【基础知识】植物病原真菌的生长和繁殖

写在前面
平时试验过程中，对真菌的认识是“点”；但是点对于理解新的现象和paper是远远不够的，这就需要“面”，也就是借助基础知识搭建的框架来全局地看待问题。近期对B站上的植物病菌学课程进行了整理，希望能对真菌的认识上一个台阶。

2. 微生物的基本特征

个体微小；
吸收多，转化快；
生长繁殖快；

image-20220422123544553.png

适应性强，变异频繁
分布广，种类多

3.植物病原物概念和主要类别

类别：

image-20220422123820298.png

4.科赫氏法则

image-20220422124334987.png

应用于不熟悉或新的病害时。

image-20220422124644993.png

5. 植物病原学及其发展

基础是微生物学。

鼻祖是列文虎克；路易巴斯德：近代微生物奠基人

弗莱明，青霉素

德巴利，植物病理学之父，系统研究马铃薯晚疫病

image-20220422125200245.png

6.菌物的一般特征

image-20220422125348517.png

image-20220422125422317.png

长在固体表面的称为气生菌丝，长在基质内部的称为基质菌丝。

image-20220422125526015.png

image-20220422125540281.png

低等生物一般形成无隔菌丝，如毛霉；整个菌丝体呈现无隔、多核的细胞。

隔膜将菌丝分成多个细胞，隔膜是有隔菌丝细胞壁向内做环状生长而生成，

具有抵抗干旱，防止细胞质流失和支持菌丝强度的功能。

image-20220422125821250.png

image-20220422125848343.png

低等生物是全封闭型隔膜，是一种应急保护措施；高等生物多生成有孔型，便于细胞之间相互交流；

举例。多孔型：镰刀菌；单孔型：子囊菌，半支菌，桶孔隔膜：除锈菌和黑粉菌之外的担子菌。

image-20220422130008129.png

3.菌物的生活方式(life style)

腐生(saprophytism) 腐生举例：灵芝，黑根霉
寄生(parasitism) 依赖于其他一些生物为生，并从中获取营养的生活方式。
共生(symbiosis) 地衣(至少两种真菌和一种藻类形成的共生体)
重寄生(hyperparasitism) 一种菌物寄生于另一种寄生菌物的生活方式。

image-20220422130327051.png

常用于生物防治；丝核菌寄生在植物上，木霉寄生在丝核菌上，因此木霉重寄生于丝核菌。

7.菌物细胞结构

典型的真核细胞，由外及里依次是：细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞器和细胞核。

细胞壁主要由己糖或氨基己糖构成的多糖，还有少量蛋白质和脂类。

image-20220422130539458.png

酵母菌主要由β-1,3-glycan;β-1,6-glycan;甘露糖组成。

image-20220422130555211.png

image-20220422130623212.png

菌丝的细胞壁有极性；顶端之后，细胞壁逐渐加厚，不再生长。

image-20220422130711239.png

细胞膜

image-20220422130731508.png

image-20220422130816899.png

细胞核由核膜、染色质和核基质构成。

image-20220422130835371.png

image-20220422130853419.png

线粒体的嵴。

image-20220422130934286.png

管状嵴卵菌及低等生物

image-20220422131103379.png

粗面内质网多合成分泌蛋白和跨膜蛋白。滑面内质网多合成脂类，为其自身和膜型结构所用。

image-20220422131235437.png

有高尔基体的菌不多。

image-20220422131308890.png

image-20220422131349178.png

image-20220422131416426.png

只在菌丝中发现，孢子中未发现。

image-20220422131505588.png

菌丝受伤时，可以阻塞隔膜孔，防止胞质流失；平时可以调节两个相邻细胞的胞质流动。

8. 菌物营养体的变化形态

image-20220422131725110.png

常见营养体的变态结构主要有五类：

吸器
附着胞
匍匐菌丝/假根
附着枝
菌环/菌网

image-20220422131816207.png

image-20220422131855648.png

image-20220422131939176.png

image-20220422131958505.png

image-20220422132100911.png

image-20220422132136387.png

image-20220422132218107.png

是真菌为抵御不良环境所产生的；条件适宜时又可萌发。

image-20220422132254602.png

茯苓是假菌核。

image-20220422132340353.png

菌索在不适应的情况下呈休眠状态，可以抵御不良环境条件。

image-20220422132422263.png

子座是真菌的休眠结构和产孢结构。是真菌从营养阶段到繁殖阶段的过度形式。

9. 菌物的生长

分为三类来介绍。

单细胞菌物的生长

主要指细胞经过膨大、细胞核分裂、细胞质合成、最后达到细胞的芽殖或裂殖，进入无性繁殖的过程。
丝状菌物的生长
菌物的两型生长

image-20220422132753733.png

顶端生长：

image-20220426110935978.png

泡囊具有三种作用

运输细胞壁溶解酶，破坏原细胞壁；
运输新的细胞壁物质，在细胞壁合成酶的作用下，将它并入细胞壁中，增加壁面积；
泡囊膜并入细胞膜、增加细胞膜面积。

image-20220422133039156.png

顶端生长的驱动力

细胞质的流动带动泡囊移向顶端；
顶端和亚顶端区域水的电位势梯度；
由微管(与菌丝生长方向平行)牵动泡囊到菌丝顶端，或先运送到顶体，然后再运输到菌丝顶端

如果只有一个顶端，则生长很慢，实际上，菌丝是通过分支现象来加快生长。

菌物进行顶端生长时，不断向新区域进行延申，老的区域由于缺乏内含物很少再进行生长，液体培养基上呈球形；固体平板上呈辐射状；在感染的皮肤上呈鳞状。

image-20220422133222162.png

image-20220422133300498.png

image-20220422133404332.png

两型现象的类型：

温度依赖型。巴西拟球孢子菌(人体病原菌)，37度酵母型；20度是菌丝型。
营养依赖型
温度和营养依赖型

巴西拟球孢子菌产生分型现象的原因。

image-20220422133519216.png

营养依赖型举例。

image-20220422133556628.png

温度和营养依赖型举例：

image-20220422133633466.png

菌物的生长鉴定

1.生长速度测定法

image-20220422133728589.png

2.菌丝干重鉴定

image-20220422133859848.png

10. 菌物的无性繁殖

无性繁殖：菌物不经过核配和减数分裂，营养体以断裂、裂殖、芽殖和割裂的方式直接产生后代新个体的繁殖方式。

基本特征：

营养繁殖，没有有性结合过程；
无性孢子多种多样，繁殖能力很强，在病害传播和流行中起重要作用。

image-20220422134040609.png

植物病原物多以芽殖和原生质割裂的方式进行繁殖。

2.菌物无性繁殖孢子类型

游动孢子(zoospore)
孢囊孢子(sporangiospore)
分生孢子(conidium)
厚垣孢子(chlamydospore)

image-20220422134436233.png

image-20220422134233173.png

image-20220422134327802.png

image-20220422134350771.png

image-20220422134421345.png

主要是子囊菌，担子菌。分生孢子梗可单生、串生，形状各异。

芽殖型分生孢子的产孢方式：

合轴式
环痕式
芽生式
瓶梗式
孔生式

image-20220422134654393.png

分生孢子的产孢结构

image-20220422134717148.png

分生孢子梗：青霉，灰葡萄孢，链格孢等

分生孢子座：分生孢子梗聚集成簇，顶端产生分生孢子；镰孢属

分生孢子盘：次盘孢属

分生孢子器：

image-20220422134926134.png

image-20220422135000490.png

条件合适时，又会萌发，如镰刀菌。

11.菌物的有性生殖

有性繁殖：菌物通过两个同型或异型的性细胞(配子)或性器官(配子囊)结合，经过质配、核配和减数分裂，形成有性孢子的繁殖方式，

配子囊：性器官；
配子：性细胞；
有性孢子：菌物有性繁殖产生的孢子；
一般只在生活史中进行一次，多发生在生长后期。

2.菌物有性繁殖的生物学意义

有性繁殖产生了遗传物质重组的后代，有利于增强菌物物种的生活力和适应性；
有性繁殖形成的产孢结构和有性孢子具有渡过不良环境的作用。

3.菌物有性繁殖的结合方式

交配型的亲和性：

菌物的有性繁殖涉及两个可亲和性核的融合。

能完成交配的称为性亲和，不能完成交配的称为性不亲和。

image-20220423111431633.png

image-20220423111451241.png

1）质配的结果时形成了含有两个亲本细胞核的双核细胞。

image-20220423111624142.png

3）减数分裂：细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次，二倍体细胞形成四个细胞，每个细胞中细胞核的染色体数目减半，使得经核配形成的二倍体细胞核恢复为原来的单倍体状态的过程。

5.菌物有性孢子的类型

卵孢子(oospore) 卵菌产生；
接合孢子(zygospore) 接合菌产生；
子囊孢子(ascospore) 子囊菌产生；
担孢子(basidiospore) 担子菌产生。

锁状联合(clamp connection)：担子菌双核菌丝细胞增殖的一种独特方式，保证每个菌丝细胞都含有两个不同性别的核。

image-20220423111749757.png

6.有性孢子的染色体倍数

2N：结合孢子和卵孢子形成于核配后，减数分裂前，为二倍体的厚垣孢子，到萌发时才进行减数分裂形成单倍体。

1N：子囊孢子和担孢子都是减数分裂后形成的有性孢子，为单倍体。

7.菌物的异核现象和准性生殖

异核现象(heterokaryosis)：不同性状的两株菌丝相互融合，导致在同一细胞内有两种或两种以上基因型的细胞核的现象。

异核体的生物学意义

此现象在真菌中普遍存在；
具生长优势和更好的环境适应能力；
与无性型真菌的变异有关。

准性生殖(parasexuality):在不进行有性生殖(减数分裂)的情况下，菌物发生有丝分裂导致基因重组的过程。在够巢曲霉中首先被发现。

image-20220426152534624.png

12.菌物的生活史

指菌物的孢子从萌发开始，经过生长和发育，最后又产生同一种孢子的整个过程。

image-20220423112252764.png

image-20220423112231067.png

13.菌物生长的影响因素

image-20220423112404453.png

image-20220423143151102.png

image-20220423143221257.png

image-20220423143236838.png

image-20220423143305066.png

image-20220423143325341.png

image-20220423143409536.png

image-20220423143448029.png

利用有机氮的很少。

image-20220423143526924.png

image-20220423143559280.png

二、菌物繁殖的影响因素

光照
温度
通气
营养

image-20220423143709425.png

image-20220423143744128.png

image-20220423143846044.png

image-20220423143913294.png

image-20220423143939700.png

4.营养

image-20220423144019386.png