普通植物病理学第九章原核生物笔记

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  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firmicutes 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(0.5-0.8um×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番红复染
  保持紫阳性
  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;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,因此通过乙醇脱后仍呈无,再经番红等红染料复染,就使革兰氏阴性菌呈红。
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体(colony)
    菌苔:由较多细菌长出的体。(lawn)
    植物病原细菌:灰白少数黄
    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,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
()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素产生。
    2、生理生化形状  革兰氏染反应和抗酸染反应,细胞壁结构和组分,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。
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。
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。
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
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,灰白至白,质地黏稠,不产生素。
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。
    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)
  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、白或褐。
    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,产生非水溶性黄素。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

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