第十一章植物的抗病性 研究和学习植物抗病性的机制有助于揭 示抗病性的本质,合理利用抗病性,达 到控制病害的目的
第十一章 植物的抗病性 • 研究和学习植物抗病性的机制有助于揭 示抗病性的本质，合理利用抗病性，达 到控制病害的目的
第一节植物抗病性的概念和类别 植物的抗病性是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展,减轻发病 和损失程度的一类特性 抗病性是植物与其病原生物在长期的协同进化中相互适应、相互选择的 结果。病原物发展出不同类别、不同程度的寄生性和致病性,植物也相 应地形成了不同类别、不同程度的抗病性。 抗病性是植物普遍存在的、相对的性状。所有的植物都具有不同程度的 抗病性,从免疫和高度抗病到高度感病存在连续的变化,抗病性强便是 感病性弱,抗病性弱便是感病性强,抗病性与感病性两者共存于一体, 并非互相排斥。只有以相对的概念来理解抗病性,才会发现抗病性是普 遍存在的。 抗病性是植物的遗传潜能,其表现受寄主与病原的相互作用的性质和环 境条件的共同影响
第一节 植物抗病性的概念和类别 • 植物的抗病性是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展，减轻发病 和损失程度的一类特性。 • 抗病性是植物与其病原生物在长期的协同进化中相互适应、相互选择的 结果。病原物发展出不同类别、不同程度的寄生性和致病性，植物也相 应地形成了不同类别、不同程度的抗病性。 • 抗病性是植物普遍存在的、相对的性状。所有的植物都具有不同程度的 抗病性，从免疫和高度抗病到高度感病存在连续的变化，抗病性强便是 感病性弱，抗病性弱便是感病性强，抗病性与感病性两者共存于一体， 并非互相排斥。只有以相对的概念来理解抗病性，才会发现抗病性是普 遍存在的。 • 抗病性是植物的遗传潜能，其表现受寄主与病原的相互作用的性质和环 境条件的共同影响
按照遗传方式的不同区分 1、主效基因抗病性( major gene resistance):由单 个或少数几个主效基因控制,按孟德尔法则遗传, 抗病性表现为质量性状 2、微效基因抗病性( minor gene resistance),由多数 微效基因控制,抗病性表现为数量性状
按照遗传方式的不同区分 • 1、主效基因抗病性(major gene resistance) ：由单 个或少数几个主效基因控制，按孟德尔法则遗传， 抗病性表现为质量性状； • 2、微效基因抗病性(minor gene resistance)，由多数 微效基因控制，抗病性表现为数量性状
按照小种专化性区分 1、小种专化抗病性race- -specific resistance):对锈菌、白粉菌、 霜霉菌以及其它专性寄生物和稻瘟病菌等部分兼性寄生物,寄主 的抗病性可以仅仅针对病原物群体中的少数几个特定小种,具有 该种抗病性的寄主品种与病原物小种间有特异性的相互作用。小 种专化性抗病性是由主效基因控制的,抗病效能较高,是当前抗 病育种中所广泛利用的抗病性类别,其主要缺点是易因病原物小 种组成的变化而“丧失” 2、非小种专化抗病性( race-nonspecific resistance):具有该种抗 病性的寄主品种与病原物小种间没有明显特异性相互作用,是由 微效基因控制的,针对病原物整个群体的一类抗病性
按照小种专化性区分 • 1、小种专化抗病性(race—specific resistance)：对锈菌、白粉菌、 霜霉菌以及其它专性寄生物和稻瘟病菌等部分兼性寄生物，寄主 的抗病性可以仅仅针对病原物群体中的少数几个特定小种，具有 该种抗病性的寄主品种与病原物小种间有特异性的相互作用。小 种专化性抗病性是由主效基因控制的，抗病效能较高，是当前抗 病育种中所广泛利用的抗病性类别，其主要缺点是易因病原物小 种组成的变化而“丧失”。 • 2、非小种专化抗病性(race—nonspecific resistance)： 具有该种抗 病性的寄主品种与病原物小种间没有明显特异性相互作用，是由 微效基因控制的，针对病原物整个群体的一类抗病性
基因对基因学说 本世纪50年代由Flor所提出的“基因对基因学说”( gene-for-gene theory)阐明了抗病性的遗传学特点 该学说认为对应于寄主方面的每一个决定抗病性的基因,病原物方 面也存在一个决定致病性的基因。反之,对应于病原物方面的每 个决定致病性的基因,寄主方面也存在一个决定抗病性的基因。任 何一方的有关基因都只有在另一方相对应的基因作用下才能被鉴别 出来。 基因对基因学说不仅可用以改进品种抗病基因型与病原物致病性基 因型的鉴定方法,预测病原物新小种的出现,而月对于抗病性机制 和植物与病原物共同进化理论的研究也有指导作用
基因对基因学说 • 本世纪50年代由Flor所提出的“基因对基因学说”(gene—for—gene theory)阐明了抗病性的遗传学特点。 • 该学说认为对应于寄主方面的每一个决定抗病性的基因，病原物方 面也存在一个决定致病性的基因。反之，对应于病原物方面的每一 个决定致病性的基因，寄主方面也存在一个决定抗病性的基因。任 何一方的有关基因都只有在另一方相对应的基因作用下才能被鉴别 出来。 • 基因对基因学说不仅可用以改进品种抗病基因型与病原物致病性基 因型的鉴定方法，预测病原物新小种的出现，而月对于抗病性机制 和植物与病原物共同进化理论的研究也有指导作用
按照寄主植物的抗病机制区分 1、被动抗病性( passive resistance):植物与病原物接触前即已具 有的性状所决定的抗病性。 2、主动抗病性( active resistance):受病原物侵染所诱导的寄主保 卫反应。 植物抗病反应是多种抗病因素共同作用、顺序表达的动态过程, 根据其表达的病程阶段个同,又可划分为抗接触、抗侵入、抗扩 展、抗损失和抗再侵染。其中,抗接触又称为避病 (disease escape) 抗损害又称为耐病( diseae tolerance),而植物的抗再浸染特性则通 称为诱发抗病性( iduced resistance)
按照寄主植物的抗病机制区分 • 1、被动抗病性(passive resistance) ：植物与病原物接触前即已具 有的性状所决定的抗病性。 • 2、主动抗病性(active resistance)：受病原物侵染所诱导的寄主保 卫反应。 • 植物抗病反应是多种抗病因素共同作用、顺序表达的动态过程， 根据其表达的病程阶段个同，又可划分为抗接触、抗侵入、抗扩 展、抗损失和抗再侵染。其中，抗接触又称为避病(disease escape)， 抗损害又称为耐病(diseaea tolerance)，而植物的抗再浸染特性则通 称为诱发抗病性(iduced resistance)
第二节植物受侵染后的生理生化变化 植物被各类病原物侵染后,发生一系列具有共同特点的 生理变化。 植物细胞的细胞膜透性改变和电解质渗漏是侵染初期重 要的生理病变,继而出现呼吸作用、光合作用、核酸和 蛋白质、酚类物质、水分生理以及其它方面的变化。 研究病植物的生理病变对了解寄主一病原物的相互关系 有重要意义
第二节 植物受侵染后的生理生化变化 • 植物被各类病原物侵染后，发生一系列具有共同特点的 生理变化。 • 植物细胞的细胞膜透性改变和电解质渗漏是侵染初期重 要的生理病变，继而出现呼吸作用、光合作用、核酸和 蛋白质、酚类物质、水分生理以及其它方面的变化。 • 研究病植物的生理病变对了解寄主—病原物的相互关系 有重要意义
呼吸作用增强:呼吸强度提高是寄主植物对病原物侵染的一个重要的早期 反应 二、光合作用降低:病原物的侵染对植物最明显的影响是破坏了绿色组织,减 少了植物进行正常光合作用的面积,光合作用减弱。 、核酸和蛋白质代谢改变:植物受病原物侵染后核酸代谢发生了明显的变化 病原真菌侵染前期,病株叶肉细胞的细胞核和核仁变大,RNA总量增加,侵染 的中后期细胞核和核仁变小,RNA总量下降 四、酚类物质和相关酶活性增强:各类病原物浸染还引起一些酚类代谢相关酶 的活性增强,其中最常见的有苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶、过氧化轻 酶和多酚氧化酶等,以苯丙氨酸解氨酶和过氧化物酶最重要。 五、水分生理改变:植物叶部发病后可提高或降低水分的蒸腾,依病害种类不 同而异。麦类作用感染锈病后,叶片蒸腾作用增强,水分大量散失。多种病原 物侵染引起的根腐病和维管束病害显著降低根系吸水能力,阻滞导管液流上升
• 一、呼吸作用增强：呼吸强度提高是寄主植物对病原物侵染的一个重要的早期 反应。 • 二、光合作用降低：病原物的侵染对植物最明显的影响是破坏了绿色组织，减 少了植物进行正常光合作用的面积，光合作用减弱。 • 三、核酸和蛋白质代谢改变：植物受病原物侵染后核酸代谢发生了明显的变化。 病原真菌侵染前期，病株叶肉细胞的细胞核和核仁变大，RNA总量增加，侵染 的中后期细胞核和核仁变小，RNA总量下降。 • 四、酚类物质和相关酶活性增强：各类病原物浸染还引起一些酚类代谢相关酶 的活性增强，其中最常见的有苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶、过氧化轻 酶和多酚氧化酶等，以苯丙氨酸解氨酶和过氧化物酶最重要。 • 五、水分生理改变：植物叶部发病后可提高或降低水分的蒸腾，依病害种类不 同而异。麦类作用感染锈病后，叶片蒸腾作用增强，水分大量散失。多种病原 物侵染引起的根腐病和维管束病害显著降低根系吸水能力，阻滞导管液流上升
第三节植物的抗病机制 植物在与病原物长期的共同演化过程中,针对病原物的多种致病 手段,发展了复杂的抗病机制 研究植物的抗病机制,可以揭示抗病性的本质,合理利用抗病性 达到控制病害的目的。 植物的抗病机制是多因素的,有先天具有的被动抗病性因素,也 有病原物侵染引发的主动抗病性因素。 按照抗病因素的性质则可划分为形态的、机能的和组织结构的抗 病因素,即物理抗病性因素( physical defense),以及生理的和生物 化学的因素,即化学抗病性因素( chemical defence)
第三节 植物的抗病机制 • 植物在与病原物长期的共同演化过程中，针对病原物的多种致病 手段，发展了复杂的抗病机制。 • 研究植物的抗病机制，可以揭示抗病性的本质，合理利用抗病性， 达到控制病害的目的。 • 植物的抗病机制是多因素的，有先天具有的被动抗病性因素，也 有病原物侵染引发的主动抗病性因素。 • 按照抗病因素的性质则可划分为形态的、机能的和组织结构的抗 病因素，即物理抗病性因素(physical defense)，以及生理的和生物 化学的因素，即化学抗病性因素(chemical defence)
物理的被动抗病性因素 植物被动抗病的物理因素是植物固有的形态结构特征,它们主要以其 机械坚韧性和对病原物酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入和扩展 ·1、植物表皮以及被覆在表皮上的蜡质层、角质层等构成了植物体抵抗 病原物侵入的最外层防线。 2、植物表皮层细胞壁发生钙化作用或硅化作用,对病原菌果胶酶水解 作用有较强的抵抗能力 ·3、气孔的结构、数量和开闭习性也是抗侵入因素。 4、植物受到机构伤害后,可在伤口周围形成本栓化的愈伤周皮( wound periderm),能有效地抵抗从伤口侵入的病原细菌和真菌。 5、纤维素细胞壁对一些穿透力弱的病原真菌也可成为限制其侵染和定 植的物理屏障。 6、植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁都可能积累木质素( lignin),从 而阻止病原菌的扩展
一、物理的被动抗病性因素 • 植物被动抗病的物理因素是植物固有的形态结构特征，它们主要以其 机械坚韧性和对病原物酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入和扩展。 • 1、植物表皮以及被覆在表皮上的蜡质层、角质层等构成了植物体抵抗 病原物侵入的最外层防线。 • 2、植物表皮层细胞壁发生钙化作用或硅化作用，对病原菌果胶酶水解 作用有较强的抵抗能力。 • 3、气孔的结构、数量和开闭习性也是抗侵入因素。 • 4、植物受到机构伤害后，可在伤口周围形成本栓化的愈伤周皮(wound periderm)，能有效地抵抗从伤口侵入的病原细菌和真菌。 • 5、纤维素细胞壁对一些穿透力弱的病原真菌也可成为限制其侵染和定 植的物理屏障。 • 6、植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁都可能积累木质素(lignin)，从 而阻止病原菌的扩展