植物病原细菌分类

第二节
植物病原细菌分类
根据目前公认的五界生物分类系统,细菌属
于原核生物界。由于原核生物形态简单、差
异较小,内部的分类系统还不完善。
目前国际公认和普遍采用的是伯杰氏分类系
统,《柏杰氏细菌鉴定手册》(Bergey’s
Manual of Determinative
Bacteriology,9th Edition,1994)

原核生物的主要类群
属于原核生物界,目前国际公认和普遍采
用的是伯杰氏分类系统,伯杰氏系统细菌学
手册 (Bergey’s Manual of Determinative
Bacteriology,9th Edition,1994)
该手册分为4卷
第一卷 医学或工业上重要的革兰氏阴性细菌(11群
)
第二卷 除放线菌之外的革兰氏阳性细菌(8群)
第三卷 古细菌 蓝细菌和其他革兰氏阴性细菌(8群
)

一、原核生物界分类系统
原核生物界通常分为4个门,7个纲,35个组群。
薄壁菌门:有壁较薄。革兰氏染色反应阴性,包括大多数
植物病原细菌。
厚壁菌门:有壁较厚。革兰氏染色反应阳性,包括棒形杆
菌属、芽孢菌属和链霉菌属。
(软)无壁菌门:菌体无壁。包括类菌原体。
疵壁菌门:没有进化的原细菌或古细菌。包括产甲烷细菌
和高盐细菌。
薄壁菌门和厚壁菌门的有细胞壁,软壁菌门的也称菌
原体,三者统称为真细菌。

原核生物的主要类群
原核生物的主要类群-种群划分
1 种(species):细菌种是由一些具有许多共同特征的菌系组成的
群体。菌系(Strains)是由分离获得的纯培养物的单个菌落繁衍
的后代组成。一个细菌种具有一个典型菌系(type strain)或称
代表菌系、模式菌系。
2 亚种(subspecies):在一个细菌种内有些菌系的特征与典型菌
系基本相符,但有少数表型的或遗传的特性不同,而这些特征是
稳定的,可将这些细菌称为这个种的亚种。
3 种或亚种以下的分类单元
(1)致病变种或致病型(pathovar,pv.;pathotype):指一个菌系或
一些具有相同或相似特征的菌系,它与同一个种或亚种的其他菌
系在致病性(包括症状、寄主范围)方面有区别。
(2)生物变种(生物型)、(3)血清变种(血清型)、(4)噬菌体变种(
噬菌体型)、(5)形态变种(形态型)、 (6)生化变种(biovar)

原核生物的主要类群
原核生物的主要类群-分类单元
细菌命名
拉丁双名法(属和种)命名
俗名:甘薯瘟病菌
番茄青枯病菌病菌种
学名:(Ralstonia solanacearum
=Pseudmonas solanacearum)
亚种(subspecies) :胡萝卜软腐欧氏菌黑胫亚种
Erwinia caratovora subsp. atrosepitica
致病变种(pathovar,Pv.):油菜黄单胞菌柑橘致病
变种Xanthomonas campestris pv. citri

表 3—2 植物病原原核生物的主要属和代表种
门 属名 病原菌代表种
薄壁菌门 Agrobacterium 土壤杆菌属* A. tumefacians 蔷嶶科根癌病
Acidovorax 嗜酸菌属
A.avenae 燕麦条纹病
Burkholderia 布克氏菌属* A.cepacia 洋葱腐烂病
Erwinia 欧文氏菌属*
E.amylovora 梨火疫病
Liberobacter 韧皮部杆菌属* L.asiaticum 柑桔黄龙病
Pantoea 泛生菌属*
P.ananas 菠萝腐烂病
Pseudomonas 假单胞菌属* P.syringae 丁香疫病
Rhizobzcter 根杆菌属
R.daucus 胡萝卜瘿瘤病
Rhizomonas 根单胞菌属
R.suberifaciens 莴苣栓皮病
Xanthomonas 黄单胞菌属* X.campestris 甘蓝黑腐病
Xylella 木质部小菌属*
X.fastidiosa 葡萄皮尔斯病
Xylophilus 嗜木质菌属
X.ampelinus 葡萄溃疡病
厚壁菌门 Arthrobacter 节杆菌属
Bacillus 芽孢杆菌属
Clavibacter 棒形杆菌属*
Curtobacterium 短小杆菌属*
Rhodococxcus 红球菌属
Streptomyces 链丝菌属
无壁菌门 Spiroplasma 螺原体属
Pyhtoplasma 植原体属*
A.ilicis 冬青叶疫病
B.megaterium 小麦白叶条斑病
C.michiganese 番茄溃疡病
D.flaccumfaciens 菜豆萎蔫病
R.fascians 香豌豆带化病
S.citri 马铃薯疮痂病
S.citri 柑桔僵化病
P.aurantifolia 柑桔从枝病

1. 土壤杆菌属
(Agrobacterium)
又称野杆菌属,俗称农杆菌
• 短杆状
• 1-6根鞭毛,周生或
• G -
侧生
• 菌落白色至灰白色、
无色素
好气
。
• 最适培养温度25 28
>PH6.0

1. 土壤杆菌属
(Agrobacterium)
又称野杆菌属,俗称农杆菌
质粒:Ti质粒
质粒
重要种:
Ri质粒
细菌素
根癌土壤杆菌(A.tumefaciens)
冠瘿病或根癌
发根土壤杆菌(A.rhizogenes)
发根
放射土壤杆菌(A.radiobacter)

土壤杆菌属
土壤杆菌属(Agrobacterium
Agrobacterium)
大多数细菌都带有除染色体之外的另—种遗传
物质,一种大分子的质粒,它控制着细菌的致
病性和抗药性等,如侵染寄主引起肿瘤症状的
质粒称为“ 致 瘤质粒” (tomor inducine
plasmid,俗称为Ti质粒),有的能引起寄主产
生不定根的“致发根质粒”(rhizogen inducine
plasmid,比俗称Ri质粒)。

冠瘿病发生机理
Braun and Schilperoort (1960s): 瘿瘤产
生与农杆菌的遗传物质有关
Zaenen et al., Chilton et al. (1970s –
80s): 肿瘤产生的分子机理

Ti质粒 Ti质粒
肿瘤产生的分子机理
(tumor-inducing (tumor inducing plasmid)
伤口侵入
薄壁组织表
层细胞间扩
展
T-DNA转移
T-DNA整合
T-DNA表达
生长素
细胞分离素

植物冠瘿病的防治
无病苗木
田园卫生
生物防治:
放射土壤杆菌
(A. radiobacter) K 84菌株
(Allan Kerr, 1973), 商品Galltrol
王慧敏
(2000) 研制抗根癌菌剂已获准农药
登记和工业化生产

2.布克氏菌属
2. 布克氏菌属(Burkholderia)
布克氏菌属是由假单胞菌
属中的rRNA第二组独立出
来的。
模式种:B.cepacia 引起洋
葱腐烂病
该属为非荧光的假单胞菌属

3.劳尔氏菌属
劳尔氏菌属(Ralstonia Ralstonia)
布克氏菌属是由假单胞菌属中的rRNA第二组
独立出来的(1993,1995)。
茄青枯劳尔氏菌(R.solanacearum)能引起多
种作物,特别是茄科植物的青枯病。
在组合培养基上形成光滑、湿润、隆起和灰
白色的菌落。
病菌的寄主范围很广,可以为害30余科,
100多种植物。病害的典型症状是全株呈现
急性凋萎,病茎维管束变褐,横切后用手挤
压可见有白色菌脓温出。
病菌可以在土中长期存活,是土壤习居菌。
病菌可随土壤、灌溉水和种薯、种苗传染与
传播。侵染的主要途径是伤口,高温多湿有
利发病。

4. 欧文氏杆菌属
(Erwinia)
属薄壁菌门。菌体短杆状,周生多根鞭毛。菌落灰白色,
革兰氏染色反应阴性。主要引致腐烂,如大白菜软腐病。
短杆状,多根鞭毛周生,G -
腐生性强,腐烂、萎蔫
十字花科软腐病
黄瓜细菌性萎蔫病
玉米细菌性萎蔫病
苹果、梨火疫病

欧文氏菌-大白菜软腐病
伤口侵入
分泌果胶酶,破坏中胶
层,导致细胞离析,组织
解体
病株、病残体、堆肥或土
壤中越冬
昆虫、雨水、灌溉水、农
事活动传播
防治:
抗病品种

欧文氏菌-黄瓜细菌性萎蔫
• 细菌在病残体内存活时
间极短
• 在黄条跳甲或黄斑跳甲
防治?
的肠道内越冬
• 甲虫叶部取食时,侵入
叶脉
• 维管束内扩展
• 先部分叶片后整株萎蔫

欧文氏菌-梨火疫病
isopropy

5. 假单胞杆菌属
(Pseudomonas)
最大类群,假单胞菌属是薄壁菌门假单胞菌科的模式属。
菌体短杆状或略弯,单生,大小为0.5—1.0μm ×1.5—
5.0μm,鞭毛1—4根或多根,极生。
杆状,1-多根鞭毛,极生
据rRNA的同源性,分出新的属:
3. 布克氏菌属
菌属 (Ralstonia)
(Burkholderia) / 劳尔氏

假单胞杆菌-黄瓜角斑病
• 气孔、伤口侵入
• 薄壁细胞间扩展
• 散生多角形病斑
• 种子或病残带菌
• 风雨、昆虫传播
• 防治

6. 黄单孢杆菌属
(Xanthomonas)
较大类群, 是薄壁菌门一个成员。短杆
状,单鞭毛极生,G-
菌落常为蜜黄色
水稻白叶枯病
十字花科植物黑腐病
棉花细菌性角斑病
柑橘溃疡病

黄单孢杆菌-水稻白叶枯病
越冬
带菌种子
稻桩带菌
侵入途径
水孔
伤口
沿叶脉扩展
传播
种传

黄单孢杆菌-十字花科植物黑腐病
“V”病斑
叶脉变黑

7. 韧皮部杆菌属
(Liberobacter)
寄生于韧皮部
早期称作韧皮部难养菌
(fastidious
phloem-limited bacteria)、类细菌
短杆状、无鞭毛、G -
不能进行人工培养

韧皮部杆菌-柑橘黄龙病
传播与侵入
嫁接传播
木虱传播
韧皮部扩展
防治:
昆虫防治
苗木的高温处理
田园卫生

8. 木质部小菌属
(Xylella)
• 新建属,原称作类立克次氏体
(rickettsialike organism, RLO), 木质部
难养菌
bacteria)
(fastidious xylem-limited
• 短杆状,无鞭毛,G-, 细胞壁波纹状
• 营养要求荷刻

木质部小菌属-葡萄皮尔氏病
叶蝉传播
防治?
取食时侵入
木质部扩展

English Reading
Citrus canker 柑橘溃疡病

二、厚壁菌门植物病原细菌
棒形杆菌属
(Clavibacter)
从原棒状杆菌属 (Corynebacterium) 划分
出的新属;棒状杆菌属仍然保留,但都为
动物病原菌
棒状或不规则状,无鞭毛,G + ,细胞壁厚
所致病害症状:萎蔫
马铃薯环腐病
番茄溃疡病

棒形杆菌-马铃薯环腐病
症状:
病叶边缘上卷、脉
间变黄、枯焦
病薯维管束变褐、
腐烂
挤压病薯有菌脓从
维管束溢出
随病薯越冬
切刀传播
伤口侵入
韧皮部扩展

棒形杆菌-番茄溃疡病
• 症状:
• 叶片脉间变黄
• 茎部产生暗褐色
条斑、深陷
• 维管束变褐
• 果实病斑小,有
白色晕圈
• 随病残、种薯越冬
• 风雨、水流、农事
操作传播
• 伤口侵入

三、无壁菌门植物病原生物
病毒病?
症状
黄花
丛枝
粗缩
叶蝉传播

植物的菌原体
1967年,日本学者土居养二
(Doi,Y)首先从桑萎缩病电镜
切片中中发现了类菌原体
(Mycoplasma like orgnism,
MLO),其属于原核生物界无壁菌
门。
目前已知约有300中植物发生菌原
体病害,如桑萎缩病、枣疯病、
苹果缩果病、梨衰退病、水稻黄
矮病、甘薯丛枝病、泡桐丛枝病
和椰子死亡黄化病等。

菌原体的主要类群
1.螺原体属(Spiroplasma):菌体的基本形态为螺旋形,繁殖时可产生分
枝,分枝亦呈螺旋形。植物病原螺原体只有3个种,主要寄主是双子叶
植物和昆虫。如柑桔僵化病、玉米矮化病和蜜蜂的爬蜂病等都是螺原体
侵染所致。叶蝉是传染螺原体的媒介昆虫,从吸食到传染也须经2—3
周的循回期,接种后到发病的潜育期约4—6周。螺原体也可以在多年
生宿主假高梁的体内越冬存活,也可在介体叶蝉体内越冬。
2.植原体属(Phytoplasma):植原体属即原来的类菌原体(Mycoplasma—
Like Like Organism,MLO),菌体的基本形态为圆球形或椭圆形。目前还不能
在离体条件下培养它们。日本学者土居养二(Doi,Y)首先从桑萎缩病病
组织切片中发现了病原体,称之为类菌原体(MLO),传播介体是桑菱纹
叶蝉。在国内,除桑萎缩病外,还有枣疯病、泡桐丛枝病、水稻黄矮
病、水稻橙叶病和甘薯丛枝病等,亦是由这类菌原体侵染所致。

菌原体的基本特性
1. 1. 球形,无细胞壁,只有单位膜。
2. 2. 可以人工培养,在培养基上形成“荷包蛋”状菌落。
3. 3. 对四环素类药物敏感,可用于诊断和治疗。对青霉素和
链霉素不敏感,因无细胞壁。
4. 4. 引致黄化、矮缩、丛生、小叶等症状。
5. 5. 必须依赖昆虫介体传播。叶蝉和飞虱等刺吸式口器是主
要媒介。

类菌原体的发现

柑橘顽固病(僵化病)(citrus
stubborn disease)

玉米矮缩

柑橘顽固病和玉米矮缩
最初以为类菌原体引起
1973和1975年被证明皆有螺原体
引起

1. 植原体
原称作类菌原体
organism, MLO)
(Phytoplasma)
(Mycoplasma-like
菌体无细胞壁,圆形、椭圆形、有时为
丝状或哑铃形
不能进行人工培养
叶蝉带菌(循回型)
常见病害:枣疯病、梧桐丛枝等

黄化、丛枝、叶变小

菟丝子嫁接接种

Phytoplasma:Friend or foe?
Phytoplasma casts a magic spell
that turns the fair poinsettia
into a Christmas showpiece

2. 螺原体属
(Spiroplasma)
菌体无胞壁,螺旋形,繁殖时产生
分支
可人工培养,但生长条件荷刻
叶蝉带菌

表 3—2 植物病原原核生物的主要属和代表种
门 属名 病原菌代表种
薄壁菌门 Agrobacterium 土壤杆菌属* A. tumefacians 蔷嶶科根癌病
Acidovorax 嗜酸菌属
A.avenae 燕麦条纹病
Burkholderia 布克氏菌属* A.cepacia 洋葱腐烂病
Erwinia 欧文氏菌属*
E.amylovora 梨火疫病
Liberobacter 韧皮部杆菌属* L.asiaticum 柑桔黄龙病
Pantoea 泛生菌属*
P.ananas 菠萝腐烂病
Pseudomonas 假单胞菌属* P.syringae 丁香疫病
Rhizobzcter 根杆菌属
R.daucus 胡萝卜瘿瘤病
Rhizomonas 根单胞菌属
R.suberifaciens 莴苣栓皮病
Xanthomonas 黄单胞菌属* X.campestris 甘蓝黑腐病
Xylella 木质部小菌属*
X.fastidiosa 葡萄皮尔斯病
Xylophilus 嗜木质菌属
X.ampelinus 葡萄溃疡病
厚壁菌门 Arthrobacter 节杆菌属
Bacillus 芽孢杆菌属
Clavibacter 棒形杆菌属*
Curtobacterium 短小杆菌属*
Rhodococxcus 红球菌属
Streptomyces 链丝菌属
无壁菌门 Spiroplasma 螺原体属
Pyhtoplasma 植原体属*
A.ilicis 冬青叶疫病
B.megaterium 小麦白叶条斑病
C.michiganese 番茄溃疡病
D.flaccumfaciens 菜豆萎蔫病
R.fascians 香豌豆带化病
S.citri 马铃薯疮痂病
S.citri 柑桔僵化病
P.aurantifolia 柑桔从枝病

五、植物细菌病害的诊断
1. 1. 症状识别:斑点、萎蔫、腐烂、畸形。水浸状、菌
脓、菌痂、流胶。
2. 2. 显微镜检查:喷菌现象。
3. 3. 分离培养:NA培养基稀释法或画线法培养。观察单个
菌落特点。
4. 4. 人工接种:将分离的细菌接种于寄主植物或过敏性发
应植物,观察所得症状。
5. 5. 链霉素防治:植物病原细菌对链霉素敏感,可用于防
治细菌病害。

五、植物细菌病害的诊断
(一)症状识别
1.菌原体病害的症状特点
病株矮化或矮缩,枝叶丛生,叶小而黄化。因此丛生、矮
缩、小叶与黄化相结合是诊断菌原体病害症状时必须掌握的关键。
2.细菌病害的症状特点
类,褪色或变色的较少;有的还有菌脓(ooze)溢出。
(二)显微镜检查
病植物表现的症状类型主要有坏死、萎蔫、腐烂和畸形等
除了菌原体引起的病害以外,由细菌侵染所致病害的病部,无论是维管束系统受害
的,还是薄壁组织受害的,都可以在徒手切片中看到有大量细菌从病部喷出,这种现
象称为喷菌现象(bacteria exudation,BE)。喷菌现象为细菌病害所特有,是区分细菌
病害或真菌、病毒病害的最简便的手段之一。
(三)分离培养与侵染性试验
由于菌原体尚不能在人工培养基上培养,因此分离有困难,但螺原体己可以分离
培养。对于菌原体病害,可采用菟丝子介体接种作桥梁接种传染到长春花上作鉴定的
办法,证明其有无侵染性,从而完成柯赫氏法则的诊断程序。

六、病害诊断和病原鉴定
1. 症状:
• 病征:
• 病状:初期水浸状
2. 室内镜检:
• 喷菌现象
3. 快速检验:
• 血清学检验
• 革兰氏染色

六、病害诊断和病原鉴定
4. 致病性实验、细菌学检验和其他检验技
术:
致病性实验
Koch’s法则
过敏性坏死反应
细菌学性状:形态、染色反应、培养性状、
营养要求、化学物质的分解途径和产物、特
殊酶的活性和血清学反应等

七、植物病原原核生物病害的防治特点
1. 化学防治
种子包衣技术
杀菌剂/抗生素
2. 生物防治
放射土壤杆菌K84浸根防治果树冠
瘿病
3. 抗病品种
叶斑病/维管束病害

七、植物病原原核生物病害的防治特点
4. 卫生措施
无病种苗
种苗处理
农事操作
拔除病株
清除田间杂草/防虫
5. 轮作防病