园艺/植物病理学
植物病理学 是研究植物病害过程如何发展的学科。这些过程在农业和园艺领域尤为重要。有几大类生物会导致植物病害,下面将概述每类生物。
植物真菌病原体超过 10,000 种。真菌性植物病原体本身分为两大类,即从活体植物组织中获取营养的活体营养生物和杀死植物细胞然后以释放的营养物质为生的腐生生物。但是,许多植物病原体采用混合生活方式,最初充当活体营养生物,然后转换为腐生生活方式。这些被称为半活体营养生物。
大多数植物病原真菌属于子囊菌纲和担子菌纲。
真菌通过孢子的产生进行有性和无性繁殖。这些孢子可以通过空气或水传播很远,或者它们可能是土传的。许多土传孢子,通常是游动孢子,能够以腐生方式生存,在土壤中完成其生命周期的第一部分。
真菌病害可以通过在农业中使用杀菌剂来控制,但是经常会进化出对各种 杀菌剂 有抗性的真菌新种系。
卵菌类是真菌状生物,直到最近才被误认为是真菌。它们包括一些最具破坏性的植物病原体,包括疫霉属,其中包括导致马铃薯晚疫病和橡树猝死病的病原体,以及腐霉属,导致幼苗猝倒病。
尽管与真菌没有密切关系,但卵菌类已经发展出非常相似的感染策略,因此许多植物病理学家将它们归类为真菌病原体。卵菌类特别难以控制,许多卵菌类可以在土壤中以腐生生物形式存活很长时间。
有一些由原生动物引起的植物病害的例子。它们以游动孢子的形式传播,游动孢子非常耐用,并且可以在土壤中休眠状态下存活多年。它们还被证明可以传播植物病毒。
当运动的游动孢子接触到根毛时,它们会产生一个原生质团并侵入根部。
大多数与植物相关的细菌实际上是腐生生物,不会对植物本身造成任何伤害。然而,一小部分(约 100 种)能够引起疾病。细菌性疾病在世界上的亚热带和热带地区更为普遍。
大多数植物病原细菌呈杆状(杆菌)。为了能够在植物中定殖,它们具有特定的致病性因子。有 4 种主要的细菌致病性因子
1. 细胞壁降解酶 - 用于分解植物细胞壁以释放内部的营养物质。被诸如欧文氏菌属之类的病原体用来引起软腐病。
2. 毒素。它们可以是非宿主特异性的,会损害所有植物,也可以是宿主特异性的,只会在宿主植物上造成损害。
3. 植物激素 - 例如,土壤杆菌属会改变生长素水平以引起肿瘤。
4. 胞外多糖 - 这些由细菌产生并阻塞木质部血管,通常会导致植物死亡。
细菌通过群体感应控制致病性因子的产生。
植原体 和螺旋体属是缺乏细胞壁的细菌属,与人类病原体支原体属有关。它们统称为支原体类。它们也往往比真正的细菌具有更小的基因组。它们通常通过吸汁昆虫传播,被转移到植物韧皮部,在那里繁殖。
植物病毒有很多种,有些甚至无症状。大多数植物病毒具有小的单链 RNA 基因组。这些基因组可能只编码 3 或 4 种蛋白质:复制酶、外壳蛋白、运动蛋白以允许细胞间运动,有时还有一种蛋白质可以允许通过载体传播。
植物病毒必须通过载体从一种植物传播到另一种植物。这通常是昆虫,但已证明一些真菌、线虫和原生动物是病毒载体。
线虫 是小的、多细胞的蠕虫状生物。许多线虫自由地生活在土壤中,但也有一些物种寄生在植物根部。它们主要是在世界上的热带和亚热带地区出现的问题,在那里它们可能会感染作物。根结线虫具有相当广泛的宿主范围,而胞囊线虫往往只能感染几种物种。线虫能够引起根细胞的根本性变化,以便于它们的生活方式。
重要的真菌性植物病原体
- 子囊菌纲
- 担子菌纲
重要的卵菌类植物病原体
重要的细菌性植物病原体
重要的非生物性疾病可由以下原因引起
- 自然
- 干旱
- 霜冻伤害,以及雪和冰雹造成的破坏
- 洪水和排水不良
- 营养缺乏
- 盐沉积和其他可溶性矿物质过量(例如石膏)
- 风(风灼伤,以及飓风和龙卷风造成的破坏)
- 闪电和野火(通常也是人为的)
- 人为(可以说是生物的,但通常被认为是非生物的)
- 土壤压实
- 空气和/或土壤污染
- 冬季道路撒盐带来的盐分
- 除草剂过度使用
- 与植物打交道的人员教育和培训不足(例如割草机对树木造成的损坏)
- 破坏