease-producing germ),被寄生的植物称为寄主(host)。 病害是寄主和寄生物相互作用的结果,显然它不是寄主的固有特性。当植物受到病原物侵袭时,病原物和寄主相对亲和力的大小,决定了植物不同的反应。亲和性相对较小,使发病较轻时,寄主被认为是抗病的,反之则认为是感病的. 植物与微生物关系 附生(epiphyte) 根围(rhizosphere)微生物 体围(phyllosphere)微生物 内生(endophyte) 寄生(parasite)微生物 共生(symbiont)微生物 病原物(pathogenetic organism)与寄主(host) 病原与寄主的互作 病原菌与寄主植物的共进化(coevolution) 植物与病原物互作的专化性 一种病原菌有时又分为许多变种和生理小种,一株变种只侵染一种或几种植物,一株小种只侵染某种植物的一个或几个品种. 植物与病原物互作类型 病原物如果能成功地侵染植物,建立起寄生关系,那么病原和该寄主是亲和的(compatibility)。反之,如果病原不能克服植物的抗病性,那么它们就是不亲和的(incompatibility)。 寄生对病原物侵染的反应类型 (1)感病(susceptible):寄主受病原物的侵染而发生病害,使生长发育受阻,甚至局部或全株死亡,影响了产量和质量,损失较大者为高度或严重感病。 (2)耐病(tolerant):指植物忍受病害的能力。耐病植物对寄生物是敏感的,受侵染后发生显著的症状,但对产量及品质没有很大影响。 (3)抗病(resistant):病原物能侵入寄主并建立寄生关系,但由于寄主的抗病作用,病原物被局限或不能继续扩展,使发病较轻,对产量、品质影响不大。发病很轻者为高抗。 (4)免疫(immune):指有利于病害发生条件下的绝对无病或不发生任何可见症状。因此免疫是植物被动的、静止的良好特性,这在植物中是少见的。 病原物的侵染途径 病毒一般通过机械擦伤、昆虫介导进入寄主细胞,经胞间连丝进入周围细胞,再经过维管束运往寄主全身 细菌一般通过伤口、气孔、皮孔等进入寄主细胞间隙和导管 真菌能通过机械压力直接插入寄主表皮细胞,或通过伤口、气孔等进入寄主细胞间隙和导管 病原菌的致病因素 产生破坏寄主细胞的酶类,如角质酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、磷脂酶和蛋白酶等。 产生破坏寄主细胞膜和正常代谢的毒素,使寄主褪绿、坏死和萎蔫等病变。 产生阻塞寄主导管和引起植物枯萎的物质。 产生破坏寄主抗病物质(如植保素)代谢的酶,瓦解植物的抗病机制。 利用寄主的蛋白与核酸合成的系统来生产自身的蛋白和核酸。 产生植物激素,破坏寄主激素平衡,造成植物的异常生长(如农杆菌)。 把自己的一段DNA插入寄主基因组,迫使寄主产生供给病原物的营养物质。 第八节 抗病性与抗虫性 (三)伤害 病害可引起作物水分平衡失调,呼吸作用加强,光合作用下降,激素发生变化,同化物运输受干扰等。 (四)植物抗病的生理基础 植物形态结构屏障,组织局部坏死,抑制物质(含植保素)等。选育抗病品种,改善植物生存环境和营养状况是提高抗病能力的主要途径。 抗病性反应的几种类型 (1)避病(escape):植物受到侵染后不发病或发病较径,这并非由于植物自身具有抗病性,而是病原物、寄主和环境综合作用的结果。如病原物的盛发期和寄主的感病期不一致,植物即可避免侵染。雨季葡萄炭疽病分子孢子大量产生时,早熟葡萄品种已经采收或接近采收,因此避开了危害。大麦品系自花受粉前,花序始终在旗叶鞘里,由于雌蕊不暴露,结果避开了黑穗病。 (2)抗侵入:由于寄主具有的形态、解剖结构及生理生化特点,阻止或减少了病原物侵入的抗 性类型。如叶表皮的茸毛、剌、蜡质、角质层厚薄等,此外如气孔数目、结构及开闭规律,表面伤口的愈合能力,分泌及扩散到植物表面,可抑制病原物孢子萌发和侵入的化学物质等,均与抗侵入的机理有关。 (3)抗扩展:寄主的某些组织结构或生理生化特征,使侵入寄主的病原物进一步的扩展被阻止或限制。如厚壁、木栓及胶质组织即可以限制扩展。组织营养成分、pH值、渗
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