病害生理与植物抗病性
植物的抗病性与抗虫性
植物的抗病性与抗虫性植物作为自然界的一种生物，也面临着各种病虫害的威胁。
为了能够抵御外界的侵袭，植物进化出了一些抗病性和抗虫性的机制。
本文将对植物的抗病性和抗虫性进行探讨。
一、植物的抗病性抗病性是指植物在受到病原微生物攻击时，能够通过一系列的防御机制抵御病原微生物的入侵及其引发的病害。
植物的抗病性可以通过两种方式进行：预防性和防御性。
1. 预防性抗病性预防性抗病性是指植物通过一系列的防御机制，预防病原微生物的入侵，从而降低植物受病害的发生率。
（1）植物的外层结构：植物表皮通常包含一层保护性的角质层或者细胞间隙，这一结构对于病原微生物的入侵起到了很好的隔离作用。
（2）化学防御物质：植物体内含有多种化学物质，如鞣质、树脂、香精物质等，它们能够使植物体表面变得不利于病原微生物的生长和繁殖。
（3）植物的分泌物：植物的分泌物中通常含有抑制病原微生物生长的物质，如叶绿酸等。
2. 防御性抗病性防御性抗病性是指植物在感染病原微生物之后，通过一系列的防御反应来抵御病原微生物的进一步侵染。
（1）植物免疫系统：植物拥有一套完整的免疫系统，它包括基因识别的病原微生物，并通过产生抗菌蛋白、激素信号等多种机制来抵御病原微生物的入侵。
（2）细胞壁加固：植物在感染病原微生物后，会增加细胞壁的构造，如增加纤维素和木质素的合成，从而加固细胞壁的强度，减少病原微生物进入植物细胞的机会。
二、植物的抗虫性抗虫性是指植物通过一系列的防御机制，减少或抑制害虫的伤害。
植物的抗虫性主要体现在以下几个方面。
1. 物理防御物理防御是指植物通过一些物理障碍来防止害虫的入侵。
比如植物的刺毛、毒刺等，可以有效地防止害虫接近和取食。
2. 化学防御植物体内含有丰富的次生代谢产物，它们可以作为化学物质来抵御害虫的侵害。
比如植物会产生一些具有毒性的物质，如生物碱、杀菌素等，这些物质对于害虫的生长和繁殖具有一定的抑制作用。
3. 植物的挥发物植物通过挥发出一些具有气味的物质，来引导有益昆虫的前来，从而控制害虫的种群数量。
植物抗性与病虫害的关系
汇报人：可编辑 2024-01-07
目录
• 植物抗性介绍 • 植物病虫害介绍 • 植物抗性与病虫害的关系 • 提高植物抗性的方法与技术 • 展望与未来研究方向
01
植物抗性介绍
植物抗性的定义
植物抗性是指植物在面对生物或非生物胁迫时所表现出的抵抗力或耐受性。它是 一种复杂的生物学特性，涉及到植物的形态结构、生理生化以及分子等多个方面 的变化和适应。
02
利用新技术手段
运用大数据、人工智能等新技术 手段，对植物抗性与病虫害关系 进行更深入的分析和预测。
03
加强国际合作与交 流
推动国际间的合作与交流，共同 应对植物抗性与病虫害关系的挑 战。
对农业生产的实际意义与影响
提高农作物抗病性
通过研究植物抗性与病虫害的关 系，培育出抗病性更强的农作物 品种，减少农药使用，降低生产
相互作用
植物的抗性可以影响病虫害的发生和传播，而病 虫害的侵害也会影响植物抗性的表现。
植物抗性对病虫害的防御机制
物理防御
植物通过产生硬皮、刺、 毛等物理结构来阻止害虫 侵害。
化学防御
植物产生次生代谢物，如 生物碱、酚类化合物等， 对害虫具有驱避或毒杀作 用。
快速恢复
植物在受到病虫害侵害后 ，能够快速恢复生长，减 少损失。
根据胁迫的来源，植物抗性可以分为系统抗性和局部抗性。 系统抗性是指整个植物体都具有的抗性，而局部抗性则仅在 受胁迫部位表现出来。
植物抗性的重要性
植物抗性对于植物的生存和繁衍具有重要意义。在自然界 中，植物经常面临各种胁迫，如病虫害、极端气候等。具 有良好抗性的植物能够在这些胁迫下存活并繁衍后代，从 而保证物种的延续。
生物防治
第二章 植物抗病性的概念和
九、个体抗病性和群体抗病性
植物抗病性研究从微观到宏观有多个层次或水平 level） 分子水平、细胞水平、组织学水平、 （ level ） ：分子水平 、 细胞水平 、 组织学水平 、 个体 水平、群体水平、生态系水平到进化水平。 水平、群体水平、生态系水平到进化水平。传统植物病 理学的重点在个体，略扩及组织细胞和群体， 理学的重点在个体，略扩及组织细胞和群体，植病流行 学重点在群体互作和生态系， 学重点在群体互作和生态系，分子植物病理学立足于分 但应用于个体和群体。 子，但应用于个体和群体。不论组成群体的个体是遗传 相同的还是不同的，群体总有一些个体所没有的。 相同的还是不同的，群体总有一些个体所没有的。
四、抗病性的遗传观
抗病性是遗传规定的潜能， 抗病性是遗传规定的潜能，遇到病原物侵染才表现 出来，其具体表现还以病原物致病性如何而异。 出来，其具体表现还以病原物致病性如何而异。抗 病性实际上是寄主-病原物结合体的表现型。 病性实际上是寄主-病原物结合体的表现型。 植物对侵染性病害的抵抗能力是可遗传的， 植物对侵染性病害的抵抗能力是可遗传的，不断进 化的。 化的。 “基因对基因关系” 是其主要的对应关系之一。 基因对基因关系” 是其主要的对应关系之一。 双方群体间的相互选择导致各自遗传结构的变化。 双方群体间的相互选择导致各自遗传结构的变化。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、被动抗病性（passive resistance ） 被动抗病性（ 和主动抗病性（ 和主动抗病性（active resistance） ）
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（preformed character），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（defence reaction）。
植物抗病性的研究与利用
植物抗病性的研究与利用植物是人类生活的重要组成部分，而植物病害危害着植物的生长和发育。
为了保障农作物的产量和质量，科学家们对植物抗病性进行了广泛的研究和利用。
本文将从植物抗病性的原理、研究方法和未来展望三个方面进行阐述。
一、植物抗病性的原理植物抗病性是植物对病原体入侵和侵染的一种防御反应。
植物抗病性的原理可以分为两个方面：物理和生理机制。
物理机制主要包括植物表皮的结构、植物细胞壁的物理性质以及根系的阻隔作用等。
植物表皮具有一层厚而坚韧的角质层，可以有效地防止病原体的入侵。
同时，植物细胞壁中的纤维素和半纤维素能增加细胞壁的硬度和稳定性，阻止病原体对植物细胞的破坏。
此外，植物的根系可以通过分泌特定物质形成化学屏障，抑制病原体的侵染。
生理机制主要包括植物的免疫反应和抗氧化系统。
植物免疫反应是植物对病原体侵染做出的一系列保护性反应，包括产生抗菌物质、活化防御基因和形成角斑等。
抗菌物质能直接杀伤病原体，而活化防御基因可以调节植物的防御反应。
植物的抗氧化系统则参与清除自由基，减少细胞受损程度，增强植物的抵抗力。
二、植物抗病性的研究方法为了深入研究植物抗病性的机制，科学家们开展了多种研究方法。
第一种方法是基因克隆。
通过克隆植物中抗病性相关基因及其编码蛋白序列，可以深入了解抗病性的分子机制。
研究人员使用基因编辑技术将抗病性基因转入易感植物中，使其获得抗病性，进一步验证了这些基因在植物抗病性中的作用。
第二种方法是遗传育种。
科学家可以通过交配和选择等手段，将具有抗病性的亲本杂交并选择表现出抗病性特征的后代，从而培育出抗病性优良的新品种。
这种方法可以提高农作物的抗病性，减少化学农药的使用，保护环境。
第三种方法是利用生物技术手段。
科学家通过转基因技术将抗病性基因导入植物中，使其获得特定病害的抗性。
这项技术广泛应用于水稻、玉米、大豆等重要经济作物的研究和生产中。
三、未来展望植物抗病性的研究与利用仍处于不断发展的阶段。
随着科技的进步，研究人员将更多地应用基因组学、转录组学和代谢组学等高通量技术，解析植物抗病性的分子机制。
植物如何对抗病虫害
植物如何对抗病虫害植物在生长过程中常常会受到各种病虫害的侵袭，这不仅会影响植物的生长发育，还会降低产量和品质。
为了保护自身免受病虫害的侵害，植物拥有各种自身的防御机制。
本文将介绍植物如何对抗病虫害的方法。
一、化学防御植物通过合成和释放化学物质来对抗病虫害。
其中，植物的次生代谢产物在化学防御中起着重要作用。
植物通过合成生长素、生物碱、酚类物质等化合物来抑制病原微生物和害虫的生长繁殖，从而减轻病虫害对植物的危害。
此外，植物还可以通过合成挥发性有机物质来吸引天敌，帮助天敌找到并捕食害虫，起到生物防治的作用。
二、生理防御植物在受到病虫害侵袭时，会通过调节自身的生理过程来对抗病虫害。
例如，植物在受到害虫啃食后会通过合成和积累有毒物质来抑制害虫的食欲和生长，从而减轻害虫对植物的危害。
此外，植物还可以通过增强自身的抗病性和抗虫性来对抗病虫害。
植物会在受到病原微生物侵入后启动一系列防御反应，如合成抗菌蛋白、激活抗氧化系统等，从而增强对病原微生物的抵抗能力。
三、机械防御植物还通过机械结构来对抗病虫害。
植物的茎、叶、果实等部位通常具有坚硬的表皮和表皮毛，这些结构可以减少害虫的啃食和破坏。
此外，植物还可以通过合成木质素和硅质等物质来增加细胞壁的硬度和厚度，提高植物的机械强度，从而减少病原微生物的侵入。
另外，植物还可以通过合成树脂和乳胶等物质来封闭受伤口，阻止病原微生物的扩散，加快伤口愈合。
四、生物防治植物还可以通过利用天敌和益生菌等生物因素来对抗病虫害。
植物会释放出一些化学物质来吸引天敌，帮助天敌找到并捕食害虫，从而起到生物防治的作用。
此外，植物还可以与一些益生菌共生，利用益生菌的抗病性和抗虫性来增强自身的抵抗能力，从而对抗病虫害。
总之，植物在对抗病虫害的过程中采取了多种防御机制，包括化学防御、生理防御、机械防御和生物防治等。
这些防御机制相互作用，共同保护植物免受病虫害的侵害，确保植物的生长发育和产量品质。
希望通过不断的研究和实践，可以进一步揭示植物对抗病虫害的机制，为植物保护提供更多的有效途径。
植物病理学的名词解释
植物病理学的名词解释植物病理学是一门研究植物疾病的学科，它探索了植物与病原微生物之间的相互作用以及植物疾病的预防、诊断和控制方法。
在植物病理学中，存在着一些重要的名词，它们有助于我们理解和描述植物疾病发生的过程。
本文将对一些常见的植物病理学名词进行解释。
1. 病原微生物：病原微生物是引起植物疾病的微生物，包括细菌、真菌、病毒、原生动物和线虫等。
这些微生物可以侵入植物并在其体内生长，导致植物生理功能紊乱或器官坏死。
2. 病原体：病原体是指致病菌、致病菌株或者带有致病基因的病原微生物。
病原体可以通过种子、土壤、虫媒、器官接触等多种途径传播，引发植物病害的发生。
3. 病害：病害指植物在生长发育过程中受到病原微生物侵害而引起的生理、形态和解剖结构上的异常变化。
病害的严重程度取决于植物种类、病原体的侵染程度以及环境因素等。
4. 病斑：病斑是病害在植物器官上形成的局部病变区域。
病斑的形态特征可以帮助鉴别病害的类型，并且在疾病诊断中具有重要意义。
5. 症状：症状是植物在受到病原微生物侵害后表现出的外部特征。
症状可以包括叶片变黄、枯萎、变形、裂伤等。
通过观察和描述症状，可以帮助识别和诊断植物病害。
6. 抗病性：抗病性是指植物对病原微生物侵染的抵抗能力。
植物通过表现抗性，如抗性基因的表达、产生抗性蛋白等来保护自身不受病原微生物的侵害。
抗病性可以分为常染色体遗传抗性和质粒遗传抗性两种。
7. 寄主：寄主是指植物病害的宿主植物。
不同的植物种类对不同的病原微生物具有不同的易感性和抗病性。
寄主的抗病性水平决定了病害的发展和传播。
8. 疫情：疫情是指特定地区或特定时间发生的病害流行。
疫情的严重程度与病原微生物的侵染程度、寄主易感性、环境条件等有关。
疫情监测和预测对于制定病害防控策略具有重要意义。
9. 遗传多样性：遗传多样性是指植物种群内个体基因组的差异程度。
病原微生物的遗传多样性与抗病性的破坏和病害发生有关。
遗传多样性的保护对于病害防控具有重要意义。
植物病理-17-病原致病性与植物抗病性
在生产上垂直抗性不稳定和持久。
水平抗性（horizontal resistance）：寄主和病原物之间没 有特异的相互作用，一个品种对所有小种的反应是一致的，即 非 小 种 专 化 的 , 也 称 为 非 专 化 抗 性 （ nondifferential resistance）。
病原物毒性不依寄主抗性基因的变化而变化，寄主品种没有它 们自己所特有的病原物小种。
在遗传上抗性一般是由多个微效基因控制的，也叫微效基因抗 性或多基因抗性。
这种抗性表现为中度抗病，是稳定和持久的
植物的抗病机制
植物的抗病机制
• 固有抗性/被动抗性 Static/Passive Resistance • 诱发抗性/主动抗性 Induced/Active Resistance
解毒酶，解除小分子代谢物的毒性
病毒外壳蛋白（Coat protein）,沉默抑制子
效应蛋白（Effector Proteins)
Pathogenic mechanisms
• Penetration • Hydrolytic enzymes, cutinases, pectinases • Toxins: NHST, HST • Hormones • Many unknown… (e.g. detoxification, effectors)
• 结构抗性（Physical Resistance）：木栓层、离层、 乳突等
• 化学抗性（Chemical Resistance）：过敏性反应、植 保素、系统诱导抗性等
（一）物理的被动抗病性 1．体表附属物
植物表面有表皮毛，对真菌侵入不利，使孢子很 难接触到水滴和植物组织。
植物病理学：病原物的致病性植物的抗病性
酶
帮助病原物侵入寄主、引致植物组织及细胞解体、 降解细胞内含物以供自己吸收利用。
病原物产生的与致病性有关的酶很多，主要有角 质酶、细胞壁降解酶（果胶酶、纤维素酶、半纤 维素酶、木质素酶等）、细胞膜和细胞内含物降 解酶（蛋白酶、淀粉酶、脂酶等）。
例如植物的根围和叶围的非病原微生物，虽可利用植物 溢泌的有机物，但不影响植物的生长和发育，有些种类还对 植物病原物有拮抗作用，可用作生防菌。
寄生(parasitism)：寄生是一种生物依赖另一种生物提供
营养物质的生活方式，提供营养物质的一方称为寄主(host)， 得到营养的一方称为寄生物(parasite)。
半寄生类对寄主的依赖主要是水分，因此 对寄主的影响一般较少，危害较轻；
全寄生植物对寄主的损害极大，很快就使 寄主黄化致死。
与寄主植物争夺营养物质和水分
寄生性种子植物：吸盘、吸器,维管束； 线虫：口针； 真菌：吸器或菌丝体； 细菌：渗透作用； 病毒：合成和复制。
机械压力
病原真菌、高等寄生植物和线虫可以通过对植物 表面施加机械压力而侵入。
许多病原真菌可以直接穿透植物表皮而侵 入。真菌能产生一系列上述酶类，直接浸 入过程就是部分地或全部地通过这种化学 穿透方式而实现的。
角质酶
植物体地上部分表皮的最外层是角质层，它 主要是由直链的C16和C18羟基脂肪酸衍生出的难 溶性多脂类化合物构成的角质组成。
一般认为，寄生生活是比较进化的，而腐生生活 方式则是比较原始的。生物在获得寄生能力的过 程中，逐渐丧失或减弱它的腐生能力。
死体营养病原物的致病作用
死体营养的病原物，一般从寄主植物的伤口或自 然孔口侵入，通过它们所产生的酶或毒素等物质 的作用，杀死寄主的细胞和组织，然后以死亡的 植物组织作为生活基质，再进一步伤害周围的细 胞和组织。
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提高植物抗病性的措施
1、培育抗病品种 2、合理施肥，增施磷、钾肥； 3、开沟排渍，降低地下水位； 4、保证田间通风，降低温度； 5、施用生长调节剂（水杨酸、 乙烯等），诱导抗病基因表达。
谢谢！
植物体被侵染时，该部分组织 的氧化酶活性加 强，以抵抗病 原物。
3、组织局部坏死
有些病原菌只能寄生在活的细 胞里，在死细胞中不能生存。 抗病植株的细胞与这类病原菌 接触后，受侵染细胞附近产生 活性氧。
发生超敏反应，被侵染的组织 坏死，导致病原体死亡，以限 制病原物的扩散和蔓延。
4、抑制物质产生 对病原物有 防御反应
病害生理与植物抗病性
本节内容
1、病原物对植物的危害 2、植物抗病的形态生理基础 3、提高植物抗病性的措施
明确概念
植物病害：致病生物与寄主（感病 植物）之间相互作用，影响植物的 生长发育过程，或降低了产量和品 质，甚至引起植物死亡的现象。
病原物：引起植物病害的生物。种 类繁多，其中有真菌、病毒、细菌、 类菌原体、线虫及寄生性种子植物 等。80%病害是石油真菌寄生引起。
抗病性：植物对病原物侵袭的抵抗 与忍耐能力。
病原物对植物的危害
1、水分子平衡失调 2、呼吸速率升高 3、光合作用下降 4、激素发生变化 5、同化产物运输受阻
1、水分子平衡失调
植物首先表现为水分平衡失调，出 现萎蔫、猝倒等症状。
主要原因：
a、病原物破坏植物根系，吸水能 力降低；
b、病原菌破坏原生质结构，细胞 膜透性 加大，蒸腾失水加快；
组织在染病过程中某些激素明 显升高，其中IAA最为突出。
5、同化产物运输受阻
植物染病后，同化产物较多地 运向染病部位，与染病部位组 织呼吸升高一致。
（ห้องสมุดไป่ตู้稻、小麦功能 叶染病后， 严重影响光合产物输出，造成 子粒充实， 产量下降）
5、同化产物运输受阻
植物染病后，同化产物较多地 运向染病部位，与染病部位组 织呼吸升高一致。
d、呼吸途径转向磷酸戊糖途径， 多分氧化酶活性增强。
3、光合作用下降
染病植株光合作用降低。
主要原因：
a、叶绿体结构收到破坏，叶绿 素含量减 少；
b、叶绿体内相关酶活性下降， CO2同化速率降低。
4、激素发生变化
植物染病后的某些病害性状， 如形成肿瘤、偏上生长、生长 速度猛增等都与植物激素变化 有关。
（水稻、小麦功能 叶染病后， 严重影响光合产物输出，造成 子粒充实， 产量下降）
植物抗病的形态生理基础
1、形态结构屏障 2、氧化酶活性增强 3、组织局部坏死 4、抑制物质产生 5、系统获得性抗性
1、形态结构屏障
有些植物组织表面有蜡被，叶 毛可以组织病原菌到达角质层， 减少侵染。
2、氧化酶活性增强
c、病原菌侵染后，寄住产生大量 树胶，粘液类物质，堵塞木质部， 水流阻力增大。
2、呼吸速率升高
染病植物的呼吸速率往往比健康植 株高10倍。
主要原因：a、细胞正常结构破坏， 酶与底物直接接触，呼吸酶活性增 强；
b、染病组织附近的糖类集中到染 病部位，呼吸底物增多；
c、由于呼吸强烈，氧化磷酸化解 偶联，能量以热能释放出来，染病 组织的温度升高，促进呼吸；
（II）几丁质酶 水解许多病原 菌细胞壁的几丁质
（III） 葡萄糖酶 直接破坏病 原菌细胞，也可诱导其他防卫 反应酶系统（如PAL等） 对病 原菌有一定毒性
d、酚类化合物
健康植株体内含大量对病原菌 有毒性的酚类化合物
e、有机硫化合物 对病原菌抑制和溶菌作用
5、系统获得性抗性
植物某一部分受病原体侵染， 不只是局部抗性增强，也把防 御广泛病原体的能力扩散到全 株，这种现象被称为系统获得 性抗 性（SAR）。原始侵染几 天后，SAR就会发 展，增加某 些防御化合物水平。
a、木质素 寄主细胞壁在感染 病原菌后的木质化作用，限制 了水和营养物想病原菌的扩散， 并增强病原菌的酶溶解作用。
b、植保素 在受侵染细胞周围 积累，形成坏死斑，起屏障作 用，其产生速度和积累的数量 与抗病程度有关。
c、抗原蛋白
（I）病程相关蛋白或病原相关 蛋白（PRP）与抗病有关的蛋 白质。PRP在植物体内的积累与 植物的过敏反应、系统抗性之 间密切相关。