普通植物病理学General Plant Pathology

甘肃农业大学植物保护学院

植物病理系 徐秉良教授xubl @gsau.edu.cn

第一章 绪 论

第一节 植物病害与植物病理学

◆一、植物病害在农业生产中的地位及重要性：

（一）病害引起的饥荒：

1、1845-1846年的爱尔兰饥馑(Irish famine)是最有名的。由于马铃薯晚疫病。

2、1942-1943年印度孟加拉饥荒(Bengal famine)亦非常严重。水稻胡麻叶斑病。

1. Irish famine（爱尔兰饥馑）

病害引起的饥荒

马铃薯晚疫病Potato late blight

Losses Caused By Plant Diseases:Specific Examples

1. 1840 - Epidemic of

potato late blight

disease caused famine

in Ireland

• 1 million deaths

• 1 ½ millions migrated

to North America

Source

病害引起的饥荒

引起逃荒

1942-1943印度孟加拉邦水稻胡麻斑病Rice Brown Spot：

200多万人饿死，数百万人逃荒。

2. Bengal famine（孟加拉饥荒）

病害引起的饥荒

（二）植物病害对国民经济的严重影响：

1、病害导致农作物品质下降、产量降低，造成经济损失。

2、影响农产品出入境。

3、限制植物在特定地区种植甚至造成种群灭绝。

4、影响人、畜健康。

5、破坏环境。

植物病害对国民经济的影响

•二、病害造成的经济损失

1、葡萄霜霉病大流行

1880年在法国波尔多流行，损失50 billion dollars，

使法国葡萄酿酒业濒临破产。

波尔多液发明。

葡萄霜霉病叶片正面及反面的症状

◆造成经济损失

植物病害对国民经济的影响

•二、病害造成的经济损失

2、1970年玉米小斑病在美国大流行，减产15%，约165亿Kg。直接损失10亿美元。

3、玉米弯孢菌叶斑病1996年玉米弯孢菌叶斑病在中国辽宁流行，绝收25万亩，损失2.5 亿Kg。

小斑病症状

◆造成经济损失

玉米弯孢菌叶斑病[Curvularia lunata（Walk） Boed]

在华北地区发生的一种危害较大的新病害，主要危害叶片，也危害叶鞘和苞叶。

抽雄后病害迅速扩展蔓延，植株布满病斑，叶片提早干枯，一般减产20%－30%，严重地块减产50%以上，甚至绝收。

植物病害对国民经济的影响

•二、病害造成的经济损失

4、小麦条锈病大流行 1950年，中国小麦条锈病大流行，减产60亿公斤，等于当年夏粮征购的总和，约相当于当时3千万人一年的口粮 。

条锈病症状

◆造成经济损失

◆ 影响农产品出入境。

检疫性病害将影响农产品进出口：

如：梨火疫病（我国未见报道）

如果传入在我国发生流行，将给我国梨等水果的生产构成严重威胁。从而造成巨大经济损失。

⚫梨火疫病

植物病害对国民经济的影响

•二、病害造成的经济损失

咖啡锈病（1870s-1880s)摧毁了斯里兰卡的整个咖啡种植业。

英国人改喝咖啡为茶改变了当地人们的生活习惯。

咖啡锈病症状

◆限制植物在特定地区种植甚至造成种群灭绝

植物病害对国民经济的影响

•二、病害造成的经济损失

黑麦麦角病：1875年，黑麦麦角病在莱茵河流域流行，造成数千人死亡。甘薯黑斑病：产生有毒物质黑疤酮，病薯喂牛羊而导致气喘和死亡。小麦赤霉病：

小麦赤霉病的小麦生产面粉，人产生呕吐、腹泻。

麦角病症状

◆患病植物引起人畜中毒：

植物病害对国民经济的影响

•二、病害造成的经济损失

松材线虫病

1982年在我国南京发现，目前已经在山东、江苏、浙江、安徽、广东等省发生， 危害十分严重。

咖啡锈病症状

◆破坏环境：

传播介体：松墨天牛

有益方面

➢ 促进生长：如豆科植物有根瘤菌寄生时形成根瘤，再

如菌根真菌植物吸收土壤中的养分。

➢ 品质变好。如观赏植物

➢ 生物除草。如利用炭疽病菌防治稻田的田皂角等。

➢ 病原物的遗传物质被用于基因工程中。

➢ 病原物的代谢产物成为生物发酵工程的产物。如水稻

恶苗病菌产生的植物激素赤霉素以及黑根霉菌产生的

果胶酶等。

二、植物病理学性质、内容及与其它学科的关系：

(一) 植物病理学性质

研究植物发生病害的原因、病害的发生发展规律、

植物与有害生物间的互相作用机制以及怎样控制病害

等的学科领域。

(二)内容：

研究病害的症状，病原及发生发展规律及防治原理方法的学科。包括：症状、病原(真菌、细菌等)、致病机制、抗病机制、病害发生规律及防治原理与方法等。

(三)与其它学科的关系：

植物病理学是在医学微生物学的基础上发展起来的，它与真菌学、细菌学、病毒学、线虫学、植物学、动物学、昆虫学、植物生理学、生物化学、遗传学、气象学和分子生物学及其他许多分支学科都有着密切的联系，这些学科的每一个新成就都可使植物病理学受益。

第二节 植物病害的概念

一、植物病害的定义：

植物由于受到病原生物或不良环境条件的持

续干扰，其干扰强度超过了能够忍耐的程度使植

物正常的生理功能受到严重影响，在生理上和外

观上表现出异常，并导致植物品质下降、产量降

低，甚至死亡，使农业生产造成直接经济损失，

称为植物病害。

（1）病原（引致病害的原因，是外因即寄生物和不良环境

条件）：遗传性白化苗等遗传性变异系由内因而非外因引起。

（2）病程（组织结构和生理异常变化过程）：机械损伤和

虫伤无病理变化过程。机械创伤是往往是瞬间发生的。

（3）症状（罹病植物外表呈现的不正常现象）：植物病害

是根据植物外观的异常与正常相对而言的。健康相当于正常，

病态相当于异常。显症是植物生病的征兆，免疫植物虽受病

原影响但不显症，即不生病。

掌握植物病害定义的四要点：

（4）损失（产量低、品质变劣）：植物病害必须具有经济

损失观点。茭白实际上是黑粉菌侵染而形成的；郁金香受病

毒侵染而出现杂色花型曾使其价格高于黄金，虽生病却非病

害。韭黄是遮光栽培所致，上述不但没有经济损失，而且提

高了经济价值，故不属病害范畴。

注意“病”与“病害”这两个概念的区别。

茭白

茭草黑粉菌

茭草(茭白)黑粉菌Ustilago esculenta为担子菌门(Basidioy cotina),

黑粉菌原(Ustilago)真菌。

菌丝寄生在植物菰即茭草(Zizania caduuciflora)的叶，茎和根上。

孢子堆黑色，稍呈粉状。孢子球形，黄旦褐色，平滑或有刺，

6~9×5~7微米。

寄生在茎上时，在未形成黑粉孢子以前，茎肿大幼嫩可供食用味

道解美，营养丰富，并含纤维多，通便，防肠癌等。

江苏等地均有分布。

小知识点

郁金香杂色花 郁金香正常花

什么是韭黄，为什么韭黄是黄色?小知识点

2、韭黄是在韭菜撒种之后，在苗床上铺满了麦杆，

韭菜发芽之后，因为照不到阳光，无法刺激叶绿素

的形成，因此就不会变成绿色了! 黄黄白白的颜色是

韭菜体内其它色素的颜色!

1、韭黄就是颜色黄黄白白的韭菜，

不要怀疑，它跟一般吃的绿色韭

菜是同一种植物。

Definition of plant disease

Whenever plants are disturbed by pathogens or by

certain environmental conditions and one or more of

these functions is interfered with beyond a certain

deviation from the normal, From inner to outer ,the

plants become abnormal,then the plants become

diseased. Eventually, the yield of crops will lose.

canker

二、植物病害发生的原因（病因）

（一）病因：即引起植物病害发生的原因。也称之为病原。

生物因素：病原生物和植物自身因素

非生物因素：不适宜的环境因素。

二、植物病害发生的原因（病因）

病原

非生物病原

生物病原

营养(nutrients)

光照(light )

水分(moisture)

土壤与水中的有毒物质(Toxicity )

菌物(fungi)细菌(bacteria)病毒(virus)线虫(nematode)寄生性种子植物(parasitic higher plants)

（指环境因素）

生理疾病(physiological disease)

二、植物病害发生的原因（病因）

（二）病原物：由于生物因素影响植物正常生长发育，进而

引致病害，这种生物称为病原生物或病原物（pathogen）

（三）引起病害的基本因素：病原生物、寄生植物和环境条

件，三者相互作用的结果导致植物病害，称为“病害三要

素”(disease triangle)或“病害三角”的关系。加入人

为因素，为“四角”关系或病四面体(disease pyramid) 。

病害三角和四角。

1933 林克（Link)提出病害三角学说(disease triangle)：感病的寄主植物、具有致病性的病原物和有利于发病的环境构成病害三角形的三个边，三角形的高度或面积代表病害严重度，各边的长度影响三角形的面积。

1976 鲁滨逊（Robinson)提出植病四面体学说(disease tetrahedron)：农业生态系内除了寄主、病原物和环境外，应加上人类干预这个重要因素，从而形成植病四面体学说。

病害三角与病害四面体

环境

寄主 病原物环境

寄主

人类

病原物

病害三角（自然生态体系） 病害四面体（农业生态体系）

病三角(Disease triangle)和病四角：

环境

人为因素

病原 寄主

植物病害三角和四角关系

病害

三、植物病害的类型

（一）根据引起病害的病原分：

植物病害

非侵染性病害(noninfectious)（由非生物病原引起的病害）

侵染性病害(infectious)（由生物病原引起的病害）

侵染性病害(传染性病害)

按病原生物种类不同，还可进一步分为

1、由菌物侵染引起的菌物病害，如小麦锈病；

2、由细菌侵染引起的细菌病害，如大白菜软腐病；

3、由病毒侵染引起的病毒病害，如烟草花叶病；

4、由寄生植物侵染引起的寄生植物病害，如菟丝子；

5、由线虫侵染引起的线虫病害，如大豆胞囊线虫；

6、由原生动物侵染引起的原生动物病害，如椰子心腐病。

7、由叶螨、瘿螨侵染引起的病害，如葡萄毛毡病。

非侵染性病害(非传染性病害)

按病因不同，还可分为：

1、植物自身遗传因子或先天性缺陷引起的遗传性病害

或生理病害

2、物理因素恶化所致病害：

(1)大气温度的过高或过低引起的灼伤与冻害；

(2)大气物理现象造成的伤害，如风、雨、雷电；

(3)大气与土壤水分和温度的过多与过少，如旱、涝、

渍害等。

3、化学因素恶化所致病害：

（1）肥料元素供应的过多或不足，如缺素症；

（2）大气与土壤中有毒物质的污染与毒害；

（3）农药及化学制品使用不当造成的药害；雹害等；

（4）农事操作或栽培措施不当所致病害，如密度过大、播种过早或过迟、杂草过多等

造成苗瘦发黄和矮化以及不实等各种病态。

（二）其它病害分类的方法：

✓ 按照植物或作物类型有果树病害、蔬菜病害、大田作物病害、牧草病害和森林病害等；

✓ 按照寄主受害部位可分为根部病害、叶部病害和果实病害；

✓ 按照病害症状表现可分为腐烂型病害、斑点或坏死型病害、花叶或变色型病害等；按病原生物类型又分为真菌病害、细菌病害、病毒病害。

✓ 按传播方式和介体来分，有种传病害、土传病害、气传病害和介体传播病害等；

✓ 最客观、最实用的还是按照病因类型来区分的方法，它的优点是既可知道发病的原因，又可知道病害发生特点和防治的对策等。

Plant diseases are sometimes classified according to the symptoms they cause (root rots, cankers, wilts, leaf spots, scabs, blights, anthracnose, rusts, smuts, mosaics, yellows),

according to the plant organ they affect (root diseases, stem diseases, foliage diseases, fruit diseases) .

according to the types of plants affected (field crop diseases, vegetable diseases, fruit tree diseases, forest diseases, turf diseases, diseases of ornamental plants).

According to the type of pathogen that causes the disease

On this basis, plant diseases are classified as follows:

I. Infectiors, or biotic, plant diseases

◼ 1.Diseases caused by fungi

◼ 2.Diseases caused byprokaryotes(bacteria and mycoplasmas)

◼ 3.Diseases caused by parasitic higherplants

◼ 4.Diseases caused by viruses and viroids

◼ 5.Diseases caused by nematodes

◼ 6.Diseases caused by protozoa

II.Noninfectiors,or abiotic, diseases are diseases causedby:

◼ 1.Too low or too high a temperature

◼ 2.Nutrient deficiencies

◼ 3.Lack or excess of soil moisture

◼ 4.Mineral toxicities

◼ 5.Lack or excess of light

◼ 6.Soil acidity or alkalinity (pH)

◼ 7.Lack of oxygen

◼ 8.Toxicity of pesticides

◼ 9.Air pollution

◼ 10.Improper cultural practices

第三节 植物病害的症状类型

◆一、症状（symptom）：症状是植物受病原生物或不良环境因素的侵扰后，内部的生理活动和外观的生长发育所显示的某种异常状态 。

◆（一）症状类型(type of symptom)

◆ 症状=病状+病征

◆ 1、病状：植物本身表现的异常现象。

2、病状类型：

（1） Discoluration（变色） ：

（2）Necrosis(坏死):

(3)Rot(腐烂):

(4)Wilt(萎蔫)：

(5)Malformation(畸形)：

Hypoplasia(减生) Hyperplasia( 增生)

⚫ 3、病征(Sign)：是指病原物在

植物病部的表现特征。

⚫ 4、病征类型：

4. The types of sign(病征类型)

（1）Mildew(霉状物)

（2）Powder(粉状物)

（3）Rust(锈状物):

（4）Granule(颗粒状物)：

（5）Dots(点状物)：

（6）Thread(线状物)或索状物：

（7）Pus(菌脓或脓状物)：

5、内部症状:

◆ 是指病植物在植物体内细胞形态或组织结构发生的变化，

可以在显微镜下观察与识别，少数要在经过专门处理后，

在电子显微镜下才能识别。

◆ 如：常见的如病毒病的内含体(inclusion)，萎蔫病

组织中的侵填体(tylose)和胼胝质(callose)等。根茎

部的维管束系统受真菌或细菌的侵害后，外部显示萎蔫

症状以前，内部已坏死变褐，通过剖茎检查，可以看到

明显的病变。

风轮状内含体 结晶状内含体

内含体形态

二、症状变化

典型症状：有不少病害的症状并非固定不变或只有一种症状，可以在不同的阶段或不同抗性的品种上或在不同的环境条件下出现不同类型的症状，对于常见的一种症状，称典型症状。

◼ 很多植物病害的名称是根据症状来命名的，因为每种病害的症状有其特定的表现，在大多数情况下，一种植物在特定条件下发生一种病害后，就出现一种症状，如斑点、腐烂、萎蔫或癌肿等。因此，症状就成了初步诊断病害的重要依据。

如烟草花叶病毒侵染多种植物后均表现为花叶症状，但在心叶烟或苋色黎上却表现为斑枯。归纳起来，症状的变化可有以下表现：

1、同型症：不同的病原可引起相同的症状。如马铃薯环腐病和黑胫病。根腐病(全蚀、根腐)。

2、变型症：同一种病原在不同的作物上表现不同的症状，如烟草花叶病毒(TMV)在普通烟上表现花叶，在心叶烟上表现枯斑。

3、综合症(syndrome)：即某病害在一种植物上可以同时或先后表现两种或两种以上不同类型的症状，称为综合症。

如稻瘟病在芽苗期发生引起烂芽；在成株期侵害后，叶片出现梭形或园形病斑；侵害穗颈部致穗颈枯死引起白穗。

又如：谷子白发病，在整个生育期出现灰背、枪杆、白发、刺猬头等几种症状表现。(即同一种病原在寄主的不同的发育期可引起不同症状类型。)

4、并发症(Complex symptom)：当两种或多种病害同时在一株植物上发生时，可以出现多种不同类型的症状，称为并发症。

◼ 当两种病害在同一株植物上发生时，可以出现两种各自的症状而互不影响；有时这两种症状在同一部位或同一器官上出现，可能彼此干扰发生颉抗现象(antagonism),即只出现一种症状或很轻的症状；也可能出现互相促进加重症状的协生现象(synergism)，甚至出现了完全不同于原有两种各自症状的第三种类型的症状。因此，颉抗现象和协生现象，均是两种病害在同一株植物上发生时出现症状变化的现象。

5、隐症现象(masking of symptom)：一种病害的症状出现后，由于环境条件的改变，或者使用农药治疗以后，原有症状基本减退直至消失。

隐症的植物体内仍有病原物存在，是个带菌植物，一旦环境条件恢复或农药作用消失后，植物上症状又会重新出现。

名称解释：

潜伏侵染：病原物侵入寄主后由于环境条件不适，不表现症状，环境适宜时表现症状，但是显症后不再消失，如苹果腐烂病。

带毒植物:寄主长期带毒，而不表现症状，如梨是苹果锈果病的带毒者。

第四节 植物病理学简史

早期的记载

公元前236年<吕氏春秋>,称小麦黑粉病-“鬼麦” 国外称小麦锈病- “锈神”

早期防治记载: 公元四世纪晋朝葛洪<抱朴子>书中提到“铜青涂木,

入水不腐” 1834年朝鲜人徐有榘著”杏蒲志”中: 梨最忌桧

近代植物病理学的历史

植物病理学的的近代史是从1845年欧洲

马铃薯晚疫病的大流行开始的。至今已有

150多年的历史。

下面通过主要人物及其贡献来了解植物

病理学的简史。

一、植物病原学

1、1755年：梯列特（Tillet）发现小麦黑粉病粒拌种后播种

可以传染。

2、1807年：普洛费特（Provest,M）证实小麦黑粉病是真菌侵

染所致。

3、1853年：德巴利(De Bary)提出黑粉病、霜霉病和马铃薯

晚疫病病是真菌侵染的结果，提出了锈菌有转主寄生现象，

是公认的植病病原学说创始人，

4、马尔皮尼（Malpighi,M）首先用单式显微镜描绘了蔷薇锈

菌的形态。

5、1886年：迈耶(Mayer,A)发现烟草花叶病汁液能够磨擦传

染。

6、1877年：伯利尔首先描述了梨火疫病。

7、史密斯(Erwin F.Smith)证实了病原细菌的侵染性，成为植

物病原细菌学之父。

8、1939年：考斯奇(Kausche)第一次在电子显微镜下看到了

烟草花叶病毒的颗粒体。

9、1967年：土居养二在电镜下正式确认了桑萎缩病的病原是

类菌原体。

10、1935年斯坦利(Stanley,W.M.)用化学方法提纯了病毒的结

晶。获诺贝尔奖金1935, W. M. Stanley (US), crystal of TMV, protein.

11、1936年鲍登(Bawden.F.C.)证明病毒真正具有侵染力的是

核酸而不是蛋白质。

12、1971年：迪内(Diener,T.O.)发现了类病毒，一种小分子

RNA导致马铃薯纺锤块茎病。

13、库柏(Cobb,N.A.)第一位研究植物线虫学的人，是植物线

虫学的奠基人

14、1953年：麦克麦特里(McMurtrey,J.E.Jr.)是最早系统探讨

生理病害的专家，著有《环境，非侵染性损害》一书。

二、植物病理生理学

研究内容主要是有病植物的生理生化变化、植物抗病性

机制和病原物致病机制三方面。

1、最早德巴利开始研究核盘菌如何引起蔬菜软腐的机制，结

论是病菌产生的酶和毒素杀死了植物细胞。

2、1933年田中通过研究梨黑斑病发现了真菌毒素具有致病力。

3、1939年Yabuta发现了赤霉素引起水稻恶苗病徒长的机制，

并成功结晶了赤霉素。

4、1977年契尔通(Chilton,MD.)证实了冠瘿土壤杆菌能将细菌

质粒的部分tDNA导入寄主细胞，插入植物的染色体中，寄主

细胞就能不断分裂而形成癌肿。

5、近年来诱导抗病性研究发展很快。

6、植物抗病性和植物与病原物的互作关系

1905年：比芬(Biffen,RH.)首先报道了小麦品种对锈病的抗

性遗传符合孟德尔遗传规律。

1894年：埃立克逊（Eriksson,J.）发现锈菌种内存在转化型

(f.sp.)的不同。

1914年：斯塔克曼（Stakman, E.C.)提出生理小种（Physiolo-

gical race）的概念。

1946年：佛洛尔(Flor,HH.)提出著名的“基因对基金学说”。

1963年：范德普郎克(Van der Plank,JE)提出了著名的垂直抗

病性和水平抗病性两种抗病性理论。

1946年：高又曼发现了植物存在“过敏性坏死反应”的抗病

性现象。

三、植物病害流行学

采用定量学的研究方法，研究植物群体病害发生发展

的学科，主要研究病害流行 的时间和空间动态、数学模

型、电子计算机预测及其产量损失估计等，为病害防治决

策提供理论依据。范德普郎克(Van der Plank,JE)是植物病

害流行学科的奠基人，著有《植物病害：流行和控制》一

书。

四、植物病害控制

1、1755年：梯列特（Tillet）提出用种子处理可以有效防治

小麦黑粉病。

2、1765年：方观承对棉种采用开水烫种和草木灰拌种进行

防病。

3、1885年：米拉德(Millardet,PMA.)发明波尔多液防治葡萄

霜霉病开创了植病药剂防治。

4、1913年：雷姆(Riehm)采用有机汞制剂处理种子可以防

治多种种传病害。

回顾历史，展望未来，植物病理学还是很年轻的学科，

还有许多问题有待我们去研究解决。

二、近代植物病理学的历史(缩减版)

病因学

◼ 病原(因)学说创史人:

◼ 1845-1846德巴利(De Bary) (G), 发现真菌为病原菌

◼ 细菌学之父： 1895史密斯（Smith） (US),

◼ 病毒的发现者：迈耶（Mayer） 1886, Adolf Mayer (G),

tobacco mosaic virus, juice transform

◼ 斯坦利发现病毒结晶,获诺贝尔奖金1935, W. M. Stanley

(US), crystal of TMV, protein

◼ 库柏（Cobb）发现线虫为病原: 1907, N. A. Cobb (US),

classification of nematodes

◼ 土居养二发现植原体:1962, Doi Y.（Ja) mycoplasma (植

原体）

1. History of plant pathology

1.1 Punishment of God, 2000 years.

1.2 1845-1846, Anton de Bary (G), potato late blight

the founder of etiology(病因学), father of PP,

smut and downy mildew

alternative host(转主寄主)

1895, Erwin F. Smith (US), father of plant bacterial disease

1886, Adolf Mayer (G), tobacco mosaic virus, juice transform

1935, W. M. Stanley (US), crystal of TMV, protein

1907, N. A. Cobb (US), classification of nematodes

1962, Doi Y.（Ja) mycoplasma (植原体）

第一章 思考题

本书p30.

1,3,4,5,6.