植病流行学(第二版)(马占鸿主编)思维导图
植物病害流行学(二)植病流行的系统基础.
反应型、普遍率、严重度
生育期指数，叶龄
生长年龄
抗病行参数 密度、高度 生长量，增长率 侵染几率 显症率 病斑扩展率，产孢 面积 产孢量、传染期
第二章 植病流行的系统基础
现代植物病害流行学的特点
（1）群体和群落水平的科学。 （2）采用了生态学观点和系统分析方法，注
重从整体上研究农田生态系统和植物病害 系统的结构、功能、行为和历史演变。 （3）兼有基础学科和应用学科的双重性质。 （4）分子生物学技术越来越多地被应用于流 行学研究当中
有关生态学和系统论的观点
木炭、石墨和金刚石，都是由碳元素构成。
第一节 植病流行的生态学基础
一、生态系统和农业生态系统的概念 1、生态系统
指在某一特定的空间范围内，所有 生物与非生物环境通过物质循环和能量 流动，相互作用、相互依存的一个动态 系统。
2、农业生态系统
在一定地区内，人类利用农业生物 与环境之间的相互关系，按社会经济需 求进行物质生产的生态系统。
活、死
死亡率
增殖率
续表
子系统 要素
状态
流行参数
2.寄主 3.病害
发育 形态 龄期 营养 感病性 位置 生长 侵染 潜育 病斑生长
传染 再侵染 ห้องสมุดไป่ตู้-P互作 病情增长
休眠种子、芽、苗、成株、繁殖体 根、茎、叶、花、果实 生长期、器官形成年龄 过盛、适中、不足 免疫、抗病、中抗、感病、高度感病 与水域距离、决定空气、土壤含水量 株数、蘖数、叶数、叶片数、叶面积 侵染成功、侵染失败 潜育期 病斑大小
（4）农业生态系统离不开自然的属性，同时又是一个经济系 统，因为其不但受自然生态规律影响，还受社会经济规律 的制约。
植病流行学
植病流行学名词解说1.植物病害流行：在必定的环境条件下，病原物大批流传，引发植物集体发病，并随时间的增添，病害数目不停增添，发病空间不停扩展，造成严重随时的过程和现象，称为病害流行。
2.稳态流行：指病害在某地域早已存在、年年或常常发生而颠簸不大的流行状态，也称常发病。
3.突发流行：指病害在某地域从前没有，一旦出现就快速延伸成灾的流行状态。
4.植物病害流行学：植物病害流行学又称植物流行病学，是研究植物集体中病害在环境影响下发生发展规律、病害展望和病害管理的综合科学。
5.共同进化：是指两种或两种以上拥有亲密生态关系但不互换基因的生物的结合进化，在此中，两种生物相互施加选择压力，使一方的进化部分地依赖另一方的进化。
它是一种基因调理的过程。
6.毒性频次：是表现型的统计量，指针对必定品种拥有毒性的病原物标样占总标样的百分率。
7.定向选择：垂直抗病性的品种，假如其隐存的水平抗性很柔弱或较弱，逐渐大面积推行后，当碰上侵袭力较强的相应毒性菌系，则后者便能得天独厚地发展成为优势小种，这就是毒性或毒性小种的定向选择。
8.稳固化选择：和定向选择方向相反，垂直抗病品种面积减少，感病品种面积增添的条件下，毒性小种的侵袭力不如无毒性小种强，在感病品种上竞争可是无毒性小种，不利于毒性突变，使以后辈中出现毒性小种频次愈来愈低的选择，叫稳固化选择，又叫自觉均衡。
9.微梯佛 xx 效应：在进行垂直抗性育种的过程中，水平抗性丧失的现象。
10.遗传漂变：有限的集体因为继代生殖中随机“取样”的结果，集体中某些种类常常会被丢掉，而其余被选种类在下代中频次相对增高，从而使集体构造发买卖想不到的随机颠簸或振荡，这就是遗传漂变。
11.基因流动：在寄主病原物集体遗传学中，基因流动和包子远程流传是密切有关的。
当甲地域推行了抗病品种，病原菌集体中也产生了毒性小种后，经过孢子的远程流传，新的毒性基因也就传入了本来没有这个基因的乙地域，这就是基因型或亚集体的流动。
十二章植物病害的流行与预测
2、系统模拟模型：
构建计算机程序，建立模拟模型， 用于预测。
将建立模拟模型的第一步是把从文献、实验室和田 间收集的有关信息进行逻辑汇总、形成概念模型， 概念模型通过实验加以改进，并用数学语言表达即 为数学模型，再用计算机语言译为计算机程序，经 过检验和有效性、灵敏度测定后即可付诸使用。
能较小。寄主的感病期较短．在病原物侵入阶段易受环境条 件影响， 病原物多产生抗逆性强的休眠体越冬，越冬率较高，较稳定。 因此流行程度主要取决于初始菌量。 病害在一个生长季中菌量增长幅度虽然不大，但能够逐年积 累，稳定增长，若干年后将导致较大的流行。
如小麦散黑穗病、小麦腥黑穗病、小麦 粒线虫病、水稻恶苗病、稻曲病、大麦 条纹病、玉米丝黑穗病、麦类全蚀病、 棉花枯萎病和黄萎病以及多种果树病毒 病害等都是属于此类流行病害。
2、中期预测的时限一般为一个月至一个季度，多根据当时的发 病数量或者菌量数据，作物生育期的变化以及实测的或预测 的天气要素作出预测，准确性比长期预测高，预测结果主要 用于作出防治决策和作好防治准备。
3、短期预报的时限在一周之内，有的只有几天，主要根据天气 要素和菌源情况作出，预测结果用以确定防治适期。侵染预 测就是一种短期预测。
多峰型曲线：有些病害在一个生长季节中有多个发病高峰， 流行曲线为多峰型。例如：
稻瘟病在南方因稻株生育期和感病性的变化可能出现苗瘟、 叶瘟和穗颈瘟等三次高峰。
在小麦条锈病菌越冬地区，冬小麦苗期发病有冬前和春末两 次高峰。
华北平原玉米大斑病常在盛夏前后也有两次高峰，因盛夏高 温抑制了病菌侵染。
六、病害流行的变化
2、病害发生期预测：是估计病害可能发生的时期。 例如：果树与蔬菜病害多根据小气候因子预测病原菌集中侵染 的时期，即临界期(critical period)，以确定喷药防治的适宜时机， 这种预测亦称为侵染预测。
《植物病害流行学》
协同进化（co-evolution）：寄生物的进化是紧跟着它们寄主进化的。
反之，寄主的进化也受它们寄生物进化的某些影响。
两种生物互相施加选择压力，使一方的进化部分地依靠另一方进化，这种相互关系称为协同进化。
侵染概率infection probability：又称侵染几率。
指接触寄主感病部位的一个病原物传播体，在一定的条件下，能够侵染成功，引起发病的概率。
侵染梯度（infection gradient）：又称病害梯度（disease gradient）或传播梯度（gradient of spread），是指传播发病后，子代病害数量（或密度）随着与菌源中心距离的增加而逐渐减少（递减）的现象或状况。
重叠侵染：当寄主植物有限的侵染位点遇上大量的病原物接种体时，在一个发病的位点上，同时或先后遭受接种体不止一次的侵染，但最终只形成一个发病点，在这个发病点上即发生了重叠侵染。
遗传稳态（genetic homeostasis）：当寄主—病原物系统在协同进化中建立的病害平衡状态因受到遗传因素或外界条件的干扰和破坏时，寄主—病原物系统可进行自我调节，仍保持或恢复平衡状态，生物群体这种使本身遗传组成保持平衡并抵制突然变化的倾向称为遗传稳态。
水平的抗病性(horizontai resistance)：当一个品种的抗性是普遍一致地对病菌的所有小种的，这种抗性是水平的，不属于基因对基因系统，其抗性是催化作用和催化产物决定的。
侵染单位：当一个传播单位与一个适当的植物感病部位接触，并有适当的环境条件，使其侵染成功，这样一个传播单位就变成一个侵染单位。
一个侵染单位占据一个侵染位点并可识别和计量。
垂直抗病性(Vertical resistance)：当一个品种是抵抗一种病原物的某些小种而不抵抗其它小种，这种抗性是垂直的，也称专化性抗性，存在基因对基因的关系，是由蛋白质的聚合作用决定的。
ES（expect system):是一个（或一组）能在特定领域内，以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。
第四章-植物病害流行的时间动态
式中N为种群的个体数，K为环境对种群的最大容纳量，r为种 群的内禀增长率。
方程与指数模型相比，多了(1-N/K)的修正项，说明种群 增长不仅取决于r和N，而且受到环境容纳能力的影响， 即K>N>0时种群生长受到(1-N/K)的修正。
4.3.2 逻辑斯蒂增长模型
时间动态是指病害数量或发病程度随时间进程而 发生的变化。
时间动态主要研究病害流行的季节发展曲线、定 量描述的数学模型、流行速率及其影响因素。
本章引入状态变化的重要量纲——时间，强调建 立病害群体动态数学模型和确定其中的速率参数 的重要意义，以加深对病害动态规律的认识。
本章内容：
4.1 病害流行类型 4.2 病害季节流行曲线 4.3 季节流行动态的基本模型 4.4 季节流行动态的其他模型 4.5 模型拟合 4.6 增长方程的应用
也可按侵染概率、潜育期、病斑扩展速率和产孢量描 述侵染过程。
是季节流行动态、逐年流行动态研究的微观研究基础。
4.1 病害流行类型
单年流行病害(monoetic disease)
多循环病害(polycyclic disease) 复利病害(comopound interest disease，简称CID)
将方程的积分形式
1
x 1 B exp rt
经过转换得：
x x0 e rt 1 x 1 x0
直线化形式为：
ln
x2
1 x2
ln
x1
1 x1
r
t2
t1
式中（ln(x/（1-x）)称作 x 的逻辑斯蒂转换值，简称逻值 (logit(x))；当x=0.5时，逻值(ln(x/（1-x）)等于0；x<0.5时， 逻值为负值；x>0.5时，逻值为正值。
4 第四章 植病流行的遗传学基础
3、野生寄主与植物群体对于病害的遗传防御
• 第二道防线是水平抗性，是对突破第 一道防线之后的所有小种起作用，它 决定着寄主-寄生物的感受性。 • 病原物群体中与寄主水平抗性相当的 感受性差别称为侵袭力。
二、 植病流行与寄主-病原物的遗传关系
• 从寄主植物群体对于病害的遗传防御角度来看，病 害所以会成为流行状态，主要有三种原因： 1、未曾有协同进化关系的寄主植物与病原物遭遇； 2、寄主植物的遗传防御机制脆弱，遭受毒性强的病 原物小种侵袭而造成流行； 3、寄主植物的抗性丧失，造成定向选择，促进病原 物毒性小种大量增殖发展。
• 适合度（W）可由一个基因型所产生的后 代数与另一个基因型所产生的后代数的比 较来测量。 • 假定基因型AA产生250个后代，而基因型 BB产生200个后代，则基因型BB的适合度 为200/250=0.8。 • 通常把最能繁殖的基因型的W值为1，不繁 殖的基因型的W值为0。
2、原有小种内潜在致病型的发展 • 当条件适宜时，具有两个以上不同 毒性基因型的小种通过筛选，可改 变内部毒性基因型的组成，使其中 具有最适毒性基因的生物型得到发 展，从而改变原有小种的致病力。
2. 两类抗病性的混合存在和Vertifolia效应
• Vertifolia是荷兰马铃薯的一个老品种，从 这个品种的历史资料中发现它原来具有发 病迟、病害发展慢、病害轻等水平抗性特 征，但在培育抗病品种过程中，只注重垂 直抗性，不注重水平抗性，因此水平抗性 降低了，在病害流行时垂直抗性丧失，受 害特别严重。 • 这一现象说明了两种抗性是混合存在的。
1、寄主植物和寄生物协同进化 • 在一个寄主和寄生物协同进化的系 统，如果其它条件不变，两个种群 的遗传组成在很大程度上决定于相 互施加的选择压力，并通过遗传反 馈，各自进行自我调节，结果导致 生态系统中种群和群落的稳定。
病害流行学第4章
（2）、侵染梯度模型
a
xi
d
b i
a为传播发病后菌源中心处的子代病情
或发病的概率；xi为距离菌源中心d i处的病 情或发病的概率；d i为距离，b为梯度系数。
本模型为单向传播模型 假设a=1, b=1, 曲线A b=1.5,曲线B b=2, 曲线C
病害流行学第4章
图示病害多方向传播
病害流行学第4章
直线形式为： -ln(-ln(x))=-ln(-ln(x0))+rGt 如以x1和x2分别代表t1和t2时的病情，
rG=1/(t2-t1)[-ln(-lnx2)-(-ln(-ln(x1)))] 与逻辑斯蒂模型相比，在应用特点上
则更适合那些S型曲线不对称、病情发展先 快后慢的病害曲线拟合。
病害流行学第4章
2、病原物传播体的传播
（1）传播途径 病原物传播的外界动力有两个方面： A、自然动力，如风、雨、昆虫或其它生
物介体的活动； B、人类的活动，包括人体携带、运输和
各种农事操作。 少数病原物也可以依靠自身的能力进行
主动传播。
病害流行学第4章
（2）气传病菌孢子的释放 孢子释放的动力
➢自身动力 ➢借助外力
孢子释放后的去向
➢逸散，主要指发散至冠层以上空气中 ➢冠层内漂浮最终着落到附近植株感病部位 ➢降落土壤表面或寄主的非感病部位
病害流行学第4章
（3）传播体的传播
传播体的传播是病害传播的前提，但不等于病害的传 播。
传播体的传播距离主要取决于以下因素：
➢ 物理因素
传播体的大小、形状、比重、表面光滑或粗糙程度，以及沉降速度； 传播体受到上升气流、水平风速、持续时间以及阵风乱流等随机因
病害流行学第4章
植病流行学
植病流行学名词解释1.植物病害流行：在一定的环境条件下，病原物大量传播，诱发植物群体发病，并随时间的增长，病害数量不断增加，发病空间不断扩展，造成严重随时的过程和现象，称为病害流行。
2.稳态流行：指病害在某地区早已存在、年年或经常发生而波动不大的流行状态，也称常发病。
3.突发流行：指病害在某地区以前没有，一旦出现就迅速蔓延成灾的流行状态。
4.植物病害流行学：植物病害流行学又称植物流行病学，是研究植物群体中病害在环境影响下发生发展规律、病害预测和病害管理的综合科学。
5.协同进化：是指两种或两种以上具有密切生态关系但不交换基因的生物的联合进化，在其中，两种生物互相施加选择压力，使一方的进化部分地依靠另一方的进化。
它是一种基因调节的过程。
6.毒性频率：是表现型的统计量，指针对一定品种具有毒性的病原物标样占总标样的百分率。
7.定向选择：垂直抗病性的品种，如果其隐存的水平抗性很脆弱或较弱，逐步大面积推广后，当遇上侵袭力较强的相应毒性菌系，则后者便能得天独厚地发展成为优势小种，这就是毒性或毒性小种的定向选择。
8.稳定化选择：和定向选择方向相反，垂直抗病品种面积减少，感病品种面积增加的条件下，毒性小种的侵袭力不如无毒性小种强，在感病品种上竞争不过无毒性小种，不利于毒性突变，使之后代中出现毒性小种频率越来越低的选择，叫稳定化选择，又叫自发平衡。
9.微梯佛利亚效应：在进行垂直抗性育种的过程中，水平抗性丧失的现象。
10.遗传漂变：有限的群体由于继代繁殖中随机“取样”的结果，群体中某些类型往往会被丢失，而其他被选类型在下代中频率相对增高，从而使群体结构发生意想不到的随机波动或振荡，这就是遗传漂变。
11.基因流动：在寄主病原物群体遗传学中，基因流动和包子远程传播是紧密相关的。
当甲地区推广了抗病品种，病原菌群体中也产生了毒性小种后，通过孢子的远程传播，新的毒性基因也就传入了原来没有这个基因的乙地区，这就是基因型或亚群体的流动。
植病流行与测报
2.逻辑斯蒂模型
x ----------
=
-----x-0----
ert
1－x
1－ x0
式中r、t、e、x0 、x的意义完全同指数方程。
S型曲线。 在病情发展的各阶段都可应用。 考虑了病害的自我抑制作用。
3.冈珀茨模型
x = e－B·e－kt
B是位置参数，由B=－lnx0 算出。
各阶段均适用。 S型曲线。 它与逻辑斯蒂模型相比，其在病害早期增 长较快，而后期增长较慢。
一、生态系统概念
生物群落与它的无机环境构成的整体。
生物群落可定义为在特定空间或特 定生境下，具有一定的生物种类组 成及其与环境之间彼此影响、相互 作用，具有一定的外貌及结构，包 括形态结构与营养结构，并具特定 的功能的生物集合体。
也可以说，一个生态系统中具生命 的部分即生物群落。
生态系统类型
植病流行与测报
第一章 绪论
植物病害流行学的性质和特点 植物病害流行学发展简史 历史上植物病害的流行
一、植物病害流行学的性质和特点
1.植物病害流行学的定义
Van der plank (1963) 流行学是群体中病害的科学。
曾士迈、杨演 (1986) 植物病害流行学是研究植物群体中病害在环境影
地面气流或水平风力。
一次传播距离在百米以下。
所造成的病害在空间上是连续的或基本连 续的，有明显的梯度现象。
2、中程传播
被湍流或上升气流从植物冠层抬升到冠层以上数 米高度，再由近地面的风力运送到一定距离后再 落到植物冠层中。
一次传播距离几百米至几公里。 发病具有空间不连续的特点，通常菌源附近有一
10亿（病斑面积） 3000万（孢子堆数） 10000（病株数） 4－10 （病株数）
植物病害流行学概述培训课件
寄主与病原物长期共存，相互作用 与协同进化，寄主抗病性与病原物 致病性之间大体相当的结果。
植物病害流行学概述
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突发流行(explosive epidemic)
• 是指在某地区以前没有，出现不久就迅速漫延成灾 的流行状态，(前进性流行(progressive epidemic))。
由于病原物自然地进入或人 为地引入新区，当地寄主植 物没有经受过该种病原物的 选择而不具备抵抗力。
1870-1880 咖啡锈病在斯里兰卡种植者财政破产和英国 人改饮茶水。 1930- 美国从欧洲引入板材，造成荷兰榆树病大面积发 生， 减少遮荫树种（美国榆树）, 使房地产产值下降。 1942-1943 水稻胡麻斑病在孟加拉引，起孟加拉饥荒， 饿死近200万人。 1970 玉米小斑病在美国,引致美国玉米减产15％,计165 亿kg 。
植物病害流行辣学概椒述 疫病大田突然爆发流行9
大区流行(pandemic）
• 是指流行过程中自然传播很广的状态，也称为泛 洲流行或泛域流行。
植物病害流行学概述 小麦秆锈菌传播示1意0 图
1.1.2植物病害流行的重大事件
1）国外植物病害流行的主要事例
公元857 首次记载， 麦角病在莱茵河流域， 死亡几千人。
植物病害流行学概述
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1.3 研究内容和任务
植物病害流行学目前主要研究对象是侵染性病害。
两大部分：
① 不断探索流行规律； ② 完善防治理论。
植物病害流行学概述
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植物病害流行学概述
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流行规律的具体研究内容：
⑴ 植物病害流行因素分析， ⑵ 病害流行的遗传基础， ⑶ 病害流行的时间动态， ⑷ 病害流行的空间动态， ⑸ 病害流行过程的系统分析和计算机模拟， ⑹ 有关研究方法和技术。