普通植物病理学第九章原核生物笔记

第九章 植物病原原核生物

一、定义

原核生物（Prokaryotes ）：是指含有原核结构的一类微生物。一般由细胞壁和细胞膜或只有细胞膜包围细胞质所组成的单细胞生物。

二、特点

1、无细胞核。DNA 游离于中心区域（核区）

2、无线粒体、高尔基体、内质网由膜包围的细胞器

3、核蛋白体分子量小（70s ）

类群 细菌：具有细胞壁，单细胞原核生物

放线菌：丝状真菌的统称

蓝细菌：具有光合系统

古细菌：在极端条件下生长（原始的、进化慢的）

支原体：无细胞壁的一类原核生物

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

细菌的形态有：杆状、球状、椭圆形、螺旋形、弧形或丝状。

1、球形（直径0.5-1.3 um）

2、杆状（0.5-0.8u m ×1.0-5.0 um）

3、丝状（链霉菌属）

细菌>0.3 um，过滤膜0.23，可以除去细菌，但是不能除去病毒

（二）细胞结构和功能

1、黏质层（slime layer）和荚膜（capsule ）

均为细胞生长过程中向细胞壁外分泌的一层黏液性物质，主要成分是多糖，还有多肽，少量的蛋白质和脂类。保持细胞表面湿润状态而不致干燥。

厚度小于0.2 um，无明显边缘，结构松散并能向环境基质扩散的成为黏质层 厚度大于0.2um ，具明显边缘，并稳定附着于细胞壁外，具有固定形态的称为荚膜

2、细胞壁（cell wall）

是细菌细胞外的一种坚韧而有弹性的结构层，主要成分肽聚糖、还含有脂多糖、脂蛋白和磷壁酸等。

采用革兰式（Gram ）染色可以将细菌分为两大类：即革兰式阳性菌和革兰式阴性菌。 有的细菌在特定条件下因基因突变而产生的无壁类型，在低渗条件下生长缓慢，在固体平板培养基上可形成特殊的煎蛋状的小菌落，这种细菌称为L 型细菌。（与去壁不一样）

结晶紫草酸氨—鲁戈氏碘液—酒精或丙酮褪色—番红复染

保持紫色—阳性

红色—阴性

原理：革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色；而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、

外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经番红等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。

3、鞭毛（flagella ）和伞毛（pili ）

鞭毛是着生在细菌表面的一种从细胞质膜下伸出细胞壁细长且呈波形弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。

（1）单鞭毛菌

（2）丛生鞭毛菌

（3）周生鞭毛

4、细胞膜（cell membrane）和间体（mesosome ）

间体也称为中间体或中心体，是原核细胞中与质膜结合的膜状体。

5、细胞质（cytoplasm ）

6、原核（prokaryon ）或拟核（nucleoid ）

原核实质上是一条高度折叠，有规律缠绕的环状双链DNA 。

7、质粒（plasmid ）

是某些细菌以外的遗传物质，能自我复制、独立转移、自行消失，是一条闭合环状的小分子双链DNA 。

土壤根癌杆菌带有诱导肿瘤的质粒（Ti 质粒），接种到寄主上能诱导植物形成癌肿；当细菌丢失Ti 质粒后，就失去诱导癌肿的能力。

8、芽孢（spore ）和伴孢晶体（parasporal crystal）

芽孢：是某些细菌在生长后期于细胞内部形成一个圆形、椭圆形或圆柱形具高度折光的内生孢子（endospore ），是细菌在生活周期的特定阶段形成的休眠体。

伴孢晶体：是某些细菌产生芽孢时，在靠近芽孢处形成一个菱形、方形或不规则形的多肽结晶，对鳞翅目等昆虫幼虫具有很强的毒性。能形成伴孢晶体的细菌已被广泛用作生物农药杀虫剂。

一个营养体细胞—形成一个芽孢（不是繁殖体，而是休眠体）—抗逆性很强（可以抗70-80 ℃高温）

巴斯德消毒法利用该细菌特性，采用间接消毒法，先杀死营养细胞，在杀死芽孢。 肉毒梭状芽孢杆菌：是一种神经毒素，麻痹神经的作用，美容

二、植物病原细菌的生长繁殖及群体性状

（一）培养与生长繁殖

1、好气性（大多数）、兼性厌气、厌气性。

2、生长最适温度大多为26-30 ℃（真菌的培养温度为25 ℃，细菌的培养温度为28 ℃）， 少数需要较高或较低的温度。如茄青枯菌需35 ℃，马铃薯环腐病菌需20 ℃。

低温细菌 中温细菌（室温—植物病原细菌） 高温细菌

（体温—人和动物的细菌）

3、适宜的PH6-7，在PH 条件下难以生长。（需要用缓冲液调节PH 值）

4、肉汁胨培养基适合大多数病原细菌的生长，另有少数种类不能人工培养。

（二）细胞群体性状

菌落：由单个或少数几个细菌在固体培养基上形成的细菌群体（colony ）

菌苔：由较多细菌长出的群体。（lawn ）

植物病原细菌：灰白色少数黄色

植物病原细菌在寄主受害部位产生的菌脓、菌胶珠及菌膜也是细菌的群体特征。

第二节 植物病原原核生物的分类

一、植物病原原核生物的分类

1、薄壁菌门（Gracilicutes ）具细胞壁的革兰氏阴性真细菌

2、厚壁菌门（Firmicutes ）具细胞壁的革兰氏阳性真细菌

3、软壁菌门（Tenericutes ）是无细胞壁的原核生物

4、疵壁菌门（Mendosicutes ）是一类古细菌（Archaebacteria ），地球上出现的早期就已存在的微生物类群，为原核生物中原始的、进化慢的、主要在极端环境条件下生活的细胞生物。

二、原核生物的分类

(一) 属和种的划分

植物病原原核生物在种和属的分类鉴定中，最重要的有下列一些性状和特征：

1、形态特征和培养性状 菌体形状与大小、鞭毛、荚膜、芽孢，在固体和液体培养中的形态特征和色素产生。

2、生理生化形状 革兰氏染色反应和抗酸染色反应，细胞壁结构和组分，色素和毒素的生化形状、抗原性、代谢类型、对碳源、氮源和大分子物质的利用和分解。

3、遗传性状 DNA 中G+C mol%含量、DNA 和rRNA 的同源性测定，16S rRNA 序列分析等。

4、致病性 所有植物病原原核生物都具有使寄主植物感病的特征。

（二）植物病原原核生物种下分类单元

1、亚种（subspecies ，简称subsp. ）

在一个细菌种内有些菌系的特征和模式菌系的特征基本相符，但是较少表型或遗传的特性不同，而这些特征是稳定的，就将这些菌系称为这个种的亚种。亚种是最低的分类单元，在命名中有正式的标准。

2、致病变种（pathovar ，简称pv. ）

是国际系统细菌学委员会（ICSB ）对细菌名称作统一整理核准后，在种以下以寄主范围和致病性为差异来划分的组群。

3、生物变种（biovar ）或生物型（biotype ）

指同一种内不同菌株对某几项生化或生理反应相同的菌株群。

4、血清变种（serovar ）或血清型（serotype ）

指具有相同或相似抗原决定簇的菌株群。

5、噬菌体变种（phagovar ）或噬菌体型（phagotype ）

指对某几种具有相同敏感性的菌株。

6、菌系（strain ）和分离物（isolate ）

菌系：是指分离获得的纯培养物单个菌落繁衍的后代。分离物：指一个病害标样分离获得的纯培养物。

第三节 植物病原原核生物的主要类群

一、薄壁菌门的重要属和代表种

（一）土壤杆菌属（Agrobacterium ）

野杆菌属，土壤习居菌，周生或侧生1-6根，营养琼脂上菌落为圆形，隆起，光滑，灰白色至白色，质地黏稠，不产生色素。

根癌土壤杆菌（A. tumefaciens）：寄主范围极广，可侵染90多科300多种植物，尤其以蔷薇科为主，引起桃、苹果、葡萄、啤酒花、月季的根癌病。林业检疫对象。

（二）欧文氏菌属（Erwinia ）

除一个“种”无鞭毛外，都是多根周鞭，营养琼脂上菌落圆形、隆起、灰白色。 重要病原菌代表是梨火疫病（E. amylovora）：外检病害

胡萝卜欧氏菌（E. carotovora）：俗称白菜软腐病，寄主范围广泛，包括十字花科、茄科、禾本科等20多科的数百种果树蔬菜和大田作物。引起肉嫩多汁的组织软腐，尤其是厌氧条件下最易受害，多在仓库储藏期间表现症状。

2.1 泛菌属（Pantoea Gavini et al.,1989）：主要由原欧文氏菌属种组成。（菌落黄色） 玉米细菌性萎蔫：检疫对象

2.2 果胶杆菌属（Pectobacterium ）原欧文氏菌属中能产生大量的果胶酶的类群归在该属。 胡萝卜果胶杆菌：软腐病

（三）假单胞菌属（Pseudomonas ）

假单胞菌属是假单胞科的模式属。多数具有荧光反应，营养琼脂上的菌落圆形，隆起，灰白色、白色或褐色。

代表种：茄科青枯菌（P . solanacearum）和丁香假单胞菌（P . syringae）

丁香假单胞菌（P . syringae ）寄主范围极广，引起叶斑、坏死、溃疡、枝枯、腐烂。该菌的致病变种多达40多个。

（四）布克氏菌属（Burkholderia ）

是由假单胞菌属中的rRNA 第二组独立出来的。

代表：水稻细菌性谷枯病

（五）拉尔氏属（Ralstonia ）

由原假单胞菌属rRNA 第二组独立出来。

主要症状：萎蔫（如茄青枯病菌，可危害百余种植物）

（六）黄单胞菌属（Xanthomonas ）

极生单鞭毛，营养琼脂上的菌落圆形，隆起，粘稠，密黄色，产生非水溶性黄色素。成员大多是植物病原菌。

代表：柑橘溃疡病菌（X. axonopodis pv. citri）

甘蓝黑腐病（X. campestris pv. campestris ）

水稻白叶枯黄单胞菌（X.oryzae pv.oryzae ）

（七）木质部小菌属（Xylella ）

无鞭毛，对营养条件要求严格，在含有血清蛋白的谷氨酰胺蛋白胨（PW ）培养基上可以生长。

曾用名：类立克次体（Rickettsia-like organism ，RLO ）或木质部难养菌（Xylem-limited bacterium ，XLB ）

该属的模式种是难养木质部小菌（X. fastidiosa），可引起葡萄皮尔氏病。病菌的传播依靠叶婵类昆虫，用四环素溶液灌树根能抑制症状表现。

（八）韧皮部杆菌属（Liberobacter 或Candidatus Liberobacter）

韧皮部的病原细菌，不能人工培养；细胞壁波纹状。

曾用名：类细菌（Bacterium-like organism ，BLO ）或韧皮部难养菌（Phloem-limited bacterium ，PLB ）。

在亚洲发生的柑橘黄龙病称为Candidatus L. asiaticum，发病最适温度30 ℃左右，传播介体是柑橘木虱（Diaphorina citri ）；在非洲发生的，引起柑橘青果病的称为Candidatus L. africanum ，发病最适温度20-25 ℃，由非洲尖翅木虱（Trioza erytrene）传播。

二、厚壁菌门的重要属和代表种

（一）棒形杆菌属（Clavibacter ）

菌体短杆状至不规则状，无鞭毛。营养琼脂上菌落圆形、光滑、隆起、灰白色、生长缓慢，对营养要求较为苛刻。

代表种：马铃薯环腐亚种（C. michiganense subsp. sepedonicum ），病菌侵入马铃薯的维管束组织，破坏运输功能，维管束变褐，地上部萎蔫。

（二）短小杆菌属(Curtobacterium )

菌体短小，不规则状，无芽孢，侧生鞭毛，一至数根。在营养琼脂上生长良好，菌落圆形、光滑、隆起、有光泽、奶油状，多为橘黄色。

代表：菜豆萎蔫短小杆菌（C. flaccumfaciens pv. flaccumfaciens ）为害幼苗引起矮化，成株期发病引起萎蔫，茎秆、豆荚受害产生淡黄色病斑。

（三）链霉菌属（Streptomyces ）

菌体菌丝状，纤细、无隔膜，分基内菌丝与气生菌丝两种。基内菌丝匍匐生长于培养基内，主要功能是吸收营养，气生菌丝长于培养基表面，后期在顶端产生链球状或螺旋状的分生孢子或螺旋状的分生孢子，分生孢子链状排列。可以产生不同颜色的色素、使菌落呈现各种颜色。

链霉菌属多为土壤习居菌。许多菌株可以产生抗生素。

（四）芽孢杆菌属（Bacillus ）

有芽孢，周生多鞭毛。营养琼脂上菌落扁平、灰白色，边缘波纹状或有缺刻，较为粘稠。 许多芽孢杆菌能产生细菌素或毒素，对其他微生物有拮抗或毒害作用，可以用作生防材料。

代表种：枯草芽孢杆菌（B. subtilis）侵染植物组织（衰弱），促进植物病组织腐烂或坏死。

三、软壁菌门的重要属和代表种

（一）菌原体的基本性状

一类无细胞壁，但有单位膜包围的原核生物，多数腐生，少数能寄生人、动物和植物。重要病害有枣疯病、桑萎缩病、泡桐丛枝病、柑橘僵化病、椰子致死性黄化病、梨衰退病和玉米矮缩病。

能通过细菌过滤器，对青霉素不敏感，对四环素累药物敏感。在较为复杂的人工培养基上能生长、产生煎蛋形的小菌落。

（二）植物病原菌原体的主要类群

症状表现：黄化、矮缩、丛生和叶、芽变小。

传播介体：昆虫，主要有叶蝉、飞虱，传播方式与循回型病毒相似，昆虫在病株上吸食几小时至几天后才能带菌，经10-45d 的循回期，菌原体由消化道经血液进入唾液腺以后才开始传染，多数介体可终身带菌但不卵传。

1、螺原体属（Spiroplasma ）

基本形态为螺旋形，在固体培养基上，形成煎蛋状小菌落，营养条件要求苛刻，生长需要甾醇。

代表种：柑橘僵化螺原体（S. citri）柑橘受害后表现为植株矮化、枝条直立、节间缩短、叶变小、丛枝、果小、多畸形、易脱落，由介体昆虫叶蝉传播。

2、植原体属（Phytoplasma 或Candidatus Phytoplasma）

还不能在人工培养基上生长。

代表种：枣疯病（jujube witches broom），受害后很少结果，称为“公枣病”。由叶蝉传播，盐酸四环素和土霉素类抗生素对症状有抑制作用。