《植物免疫学》PPT课件

植物免疫学第一章绪论Table of Contents1.1 抗病性利用与植物病害防治植物病害是作物生产的最大威胁之一▪1844—1846年，马铃薯晚疫病流行，造成爱尔兰饥荒▪1870年，咖啡锈病流行，斯里兰卡的咖啡生产全部毁产▪1942年，水稻胡麻斑病流行，造成孟加拉饥荒▪1950年，小麦条锈病大流行，我国损失小麦120亿斤▪1970年、1971年，玉米小斑病流行，美国玉米遭受重大损失1.1 抗病性利用与植物病害防治抗病性利用在植物病害防治中的作用▪利用抗病性来防治植物病害，是人类最早采用的防治植物病害的方法▪“综合治理”策略中，抗病性利用是最基本、最重要的措施▪经济、简便、易行，且不污染环境1.2 植物免疫学1.2.1 植物免疫学植物免疫学（plant immunology）是关于植物抗病性原理和应用的综合学科，以植物与病原物的相互作用为主线，探索植物免疫的本质，合理实行人为干预，以达到有效而持久控制植物病害的目的植物病理学的一门新兴分支学科系统研究植物的抗病性的类型、机制和遗传、变异规律及植物抗病性合理利用，使其在植物病害防治中发挥应有的作用1.2 植物免疫学1.2.2 植物免疫学的研究内容①植物抗病性的性质、类型、遗传特点和作用机制②植物病原物致病性的性质、类型、遗传特点和作用机制③植物与病原物的识别机制和抗病信号的传递途径④植物抗病性鉴定技术、抗病种质资源、抗病育种和抗病基因工程⑤病原物群体毒性演化规律、监测方法和延长品种抗病性持久度的途径和方法⑥人工诱导植物免疫的原理和方法1.2 植物免疫学1.2.3 植物免疫学与其它学科的关系▪以植物病理学、生物化学、遗传学和分子生物学为基础▪基础理论层面：与植物病原学、植物生理学、真菌生理学、细胞学、生物物理学等学科有密切关系▪应用层面：与植物育种学关系最密切，与植物保护学、作物栽培学、植物遗传工程、农业生物技术、田间试验与统计等学科有密切关系▪在植物病理学各分支学科中，植物免疫学与生理植物病理学、分子植物病理学最接近，内容有所重叠，但学科范畴和侧重点不同1.3 植物免疫学发展简史1.19世纪中期至20世纪初期阶段（萌芽阶段）•1380年，英国选种家J. Clark用马铃薯“早玫瑰”品种与“英国胜利”杂交育成抗晚疫病品种“马德波特∙沃皮特”•L. Liebig，1863发现增施磷肥可提高马铃薯对晚疫病的抗性，偏施氮肥可加重发病•1896年，J. Eriksson和E. Hening发现小麦对锈病的反应有严重感染、轻度感染和近乎完全抵抗3种类型，并建议在生产上应用近乎完全抵抗的品种•1879年和1894年，Shrodter和Eriksson先后发现醋梨锈病菌（Puccinia caricis）和禾谷类秆锈菌（Puccina graminis）有寄生专化现象1.3 植物免疫学发展简史2.20世纪30〜70年代（学科体系建立和完善的阶段）（一）开始建立了遗传学理论•1900年，G. J. Mendel的遗传定律被重新肯定，为植物抗病性的研究和利用提供了遗传学理论•1905年，R. H. Biffen用小麦抗条锈品种American Club与感锈品种Michigan Bronze杂交和用大麦抗白粉病品种与感病品种杂交证明，植物的抗病性不但可以遗传，而且是按照孟德尔的遗传定律遗传•1909年N. A. Orton用栽培种西瓜Eden与饲料西瓜Citon杂交，并按照孟德尔的遗传定律在子2代和子3代继续选择，选出了抗萎蔫病食用西瓜“胜利者”（二）发现病菌有生理分化现象▪1917年，E. C. Stakman和F. J. Piemeisel发现小麦秆锈菌内有生理小种的分化（三）开始研究病原菌致病性的遗传和变异▪1904年，Blackeslee发现毛霉菌有异宗配合现象▪1927年，G. H. Criegie发现秆锈菌有异宗配合现象▪1932年，A. F. Hansen和Smith还在半知菌中发现有异核性（四）提出了一些有关植物免疫机制的学说▪Ward，1902，毒素和抗毒学说▪Comes，1910，酸度学说▪Dougal，1910，渗透压学说▪Rivera，1913，膨压学说▪Κричевский，1916，抗体、拟抗体学说▪瓦维洛夫，1919，植物免疫发生学说▪瓦维洛夫，于1939年出版了“植物对侵染性病害的免疫学”专著20世纪中期阶段▪H. H. Flor，1942，提出“基因对基因”假说（gene-for-gene hypothesis）▪植物病原菌致病性的遗传和变异研究：病菌可以通过准性生殖（parasexualism）产生变异（Pontecorvo，1953）；▪在植物抗病性的遗传变异规律和寄主与病原物相互关系方面取得了较大进展▪开始物理、化学和人工免疫研究▪在植物抗病机制方面做了大量研究，提出了一些新的假说。

植物免疫学名词1.生理小种：是病原菌种、变种或专化型内形态特征相同，但生理特性不同的类群，可以通过对寄主品种的致病性，即毒性的差异区分开来。

2.变种：除了寄生专化性差异外形态特征和生理性状也有所不同。

3.专化型：并无形态差异，但对寄主植物的属和种的专化性不同。

4.致病变种：细菌在种下设置致病变种，系以寄主范围和致病性来划分的组群，相当于真菌的专化型。

5.毒素：是植物病原真菌和细菌在代谢过程中产生的小分子非酶类化合物，亦称微生物毒素，能在非常低的浓度范围内干扰植物正常的生理功能，诱发植物产生与微生物侵染相似的症状。

6.定性抗病性：抗病性若用定性指标来衡量和表示，则称为定性抗病性，亦称为质量抗病性。

7.定量抗病性：用定量指标来表示的抗病性称为定量抗病性，亦称数量抗病性。

衡量抗病性的定量指标种类很多，如发病率、严重度、病情指数等。

8.病害反应型：即是一种定性指标，它反映了寄主和病原物相互斗争的性质。

9.主动抗病性：诱导性状所确定的抗病性为主动抗病性，是病原物侵染所诱导的。

最典型的为过敏性坏死坏死反应。

10.防卫反应：植物主动抗病性反应也称为防卫反应，防卫反应的发生反应了侵染诱导的植物代谢过程的改变。

11.过敏性反应：又称过敏性坏死反应，简称HR反应，指植物对不亲和性病原物侵染表现高度敏感的现象。

发生此反应时，侵染点细胞及其邻近细胞迅速死亡，病原物受到遏制。

12.主效基因抗病性：由单个或少数几个主效基因控制被称为单基因抗病性或寡基因抗病性，统称为主效基因抗病性。

13.微效基因抗病性：由多数基因控制，各个基因单独作用微小，这称为多基因抗病性或微效基因抗病性。

14.幽灵效应：被病原菌克服的主效基因对定量抗病性有所贡献，但并不能用以完全说明定量抗病性，主效基因抗病性这种作用被称为残余效应或幽灵效应。

15.小种专化抗病性：农作物品种的抗病性可能仅仅对某个或某几个小种有效，而不能抵抗其他小种，这种抗病性类型是小种专化性抗病性。

利用抗病性来防治植物病害，是人类最早采用防治植物病害的方法。

也是最为经济、安全、有效地防病、控病技术。

是当今最受欢迎的防病技术植物免疫学（plant immunology）是一门专门研究植物抗病性及其应用方法的新兴科学。

系统研究病原物的致病性及其遗传规律，植物抗病性的分类、抗病机制、遗传和变异规律、病原物与寄主植物之间相互作用及其应用方法1905年比芬证明小麦抗条锈病符合孟德尔遗传规律。

1917年，Stakman 发现小麦杆锈菌内有生理小种的分化Flor 1942 “基因对基因假说（gene-for-gene hypothesis），开启了寄主病菌互作及植物抗病机制的研究。

1992年克隆了第一个植物抗病基因，即玉米的Hm1基因。

1993年克隆了首个符合基因对基因关系的R基因番茄的Pto基因植物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。

抗病性和植物其他性状一样，都是适应性的一种表现，是进化的产物。

协同进化——在长期的进化中，寄主和病原物相互作用，相互适应，各自不断变异而又相互选择，病原物发展出种种形式和程度的致病性，寄主也发展出种种的抗病性，这就叫协同进化专性寄生物，不杀死寄主，和平共处，寄主植物产生过敏性坏死反应进行抵抗被动抗病性，指植物受侵染前就具备的、或说是不论或否与病原物遭遇也必然具备的某些既存现状，当受到侵染即其抗病作用。

主动抗病性，指受侵染前并不出现、或不受侵染不会表现出来的遗传潜能，而当受到侵染的激发后才立即产生一系列保卫反应而表现出的抗病性，又叫这种抗病性为保卫反应。

持久抗病性——某品种在小种易变异的地区，多年大面积种植，该品种抗病性始终未变，则这一抗病性为持久抗病性，或极可能为持久抗病性。

在小种—品种水平上的致病力称为毒性小种间侵袭力的差异是在对品种有毒力的条件下比较的，小种—品种间无特异性相互关系，为数量性状。

毒素是病原物分泌的一种在很低浓度下能对植物造成病害的非蛋白类次生代谢物质生理小种是种、变种或专化型内在形态上无差异，但对不同品种的致病力不同的生物型或生物型群所组成的群体。