植物抗病性植物的抗病性專家講座第1頁亞麻立枯病病苗亞麻假黑斑病葉尖變褐枯死植物的抗病性專家講座第2頁

大豆猝倒病大豆立枯病

植物的抗病性專家講座第3頁寄主植物抑制或延緩病原活動能力稱為抗病性（resistance）。抗病性表現(xiàn)，是在一定環(huán)境條件影響下寄主植物抗病性基因和病原物致病基因相互作用結(jié)果，是由長久進化過程所形成。植物抗病性是相正確。在寄主和病原物相互作用中抗病性表現(xiàn)程度有階梯性差異，能夠表現(xiàn)為輕度抗病、中度抗病、高度抗病或完全免疫。一個植物或一個植物品種抗病性，普通都由綜合性狀組成，每一性狀由基因控制。在病原物侵染寄主植物前和整個侵染過程中，植物以各種原因、各種方式、多道防線來抵抗病原物侵染和為害。不一樣植物、不一樣品種對對應(yīng)病原物抗病機制各有不一樣。

植物的抗病性專家講座第4頁病原微生物對作物傷害一：水分平衡失調(diào)作物染病后，首先表現(xiàn)為水平衡失調(diào)，許多作物病害經(jīng)常以萎蔫或猝倒為特征，水分平衡失調(diào)原因有1：有些病原微生物破壞根部，使植物吸水能力下降2：維管束被堵塞，水分向上運輸中止，有些是細菌或真菌本身堵塞莖部，有些是微生物或作物產(chǎn)生膠質(zhì)或黏液沉積在導(dǎo)管，有些是導(dǎo)管形成胼胝體而使導(dǎo)管不通3：蒸騰加強，因為病原微生物破壞作物結(jié)構(gòu)，透性加大，散失水分就快。植物的抗病性專家講座第5頁部分小麥出現(xiàn)萎蔫部分油菜出現(xiàn)萎蔫植物的抗病性專家講座第6頁二：呼吸作用加強

呼吸作用加強染病作物呼吸作用大大加強，染病組織呼吸普通比健康組織增加10倍。呼吸加強原因，首先是病原微生物本身含有強烈呼吸作用；另首先是寄主呼吸速率加緊。因為健康組織酶與底物在細胞里是被分區(qū)隔開，病害侵染后間隔被打破，酶與底物直接接觸，呼吸作用就加強；與此同時，染病部位附近糖類都集中到染病部位，呼吸底物增多，呼吸就加強。因為病害引發(fā)強烈呼吸，其氧化磷酸化解偶聯(lián)，大部分能量以熱能形式釋放出來，所以，染病組織溫度大大升高，反過來又促進呼吸

植物的抗病性專家講座第7頁三：光合作用下降病原物侵染，對光合作用產(chǎn)生了多方面影響。1、破壞了綠色組織，降低了植物進行正常光合作用能力，如馬鈴薯晚疫病，減產(chǎn)程度與葉片被破壞程度成正比。2、使葉綠素含量降低，因為葉綠素被破壞，葉綠素合成受抑制，也造成光合能力下降。3、光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移也受到病原物侵染影響，病原組織可因α淀粉酶活性下降，造成淀粉積累，發(fā)病部位有機物積累原因亦可能是：（1）光合產(chǎn)物輸出受阻（2）來自健康組織光合產(chǎn)物輸入增加所造成植物的抗病性專家講座第8頁四：生長改變一些病害癥狀（如形成腫瘤、偏上生長、生長速率猛增等）與植物激素含量增多相關(guān)。組織在染病過程中，同時大量形成各種植物激素，其中以吲哚乙酸是最突出。試驗證實，銹病能提升小麥植株吲哚乙酸含量，而小麥抗銹特征與組織中較高吲哚乙酸氧化酶活性相關(guān)，這種酶能氧化分解吲哚乙酸，所以，這種酶活性高，就能使染病組織吲哚乙酸水平下降。有些病害病征是赤霉素代謝異常所致，比如，小麥叢矮病是因為病毒侵染使小麥植株赤霉素含量下降，植株矮化，噴施赤霉素即可得到改進。水稻惡苗病就是因為感染赤霉菌，使植株徒長。

植物的抗病性專家講座第9頁小麥叢矮病植物的抗病性專家講座第10頁水稻惡苗病植物的抗病性專家講座第11頁作物對病原微生物抵抗（一）加強氧化酶活性當(dāng)病原微生物侵入作物體時，該部分組織氧化酶活性加強，以抵抗病原微生物。凡是葉片呼吸旺盛、氧化酶活性高馬鈴薯品種，對晚疫病抗性較大；凡是過氧化物酶、抗壞血酸氧化酶活性高甘藍品種，對真菌病害抵抗力也較強。這就是說，作物呼吸作用與抗病能力呈正相關(guān)。呼吸加強為何能減輕病害呢？原因是：1．分解毒素病原菌侵入作物體后，會產(chǎn)生毒素（如黃萎病產(chǎn)生多酚類物質(zhì)，枯萎病產(chǎn)生鐮刀菌酸），把細胞毒死。旺盛呼吸作用就能把這些毒素氧化分解為二氧化碳和水，或轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)。2．促進傷口愈合有病菌侵入作物體后，植株表面可能出現(xiàn)傷口。呼吸有促進傷口附近形成木栓層作用，傷口愈合快，把健康組織和受害部分隔開，不讓傷口發(fā)展。3．抑制病原菌水解酶活性病原菌靠本身水解酶作用，把寄主有機物分解，供它本身生活之需。寄主呼吸旺盛，就抑制病原菌水解酶活性，因而預(yù)防寄主體內(nèi)有機物分解，病原菌得不到充分養(yǎng)料，病情擴展就受限制。植物的抗病性專家講座第12頁二：促進組織壞死

有些病原真菌只能寄生在活細胞里，在死細胞里不能生存。抗病品種細胞與這類病原菌接觸后，會形成廣譜防御以抵抗病原體侵入。一個普通防御是過敏響應(yīng)（hypersensitiveresponse），奪去受侵染附近細胞養(yǎng)料，使病原體得不到適當(dāng)環(huán)境而死亡。病害就被局限于某個范圍而不能發(fā)展。所以，組織壞死是一個保護性反應(yīng)。除此之外，在過敏響應(yīng)之前，在受侵染細胞附近，時常產(chǎn)生活性氧，包含O-2?，H2O2和·OH。質(zhì)膜上依賴NADPH氧化酶會產(chǎn)生O-2?，然后轉(zhuǎn)變?yōu)椤H和H2O2，·OH基是最強氧化劑，能開啟一些有機分子自由基鏈反應(yīng)，造成脂類過氧作用，酶鈍化和核酸降解。所以，活性氧作為過敏反應(yīng)一部分使細胞死亡或直接殺死病原體。植物的抗病性專家講座第13頁三：產(chǎn)生抑制物質(zhì)作物體內(nèi)產(chǎn)生一些對病原微生物有抑制作用物質(zhì)，因而使作物有一定抗病性。植物對一些病原微生物抵抗力與植物遺傳性親密相關(guān)，抗病育種依據(jù)就在此。比如，銀杏對各種病害都含有高度免疫力。即使在同一植物不一樣品種中，對某一病害抵抗力也不一樣。棉花中海島棉對枯萎病完全沒有抵抗力，而中棉對枯萎病卻有較高抗病力。植物對病原微生物有防御反應(yīng)物質(zhì)很多，主要有以下幾個類型：植物的抗病性專家講座第14頁1．植物防御素：植物防御素（phytoalexin，也稱植物抗毒素或植保素）是植物受侵染后才產(chǎn)生一類低分子量抗病原微生物化合物。植物在受侵染前沒有植物防御素，一旦受侵染后就會形成。植物防御素能抑制微生物生長。普遍認(rèn)為，植物防御素功效是專門起防御病斑擴展作用。當(dāng)病原菌入侵形成侵入點后，就在侵入點四面組織形成壞死斑，限制病菌擴展，它產(chǎn)生速率和積累數(shù)量與抗病程度相關(guān)。植物的抗病性專家講座第15頁2．木質(zhì)素植物感染病原微生物后，木質(zhì)化作用加強，增加木質(zhì)素以阻止病原菌深入擴展。有些人用霜霉菌感染蘿卜根，與對攝影比，不但木質(zhì)素在量上增加，而且在質(zhì)上也有區(qū)分。對照組木質(zhì)素含有丁香酰單位（從芥子醇衍生而來），而處理木質(zhì)素含有較多愈創(chuàng)木酰單位（從松柏醇衍生而來）。因為異黃酮類植物防御素和木質(zhì)素生物合成都必需經(jīng)過苯丙氨酸解氨酶（PAL）催化，所以PAL活性與抗病性親密相關(guān)

植物的抗病性專家講座第16頁3．抗病蛋白當(dāng)病原微生物侵染寄主植物時，植物能生成一些抗病蛋白質(zhì)和酶，以抵抗病原體傷害。抗病蛋白包含幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶、植物凝集素以及病原相關(guān)蛋白等。植物凝集素是一類能與多糖結(jié)合或使細胞凝集蛋白，多數(shù)為糖蛋白。小麥、大豆和花生凝集素能抑制各種病原菌菌絲生長和孢子萌發(fā)。水稻胚中凝集素能使稻瘟病菌孢子凝集成團，甚至破裂植物的抗病性專家講座第17頁4．激發(fā)子幾年前科學(xué)家分離出20種植物抵抗真菌、細菌和線蟲基因，稱R基因（Rgene）。這些R基因大部分編碼蛋白受體，它認(rèn)識并與病原體尤其分子結(jié)合，這個防御病原體信號就叫做激發(fā)子（elicitor）。它們包含蛋白、多肽、固醇、多糖片段、病原體細胞壁、外膜或分泌過程。

植物的抗病性專家講座第18頁抗病育種選育抗病品種是作物病害防治中基本方法。其路徑有引種、選種、雜交育種等。為此要廣泛搜集抗病性資源(簡稱抗源)。普通認(rèn)為，在寄主和病原物共同發(fā)源地或歷史性經(jīng)常發(fā)病地域，常存在著較為豐富抗源。栽培植物近緣野生種和古老農(nóng)家品種也常含抗各種病害抗源。育種時原始材料、親本和雜交后代群體或人工誘變后代群體，都必須經(jīng)過既嚴(yán)格又適度抗病性判定。

植物的抗病性專家講座第19頁抗病育種工作中存在問題，一是抗病和豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)常存在矛盾,往往抗病性強品種,其性狀欠佳；一是主要病害與次要病害關(guān)系處理。抗病品種推廣后，往往是所能抵抗病害減輕了，但另一些原屬次要病害急劇上升。為此，抗病性與農(nóng)藝性狀兼顧，在抗主要病害同時適當(dāng)兼顧抗其它病害，使品種抗病性能穩(wěn)定持久，應(yīng)是抗病育種主要戰(zhàn)略目標(biāo)。另外，還應(yīng)重視相反抗病性（中等抗病）選拔和利用，以利于生態(tài)平衡和環(huán)境保護。植物的抗病性專家講座第20頁研究前景植物遺傳結(jié)構(gòu)單一化