植物抗病性的概念和类别(PPT)
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寄主植物的抗病性植物病理学
（一）被动抗病性的物理因素
该类因素是植物固有的形态结构特征，它们 主要以其机械坚韧性和对病原物酶作用的稳定性 而抵抗病原物的侵入和扩展。
1、植物体抵抗病原物侵入的最外层防线——植物 表皮以及被覆在表皮上的蜡质层、角质层等。
2、植物表皮层细胞壁发生钙化作用或硅化作用， 对病原菌果胶酶水解作用有较强的抵抗能力。
第二节 寄主植物的抗病性 一、植物抗病性的概念和类别
（一）概念
植物的抗病性: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。
抗病性是植物与其病原生物在长期的协同进化中 相互适应、相互选择的结果。病原物发展出不同类别、 不同程度的寄生性和致病性，植物也相应地形成了不 同类别、不同程度的抗病性，通常表现为免疫、抗病、 感病和耐病。
3、气孔的结构、数量和开闭习性也是抗侵入因 素。
4、植物受到机构伤害后，可在伤口周围形成木 栓化的愈伤周皮(wound periderm)，能有效地 抵抗从伤口侵入的病原细菌和真菌。
5、纤维素细胞壁对一些穿透力弱的病原真菌也 可成为限制其侵染和定植的物理屏障。
6、植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁都可能 积累木质素(lignin)，从而阻止病原菌的扩展。
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。
3、按照寄主植物的抗病机制区分：
（1）被动抗病性(passive resistance) ：植物与病 原物接触前即已具有的性状所决定的抗病性。 （2）主动抗病性(active resistance)：受病
※研究植物的抗病机制，可以揭示抗病性 的本质，合理利用抗病性，达到控制病害 的目的。 ※植物的抗病机制是多因素的，有先天具 有的被动抗病性因素，也有病原物侵染引 发的主动抗病性因素。
植物的抗病机制ppt课件
细胞或组织水平的形态和结构改变，产生了物理的
主动抗病性因素。物理抗病因素可以将病原物的侵
染局限在细胞壁、单个细胞或局部组织中。主要有：
•细胞壁的变化：细胞壁发生木质化和木栓化作用及
酚类物质、钙离子和其他多价阳离子的沉积，使细
胞壁抗菌强度增大。胼胝质、纤维素等在细胞壁的
内、外侧表面沉积而产生细胞壁类似物，使细胞壁
希望的研究方向。目前人们利用病毒的弱毒
株系或病原菌弱毒菌系来诱发植物抗病性用
来防治病害。但这类研究多是在人工控制条
件下进行的，还缺乏在自然条件下对其稳定
性、持久性、防病增产效果以及应用技术等
进行研究，因而短时间内还难以在生产中大
面积实际。
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植物的抗病机制
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植物的抗病机制 •按照抗病因素的性质划分，无外乎包括形态 结构或物理的抗病性因素(physical defense) 和生理生化或化学的抗病性因素(chemical defence)。 •这些因素依其表达方式不同又可分为固有或 被动的抗病性因素和诱发或主动的抗病性因 素。 •这些机制贯穿病程各个阶段，抗病性表现形 式不同，其机制也各异。
化合物及其衍生物；有些形成与病程相关蛋
白即PR蛋白，如对病原菌细胞壁有水解作
用的葡聚糖酶、几丁质酶、溶菌酶等；有些
形成与细胞壁修饰有关的组分，如糖蛋白、
木质素和胼胝质等。
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5．避病（disease escape）机制
植物因不能接触病原物或接触的机会减少而不发 病或发病减少的现象称为避病。避病现象受到植物、 病原物和环境条件等方面许多因素以及相互配合的 影响。依机制不同分为：
增厚或形成乳凸。
植物抗病分子机制及信号转导
26.Admassu B, Perovic D, Friedt W, Ordon F. 2011. Genetic mapping of the stem rust (Puccinia graminis f. sptritici Eriks. & E. Henn) resistance gene Sr13 in wheat (Triticum aestivum L.). Theor Appl Genet 122:643-648
29*6/Yr5 接种条锈菌CY32 后的蛋白质组学分析. 中国农业科学, 42:1616-1623
14.牛吉山. 2007. 小麦抗白粉病遗传育种研究. 北京: 中国农业科学技术出版社 15.盛宝钦, 段霞瑜, 周益林, 王剑雄. 1992. 部分抗白粉病小麦农家品种的归类初探. 作
物品种资源,4:33-34 16.盛宝钦, 段霞瑜. 1991. 对记载小麦成株白粉病 “0—9 级法” 的改进. 北京农业科
对于植物来说 SA的主要作用之一就是参与植物对病原的防御反应，将病害和创
伤信号传递到植物的其他部分引起系统获得性抗性。现已发现，SA 能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌病害产生抗性。SA是植物产生 HR（过敏性坏死反应 Hypersensitive response）和 SAR（系统获得 抗性Systemic acquired resistance）必不可少的条件。
四、小麦白粉病的抗病分 子机制及信号转导
小麦白粉病
小麦白粉病是世界性小麦主要病害，在各主要产麦国 均有发生。
在我国小麦主产区，小麦白粉病是北部冬麦区和黄淮 冬麦区的首要病害；在长江中下游和西南麦区，白粉病的 发生及危害也仅次于小麦赤霉病或小麦条锈病。近年来， 随着小麦矮秆品种的推广、水肥条件的改善，以及各大麦 区主栽品种中小麦白粉病抗源利用单一等因素，导致小麦 白粉病的发病面积和危害程度一直维持在一个较高的水平。
植物病理学 第11章 植物的抗病性 图文
第十一章 植物的抗病性在病害 互作中的作用
第一节 植物抗病性的概念和类别
一、植物抗病性的主要类型 • 免疫 • 抗病（高抗、中抗、低抗） • 感病 • 耐病 • 避病
二、垂直抗病性和水平抗病性
• Van der Plank 1963年提出的：在遗传学上，根据寄主和病原物之间有无 特异性的相互关系来划分的：
一个品种中。
第二节 植物受侵染后的生理生化变化
• 呼吸作用 • 光合作用 • 核酸和蛋白质 • 酚类物质和相关酶 • 水分生理
第三节 植物的抗病机制
一、物理的被动抗病性因素 1、蜡质层 2、植物细胞壁的钙化作用或硅化作用
二、化学的被动抗病性因素
指植物体内含有的天然抗菌物质、或能抑制病原 物某些酶类的物质、也可能缺乏病原物寄生和致 病所必须的重要化学组分，主要包括： 1、酚类物质 2、一些不饱和的内脂 3、氰化物 4、一些有机酸
保卫素的合成及积累；植物防卫反应的激活等
植物和病原物互作的分子机理模式图
侵染后或受到多种非生物因子激发后所产生或积累的一类 低分子量抗菌性次生代谢产物。 3、病程相关蛋白（PR）植物受病原物侵染或不同因子的刺 激后产生的一类水溶性蛋白。 3、植物组织对毒素的降解作用：植物组织能够代谢病原菌 产生的植物毒素，将毒素转化为无毒害作用的物质。
过敏坏死反应的症状
抗病植物和病原物无毒基因发生非亲和性互作诱导过敏坏死反应的分子机理
三、物理的主动抗病性因素 （P302-303)
• 细胞壁木质化（木质素的沉积） • 细胞壁木栓化 （诱导木栓质在细胞壁原纤
维间沉积，木栓化细胞构成了抵抗病原物 侵入的屏障） • 侵填体（与导管相邻的薄壁细胞通过纹孔 膜在导管腔内形成的膨大球状体）
四、化学的主动抗病性因素
第一节 植物抗病性的概念和类别
一、植物抗病性的主要类型 • 免疫 • 抗病（高抗、中抗、低抗） • 感病 • 耐病 • 避病
二、垂直抗病性和水平抗病性
• Van der Plank 1963年提出的：在遗传学上，根据寄主和病原物之间有无 特异性的相互关系来划分的：
一个品种中。
第二节 植物受侵染后的生理生化变化
• 呼吸作用 • 光合作用 • 核酸和蛋白质 • 酚类物质和相关酶 • 水分生理
第三节 植物的抗病机制
一、物理的被动抗病性因素 1、蜡质层 2、植物细胞壁的钙化作用或硅化作用
二、化学的被动抗病性因素
指植物体内含有的天然抗菌物质、或能抑制病原 物某些酶类的物质、也可能缺乏病原物寄生和致 病所必须的重要化学组分，主要包括： 1、酚类物质 2、一些不饱和的内脂 3、氰化物 4、一些有机酸
保卫素的合成及积累；植物防卫反应的激活等
植物和病原物互作的分子机理模式图
侵染后或受到多种非生物因子激发后所产生或积累的一类 低分子量抗菌性次生代谢产物。 3、病程相关蛋白（PR）植物受病原物侵染或不同因子的刺 激后产生的一类水溶性蛋白。 3、植物组织对毒素的降解作用：植物组织能够代谢病原菌 产生的植物毒素，将毒素转化为无毒害作用的物质。
过敏坏死反应的症状
抗病植物和病原物无毒基因发生非亲和性互作诱导过敏坏死反应的分子机理
三、物理的主动抗病性因素 （P302-303)
• 细胞壁木质化（木质素的沉积） • 细胞壁木栓化 （诱导木栓质在细胞壁原纤
维间沉积，木栓化细胞构成了抵抗病原物 侵入的屏障） • 侵填体（与导管相邻的薄壁细胞通过纹孔 膜在导管腔内形成的膨大球状体）
四、化学的主动抗病性因素
《植物免疫学》PPT课件
三、避病、抗病、耐病和抗再侵染
• 1、避病：抗接触
• 2、抗病：抗侵入、抗扩展、抗繁殖
• 3、耐病：抗损害
• 4、抗再侵染：诱导抗病性或获得性免疫
四、被动抗病性和主动性抗病性
• 被动抗病性指植物受侵染前即已具备的、 或说是不论会否与病原物遭遇也必然具备 的某些既存性状,当受到侵染即起抗病作用. 主动抗病性指受侵染前并不出现、 或说是 不受侵染便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 反应而实现出的抗病性,又叫保卫反应,这 在第三章还要详细讨论。
二、抗病性的进化观
• 2、多元进化论（Vanderplank, 1978）
活体营养（biotrophy）和死体营养 （necrotrophy）是两种并存的现象，各有 其不同的进化来源。在病程中，这两种现 象不是互相排斥的，死体营养可以逐步取 代活体营养。活体营养寄生现象可能源于 互利共生的平衡破坏。
二、抗病性的遗传观
• 1、抗病性是遗传规定的潜能，遇到病原物侵染后 才得以表现，其具体表现还依病原物致病性如何 而异。 • 2、抗病性的表现型实际上是寄主-病原物的结合 体的表现型，抗病性的遗传研究需要从结合体的 表现型和病原物的基因型推知寄主抗病性的基因 型。 • 3、寄主的抗病性基因型和病原物的致病性基因型 是相互选择的进化产物，有其对应关系，如“基 因对基因关系”。 • 4、寄主和病原物双方群体间的相互选择导致各自 遗传结构的变化，这便是抗病性的群体遗传学。二、抗 Nhomakorabea性的生理观
• 1、腐生为主的杀生物：死体营养为主，为害方式 较为粗暴，常以毒素/和酶杀伤寄主原生质、消解 寄主组织，再行取食。 寄主：以坚强的组织结构、或以抑制、破坏或 抗耐毒素和酶的机制来抵抗病原物。 • 2、专性寄生物： 初期不杀伤寄主原生质，和 平共处，从而夺取寄主的营养物质，进行活体营 养。 寄主：通过过敏性坏死或以营养和代谢上的种 种不合作来抑制病原物的发育。 • 3、抗病性不是一种简单性状的表现，而是寄主病原物间十分复杂的相互作用的过程。
寄主植物的抗病性
物理屏障
化学防御
快速反应ห้องสมุดไป่ตู้
细胞壁增厚
植物产生次生代谢产物如抗菌化合物、植物碱等，抑制病原菌的生长和繁殖。
植物在受到病原菌侵染时，能够迅速感知并启动防御反应，如产生过敏性反应、引发抗菌蛋白等。
植物在受到病原菌侵染时，能够通过增加细胞壁的厚度来抵抗病原菌的扩张。
抗病性的机制
02
寄主植物抗病性的遗传基础
农业措施
合理的施肥、灌溉、修剪等农业措施，也可以提高植物的抗病性。
抗病性的提高方法
03
02
01
植物抗病性的持久性受遗传因素的影响，不同植物品种的抗病性持久性不同。
遗传因素
环境因素
管理措施
环境因素如气候、土壤等也会影响植物抗病性的持久性。
合理的农业管理措施，如轮作、间作等，可以延长植物抗病性的持久性。
03
02
01
抗病性的持久性
05
寄主植物抗病性的应用前景
1
2
3
抗病育种是指利用寄主植物的抗病性，培育具有抗病性强的新品种，以提高植物的抗病能力。
抗病育种可以通过传统的育种方法和现代基因工程技术来实现，如基因编辑技术、基因转移技术等。
抗病育种是植物抗病性研究的重要应用之一，对于提高植物的产量和品质，减少农药使用，保护生态环境具有重要意义。
跨膜运输
在信号转导过程中，一些分子需要跨膜运输到细胞内或从细胞内运输到细胞外，这一过程对于植物抗病的启动和执行至关重要。跨膜运输涉及特定的转运蛋白和通道蛋白，这些蛋白在抗病反应中发挥着关键作用。
抗病信号转导途径
抗病相关蛋白的功能
防御蛋白：抗病相关蛋白中有一类具有防御功能的蛋白，这些蛋白能够直接与病原菌相互作用，抑制其生长和繁殖。例如，一些抗菌蛋白能够破坏病原菌细胞壁或抑制其代谢过程。
化学防御
快速反应ห้องสมุดไป่ตู้
细胞壁增厚
植物产生次生代谢产物如抗菌化合物、植物碱等，抑制病原菌的生长和繁殖。
植物在受到病原菌侵染时，能够迅速感知并启动防御反应，如产生过敏性反应、引发抗菌蛋白等。
植物在受到病原菌侵染时，能够通过增加细胞壁的厚度来抵抗病原菌的扩张。
抗病性的机制
02
寄主植物抗病性的遗传基础
农业措施
合理的施肥、灌溉、修剪等农业措施，也可以提高植物的抗病性。
抗病性的提高方法
03
02
01
植物抗病性的持久性受遗传因素的影响，不同植物品种的抗病性持久性不同。
遗传因素
环境因素
管理措施
环境因素如气候、土壤等也会影响植物抗病性的持久性。
合理的农业管理措施，如轮作、间作等，可以延长植物抗病性的持久性。
03
02
01
抗病性的持久性
05
寄主植物抗病性的应用前景
1
2
3
抗病育种是指利用寄主植物的抗病性，培育具有抗病性强的新品种，以提高植物的抗病能力。
抗病育种可以通过传统的育种方法和现代基因工程技术来实现，如基因编辑技术、基因转移技术等。
抗病育种是植物抗病性研究的重要应用之一，对于提高植物的产量和品质，减少农药使用，保护生态环境具有重要意义。
跨膜运输
在信号转导过程中，一些分子需要跨膜运输到细胞内或从细胞内运输到细胞外，这一过程对于植物抗病的启动和执行至关重要。跨膜运输涉及特定的转运蛋白和通道蛋白，这些蛋白在抗病反应中发挥着关键作用。
抗病信号转导途径
抗病相关蛋白的功能
防御蛋白：抗病相关蛋白中有一类具有防御功能的蛋白，这些蛋白能够直接与病原菌相互作用，抑制其生长和繁殖。例如，一些抗菌蛋白能够破坏病原菌细胞壁或抑制其代谢过程。
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）。
第11章抗病育种
轮回选择法（可以积累多个抗性基因） ①选用若干个具有水平抗性的亲本系，随机交配，
混合授粉，繁殖成综合品种群体。 ②从中选出若干抗性强的优株自交（人工辅助）。 ③自交后代按病害类别分成几份，分别种植，接种
鉴定，从中再选择具有多抗性的10～20个优系， 再互交，混合授粉，组成第一轮改良的多抗群体。 ④在第一轮的基础上，按上述程序进行第2、3...轮 的选择。
2、病原菌的生理小种
同一种病原菌（种或变种）可以分化出不 同的类型，它们对不同品种有不同的毒性，某个 特定病原菌类型称为生理小种，也叫毒性小种 。
生理小种在形态上难以区分，只能用一套抗 病能力不同的鉴别寄主来区分。 要求：鉴别力 强；抗性反应稳定；具有不同的抗病基因；有代 表性的纯系品种。
3、生理小种的消长
➢ 毒性基因只能克服相应的抗性基因而产生毒 性效应。
➢ 在寄主—寄生物系统中，任何一方的上述基 因，都只有在对方相对应基因的存在下，才 能被鉴别出来。
病原菌 小种
0 1 2 3
基因型 A1A1A2A2
甲 r1r1r2r2
感病
a1a1A2A2 感病
A1A1a2a2 感病
a1a1a2a2 感病
寄主品种及其基因型
种工作较好国家或地区收集。 3、从育种的后代材料鉴定筛选。 4、从近缘种属植物中挖掘。
（二） 抗病品种选育方法 1、引种 2、选择育种 3、杂交育种
除采用常规的系普法、混合法选育单基因 或少数主基因抗性外，在选育由多基因控制的、 或者抗多种病虫害的品种时： ➢异花授粉作物可采用轮回选择法。 ➢自花授粉作物可采用双列选择交配法 。
品种的抗性表现，与品种本身、病原（虫）数量和 侵染力以及环境条件等因素相互作用的结果。
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（七）诱导抗病性 induced R or acquired R
• 指植物经病原物接种，或经生物因子、化学物质因子 处理所激发的，针对病原物再次侵染的抗病性。
• 类型：系统获得抗病性SAR HR局部侵染诱导的系统抗病性 诱导系统抗病性ISR 植物根围生防菌所诱导的 系统
抗病性。 • 诱导剂：BTH、寡糖类等。
（八）转基因抗病性 transgenic R
问题：潜在风险
（九）植物对病毒的抗病性 Plant resistance to virus
没有统一标准。 主要类型 1. 极度抗病性或免疫 如豇豆---cowpea mosaic viurs 2. HR 局部坏死—抑制病毒扩增 3. 耐病性 tolerance 接种后病状轻微，体内病毒
浓度不降低的现象。
AUDPC
？ ？
（三）被动抗病性/主动抗病性 passive R/active R
1. 被动抗病性--- 已存性状所确定的抗病性。 物理因素： 植物体形态、 组织结构，木栓 化、木质化、导管的组织结构特点、花器结 构和开花习性等。 化学因素：天然抗菌物质、葡聚糖酶、几丁 质酶、根叶的溢泌物质。
2. 主动抗病性--- 诱导性状所确定的抗病性。 物理因素：细胞壁组成和结构、维管束阻塞 化学因素：HR、植保素、PR蛋白。
• Johnson （1979）提出； • 指某一品种在适宜发病的环境下广泛而长期种
植后仍保持其抗病性。 • 概念缺点：时间长度？ • 实例：
尤皮II号 18年；南大2419 14年； Sr2 50年，北美 ； 甘蓝 Fusarium oxysporum f. sp. conglutinanas 至今有效 • 优点: 延长品种抗性
（四）主效基因抗病性/微效基因抗病性 major gene R/minor gene R
• 主效基因抗病性 由单个或少数几个主效基因控制的抗性，称单基 因抗病性(monogenic R) 或寡基因抗病性 （oligogenic R）。 R基因----小种专化性 质量性状遗传
• 微效基因抗病性 数量性状遗传。 QTL mapping 单个或多个 基因；非小种专化性/小种专化性
感病
条件改变 Temp.
？
抗病
suscpetible
HS
MS
resistant
MR
HR
第二节 植物抗病性的类别
（一）非寄主抗病性/寄主抗病性 non-host-resistance/cultivar resistance
GFP-tagged hyphae of Magnaportha grisea growing within a leaf cell of wheat
YrM97
（五）垂直抗病性/水平抗病性 vertical R/horizontal R
Vanderplank (1986, 1984)提出。
• VR
少数几个小种具有抗性。具专化性，抗性差异大。
• HR
对多数小种具有抗病性。不具专化性，差异小。
（六）持久抗病性
durable resistance
Rice responds with an active defense response Barley leaf rust on rice
Why interested? 1. 多基因控制; 2. 抗性稳定持久。
3. Problems? 4. 机制与遗传不明; 5. 可能与细胞结构与先天抗菌
物质相关。 6. ？？
Stripe rust on rice
寄主抗病性
（二）定性抗病性/定量抗病性 qualitative R/quantitative R
1. 定性抗病性 （质量抗病性）
用定性批标衡量的表示。 如infection type (IT)---小麦条锈病 （next slide）
2. 定量抗病性 （数量抗病性） 用多种指标衡量。如发病率、严重度、病情指 数、病斑数量、病斑大小、潜伏期等(slide)。 如：HTAP；slow-rusting
2 1
5 4
8 7
成株反应型分级标准
2
3
5
689ຫໍສະໝຸດ S=L/2×W/2×3.14
IT=1 (0-9 scale)；DS=40%
AUDPC 用下列公式计算： AUDPC=[(Xi+1+Xi)/2](ti+1－ti) 其中Xi 为第1 次调查的严重度，Xi+1 为第2 次调 查的严重度，ti+1－ti 为第1 次和第2 次调查相隔的天数。
植物抗病性的概念和类别
第一节 植物抗病性的概念
• 抗病性 disease resistance--- 是指植物减轻 或克服病原物致害作用的可遗传特性。
Compatible susceptible
Incompatible resistant Incompatible resistant
抗病性的相对性