植物为什么会生病?病原物是如何使植物生病的?

就像人和动物会生病一样,植物也会生病。农业上,让植物生病的原因很多,除了病毒细菌的感染外,也会因营养元素缺乏或环境污染引起庄稼生病,但有一点是肯定的,如果植物生长在健康的环境中,本身根繁叶茂,就基本不会生病,或者有点小病植物也能够依靠自身的“免疫”力量抵抗过去。

植物生病的原因即病原可分为生物病原和非生物病原。

一、生物病原

生物病原都是寄生物。寄生物都具有寄生性,即一种生物从他种生物获取营养的性能。有些寄生物是专性寄生的,不能在人工培养基上培养:另一些是非专性寄生的,能在人工培养基上培养。生物病原都具有致病性,即引致疾病的能力。引起的疾病可相互传染,称为传染性病。

按最新的生物分类系统,生物病原分布在以下7界:

1、真菌界

多细胞真核生物,细胞壁主要成分为几丁质,无维管束,无叶绿素,营养体丝状,孢子繁殖。本界生物包括原菌物界除黏菌和卵菌以外的成员,称为真菌。

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2、色藻界

多细胞真核生物,细胞壁主要成分为纤维素,不含叶绿素a和b。本界生物主要是一些有各种颜色的藻类以及原菌物界的卵菌。藻类含有的叶绿素为叶绿素c,卵菌则不含叶绿素。

3、原生界

单细胞真核生物,无细胞壁,不含叶绿素。本界生物中的病原物如植原虫和原菌物界黏菌门中的根肿菌(营养体为无壁的原生质团)。

4、细菌界

单细胞原核生物,细胞中无真正的核,DNA游离在细胞中。本界生物称为细菌。

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5、病毒界

分子生物,由核酸和蛋白质或其中之一组成。本界生物称为病毒(核酸+蛋白质)、类病毒(核酸)或朊病毒(蛋白质)。

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6、动物界

多细胞真核生物,无细胞壁,不含叶绿素。本界生物中的病原物如线虫(蠕虫状)。

7、植物界

多细胞真核生物,细胞壁主要成分为纤维素,含叶绿素a和b。本界生物中的病原物如寄生性种子植物(有维管束,无根,有吸盘,有叶或退化,种子繁殖)。

二、非生物病原

非生物病原也称逆境,引起的疾病不相互传染,称非传染性疾病。逆境主要有以下10种:

1、极端温度 如高温导致植物不育、寒害、冻害等。

2、极端土壤水分 如旱害、积水等。

3、极端光照 如缺光性黄化、日灼等。

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4、极端pH值 如土壤过酸或过碱。

5、缺氧 如缺氧性烂根等。

6、缺素或过剩 如缺铜、缺锌、缺铁症。

7、无机盐毒害 如盐害等。

8、大气污染 如烟草气候斑等。

9、药害 如施农药或化肥不当而造成的叶枯、叶斑、枯萎、不育等。

10、栽培不当 如种植过密、施肥过多或氮、磷、钾配比不当等。

那么,病原物又是如何使植物生病的?



病原物的侵染过程

病原物的侵染过程就是病原物与寄主植物可侵染部位接触,并侵入寄主植物,在植物体内繁殖和扩展,然后发生致病作用,显示病害症状的过程,也是植物个体遭受病原物侵染后的发病过程,简称病程。

病程可分为四个时期:接触期、侵入期、潜育期和发病期。

一、接触期

接触期是病原物与寄主接触,或到达能够受到寄主外渗物质影响的根围或叶围后,开始向侵入部位生长或运动,并形成某种侵入结构的一段时长,称接初期。

病原物的传播体(如真菌孢子、菌丝、细菌细胞、病毒粒体、线虫等)可以通过气流、雨水、昆虫等各种途径传播。在传播过程中,只有少部分的传播体被传播到寄主的可感染部位,大部分都落在不能侵染的植物或其他物体上。病原物在接触期间要受到外界各种复杂因素的影响。植物根部的分泌物可促使病原真菌、细菌和线虫等或其他休眠体的萌发或引诱病原的聚集。如根的分泌物可使植物寄生线虫在根部聚集,是与根的生长所产生的二氧化碳和某些氨基酸等有关。

植物为什么会生病?病原物是如何使植物生病的?

在接触期,除受到寄主植物分泌物的影响外,还受到根围土壤中其他微生物的影响。如有些腐生的根围微生物能产生抗菌物质,可抑制或杀死病原物。将有拮抗作用的微生物施入土壤,或创造有利于这些微生物生长的条件,往往可以防治一些土壤传播的病害。

大气的湿度和温度对接触期的病原物影响最大。许多真菌孢子,在湿度接近饱和的条件下,虽然也能萌发,但不及在水滴中好。如稻梨孢菌的粉生孢子,在饱和湿度的空气中,萌发率不到1%,而在水滴中达到86%。

温度主要影响真菌孢子的萌发和侵入的速度,各种真菌孢子萌发都有一定的温度范围,因真菌种类不同而异,一般的最适温度在20~25摄氏度

二、侵入期

从病原物侵入寄主到与寄主建立寄生关系的这段时长,称为病原物的侵入期。

植物病原物几乎都是内寄生的,只有极少数是外寄生的。如引起植物白粉病的白粉病菌,但一般都需要产生吸器伸入植物表皮细胞中。植物寄生线虫也有外寄生的,它们以头、颈伸入植物组织中吸吮植物的汁液;寄生性种子植物也要在寄主组织内形成吸盘,所以都有侵入问题。

1、侵入途径和方式

病原物的种类不同,其侵入途径和方式也不同。真菌大都是以孢子萌发形成的芽管或者以菌丝从自然孔口或伤口侵入,有的还能从角质层或者表皮直接侵入。植物病原细菌主要是通过自然孔口和伤口侵入。植物病毒的侵入都是从各种方式造成的微伤口侵入。

(1)直接侵入。 是指病原物直接穿透寄主的角质层和细胞壁的过程。植物的角质层是由比较复杂的物质组成。主要有蜡质、角皮质和类脂化合物。细胞壁的成分主要是纤维素、半纤维素、果胶化合物和糖蛋白。一部分真菌具有直接侵入的特性,其侵入的过程:落在植物表面的真菌孢子,在适应的条件下萌发产生芽管,芽管的顶端可以膨大而形成附着孢,附着孢以它分泌的黏液将芽管固定在植物的表面,然后从附着孢上产生较细的侵染丝,以侵染丝穿过植物的角质层,进入细胞内。

(2)自然孔口侵入。 植物体表有许多自然孔口,如气孔、水孔、皮孔、蜜腺等。许多真菌和细菌就是由上述某一或几种孔口侵入的,其中以气孔侵入的最为普遍。如多种锈菌的夏孢子,霜霉病菌的游动孢子或孢子囊,及许多引起叶斑病的细菌等。真菌孢子落在植物叶片表面,在适应条件下萌发成为芽管,因趋化性芽管向气孔处伸长,或无趋化现象而仅凭机会伸长到气孔上方,芽管顶端再生长伸长侵入气孔。另一种情况如小麦锈菌、夏孢子萌发形成芽管,然后形成附着胞和侵染丝,以侵染丝从气孔侵入。

从气孔侵入的细菌,其寄主孔口上必须有水滴或水膜,细菌在其中靠寄主少量的外渗营养进行初步繁殖,然后在水中游动侵入孔内。

(3)伤口侵入。 植物体表常有机械、病虫等外界因素造成的伤口。此外,还有一些自然伤口,如叶痕和支根生出处。许多病原菌既可从伤口侵入,又可以从自然孔口侵入;而有些病原菌则只能从伤口侵入,它们是严格的伤口侵入菌。伤口侵入的病原菌常需要在伤口表面进行短期生长和繁殖,才能侵入健康组织。病毒、类菌原体等只能从微伤口侵入。介体昆虫,机械摩擦或嫁接等在传播它们的过程中即可造成微伤,同时把它们引入细胞内。某些细菌或致病性较弱的次生侵染真菌,可以侵入由初次侵染病菌造成的伤口,引起发病。

2、侵入所需环境条件

病原菌的侵入能否顺利地完成,需要有适应的环境条件配合。环境条件既对寄主的抗病性有一定的影响,同时也影响病原物的侵入活动。环境条件中影响最大的是温度和湿度

3、侵入期所需时长

病原物侵入所需要的时长因病原物种类不同而有差异。病毒的侵入与传播紧密相连,瞬时即完成;细菌的侵入所需时长也较短,在最适条件下,不过几十分钟;真菌侵入所需时长较长,大多数真菌在最适应的条件下需要几小时,但很少超过24小时。

三、潜育期

潜育期指病原物侵入后和寄主建立寄生关系到出现明显的症状的阶段。潜育期是病原物在寄主体内夺取营养进行扩展、发育的时期,也是病原物与寄主进行激烈斗争和相互适应的时期。病原物只有克服了寄主的反抗力,建立起稳定的寄生关系,症状才逐渐地表现出来。

在病原物与寄主建立寄生关系中,营养关系是最基本的。病原物从寄主获得营养的方式大致可以分为两种。第一种为活体营养型,病原物直接从寄主的活细胞中吸取养分,通常以菌丝在细胞间发育蔓延,以吸器伸入活细胞内吸收营养,属于这类的病原物都是专性寄生,如锈菌、白粉菌、霜霉菌;第二种为死体营养型,病原物先杀死寄主的细胞和组织,然后从死亡的细胞中吸收养分。属于这一类的病原物都是非专性寄生的,它们产生酶或毒素的能力强,所以对植物的破坏性大。它们虽然可以寄生在植物上,但是获得营养的方式还是腐生的。

病原物在植物体内的扩展,有的局限在侵染位点附近,称为局部侵染,如常见的各种叶斑病;有的则从侵染位点向各个部位蔓延,甚至引起全株的感染,称为系统侵染,如郁金香翠花病、番茄病毒病等。

1、潜育期长短与病原菌种类有关

各种病害种类潜育期长短差异很大。短的只有几天,长的可达1年。大多数叶部真菌病害潜育期一般10天左右。

2、环境对潜育期长短的影响

病害潜育期长短受环境条件的影响,其中以温度的影响最大。如葡萄霜霉病的潜育期在23摄氏度下为4天,21摄氏度下为13天,29摄氏度下为8天。对大多数病害来说,湿度对潜育期长短影响不大,因为病原物已从寄主内部取得所需要的水分,外界湿度已不成为限制因素。但如果植物组织中的湿度高,尤其是细胞间充水时,则有利于病原物在组织内的发育和扩展,潜育期相应缩短。

一般来说,局部侵染的病害,潜育期长短受环境影响大,并成为决定流行速度的重要因素之一。潜育期越短,再次侵染次数越多,病害流行越严重。系统侵染的真菌性病害潜育期受环境条件影响较小。病毒病潜育期长短因温度而有明显变化。潜育期长短还受寄主抗病性影响。

3、潜育期中引起的寄主内部病变

在潜育期时,病原物在植物体内繁殖和蔓延,消耗了植物的养分和水分。同时,由于病原物分泌的酶、毒素和生长激素,破坏了植物的细胞和组织,植物的新陈代谢发生了显著的改变。先是生理上的改变,继而引起组织的改变,最后表现在外部形态上的变化,即出现症状标志着潜育期的结束。

四、发病期

指症状出现后病害进一步发展的时期。病害发生的轻重,也受上述寄主生长、温度高低等因素的影响。症状的出现是寄主生理病变和组织病变的必然结果,并标志着一个侵染程序的结束。发病期病原由营养生长转入生殖生长阶段,即进入产孢期,产生各种孢子(真菌病害)或其他繁殖体。新生的病原物的繁殖体为病害的再次侵染提供了主要的来源。真菌孢子形成的速度和数量与外界条件中的温度和湿度关系很大。孢子产生的最适温度一般在25摄氏度左右,高的湿度能促进孢子的产生,如马铃薯晚疫病和多种霜霉病等只有在相对湿度饱和或接近饱和时才能产生孢子,形成霉层。若天气干燥,特别是高温干燥,虽然病状显露,但并无孢子形成。只有遇到高湿后,才产生孢子。细菌性病害的症状往往是产生脓状物,其中含有大量的细菌个体。病毒由于在寄主细胞内寄生,在寄主体外不表现病征。在多数情况下,症状表现的部位都与病原物侵入扩展的范围相一致。例如各种斑点性病害,在侵染点及其周围形成病斑。但有些病害侵入扩展范围与症状表现部位不一致,如各种黑穗病,通常在幼芽时侵染,在穗部表现症状;又如根病,侵染在根部,症状则常在植株地上部表现。

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