植物细菌性病害研究初探

植物细菌性病害研究初探

川成都

植物病害是由植物—病原—环境三者在一定适宜条件下，引起植物体发病，构成对植物正常生长发育和新陈代谢的干扰与破坏，最终造成植物的生物产量和经济产量减产，品质降低，给人类的农业、林业生产造成重大损失。植物病害的病原物是指能寄生于植物体并导致侵染性病害发生的生物。植物病害分成菌物（真菌）性病害、细菌性病害、病毒类病害、线虫类病害以及其他因素引起的植物病害。植物细菌性病害是植物病害中发生为害较重、发病规律比较难以掌握、防治技术要求高、防治效果很难凑效的一类病害。

植物病原细菌是属于原核生物中的一个生物类群，它与真核生物在细胞结构及组成成分方面存在着较大的差异，正是这种细胞结构和组分上的差异，导致了细菌性病害比真菌性病害更难以防治。植物细菌性病害中比较著名的病害有：水稻细菌性条斑病、水稻白叶枯病、白菜软腐病、番茄青枯病、玉米细菌性枯萎病、柑橘溃疡病、梨火疫病、马铃薯环腐病。还有近年来被国际柑橘病毒学家确认的柑橘黄龙病等，这些植物细菌性病害给我国农业、林业生产带来了巨大的影响和危害。本文将对植物细菌性病害做了以下6个方面的初步探讨。

1 初探一：原核生物与真核生物本质差异是什么

1.1 细菌在生物学分类中的地位

早在2000多年前我国《诗经》中已经将生物划分成了植物、动物和蕈类三大类。1593年李时珍在《本草纲目》中将生物分成了植物、动物和人类三大类。在近代科学发展史上，以林奈为代表的生物分类学家将生物分成两界（即动物界Animaliae和植物界Plantae），这两界系统被人类科技界沿用了200多年。16～18世纪，随着显微镜发明和细胞学说的建立，人类才发现了单细胞生物——细菌。对于细菌在生物进化过程中，专家们普遍认为：细菌的出现应该是在植物和动物出现之前就已经存在了。1969年魏泰克将生物界分成五界系统，即：（1）以细菌为主的原核生物界；（2）以单细胞原生动物和藻类为主的原生生物界；（3）多细胞生物中以光合作用制造营养的植物界；（4）以多细胞为主吸收营养的真菌界；（5）多细胞生物中以摄取食物为营养来源的动物界。1974年黎德勒认为：取消原生生物界，将生物化分成四界系统，即：原核生物界、真菌界、植物界和动物界。1977年我国科学家陈世骧提出了生物学界的三总界构成六界系统，即：无细胞总界——（病毒界）；原核生物总界——（细菌界、蓝藻界）；真核生物总界——（真菌界、植物界、动物界）。1988～1989年（Cavalier-Smith），将生物学界划分成：两个总界组成的八界系统，即：一、细菌总界：①真细菌界；②古细菌界；二、真核总界：③古菌界；④原生动物界；⑤植物界；⑥动物界；⑦真菌界；⑧藻界。到2003年，他取消了古细菌界和古菌界，改为二总界六界学说。许志刚教授在2005年正式提出三域七界的最新分类体系，即无细胞生物域的病毒界；原核生物域的细菌界；真核生物域的原生生物界、真菌界、藻物界、植物界和动物界。反映了当前人们的认识水平。

从上述分类系统可以看出，细菌的分类始终处于原核生物界内，它与真核生物在细胞结构及其组成成分上存在着许多本质上的差异。

1.2 原核生物与真核生物在细胞结构上的差异

原核生物是以单位膜为界的，细胞核质无核膜包围，呈原核状态。含肽聚糖的细胞壁有或无；核糖体在细胞质内70S。染色体的数目为1。细菌的质粒DNA游离于细胞质中。细菌都是单细胞生物，它们的细胞膜外都有一层主要由肽聚糖（革兰氏阳性细菌）或脂多糖（革兰氏阴性细菌）构成的坚韧细胞壁。

真核生物：具有以单位膜为界的细胞器，细胞壁不含肽聚糖。细胞核有核膜包围，呈真核状态，核糖体80S，在细胞器内的核糖体70S。细胞内有内质网、高尔基体、溶酶体、叶绿体有或无、有微管系统。染色体中有组蛋白；有核仁；要发生有丝分裂；细胞器有DNA（如线粒体）；配子能够融合；DNA不单向转移形成部分二倍体。

最典型的是真核生物具有真正的细胞核以及其他细胞器组成成分。核是细胞的控制中心，它由核膜包着与核外的细胞质分开。核膜内有核仁和核质。

2 初探二：植物细菌性病害分几大类别

植物病理学家们长期以来将植物细菌性病原种与对寄主的致病性作为一个非常重要的因素，同时要依据病原细菌的生理生化性状和血清学性状等指标来综合确定植物病原细菌的种。在《伯杰氏细菌学手册》第七版出版时已经命名的植物病原细菌种有200多种。根据生物学命名中优先命名权不能侵犯的原则，确定每一个新种必须查阅大量文献，以避免同物异名的出现。在《伯杰氏细菌学手册》第八版中将植物病原细菌种由原来的200多种削减为几十种，以保证所有种都可以用生化试验来进行鉴定并尽量保证能在实验室条件下可以重复实验，使之更具有科学性和重复性。1994年，根据《伯杰氏细菌学手册》第九版的系统分类：将细菌分成了四大类35个群。2000年以后，《伯杰氏细菌学手册》第二版分五卷陆续出版发行，该版本的最新分类体系中将细菌界包括了16门、26组、27纲、62目、163科、814属，共计4727种。植物病原细菌属于细菌界中普罗特斯门、放线菌门和厚壁菌门。普罗特斯门细菌细胞壁主要由脂多糖组成，肽聚糖含量较少，因而革兰氏染色阴性。放线菌门细菌的细胞壁中肽聚糖含量高，革兰氏染色阳性。厚壁菌门中的病原生物包括植原体（Phytoplasma）和螺原体（Spiroplasma）。已经描述的引起植物病害的原核生物有28个属。

植物细菌性病害的病原菌主要分成五大类别。

第一类：黄单胞菌属（Xanthomonas）。黄单胞菌属是细菌中的特殊类群，目前文献中描述的黄单胞菌属的种几乎都是植物病原细菌。它可以为害120多种单子叶植物和270多种双子叶植物。黄单胞菌引起许多重要植物病害，比较典型的病害有：（1）甘蓝黑腐黄单胞菌（X.campestris pv.campestris）；（2）水稻白叶枯病（X.oryzae pv.oryzae）；（3）水稻细菌性条斑病（X.oryzae pv.oryzicda）；（4）柑橘溃疡病（X.campestris pv.citri）。由黄单胞菌属细菌引起的植物病害大多数症状为叶枯、坏死、萎蔫等症状。

第二类：假单胞菌属（Pseudomonas）。假单胞菌属细菌大多数都是土壤、水、其他基质上的腐生菌，有些是植物病原细菌。它的生态适应性广，表型差异大，是一个非常异质的组群。丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）是重要的植物病原细菌，能为害多种植物。在《伯杰氏细菌学手册》第九版中正式命名的植物病原细菌有7个种。

第三类：欧文氏菌属（Erwinia）。欧氏菌属细菌是人类第一个发现的植物病原细菌。有史以来所发现的欧氏菌属细菌一部分是植物病原细菌，最常见的是各种植物的软腐病，也有萎蔫和坏死。典型的病害有：梨火疫病（E.amylovora）；玉米细菌性枯萎病（E.stewartii）；马铃薯和大白菜的软腐病等。由欧氏菌引起的细菌性软腐病在全世界均有发生分布。

第四类：土壤杆菌属（Agrobacterium）。土壤杆菌属细菌是一类习居于土壤的细菌，在土壤中广泛的分布。常见的致病性细菌种有根癌土壤杆菌和发根土壤杆菌。

根癌土壤杆菌（A.tumefaciens）能为害多种双子叶植物，在近土根茎部形成恶性肿癌。发根土壤杆菌（A.rhizogens），在侵染双子叶植物幼根后形成丛生的毛发状根群，称之为发根。

第五类：棒形杆菌属（Clavibacter）。它是从棒状杆菌属（Corynebacterium）中分列出来的一个新属。国内发现的植物病原棒形杆菌属细菌中，最典型的病害有马铃薯环腐病菌（C.m.pv.sepeadonicum）在国内马铃薯产区均有分布。由于该病菌是以种薯传带的，所以在调运马铃薯种薯时必须要实施检疫。小麦蜜穗病菌（C.tritici）在国内华北冬麦区、山东、安徽、江苏、浙江、贵州等省已有发生。

3 初探三：植物细菌性病害症状诊断上应该注意什么

植物病原细菌从植物的气孔、皮孔、蜜腺等自然孔口以及伤口侵入寄主。植物细菌性病害主要见于高等被子植物和栽培植物上较多。植物病害的症状包括病状和病症两个方面。所谓病状：是指感病植物的外部特征，主要表现有：（1）变色：指整个植株、叶片或叶片部分变色。（2）坏死：指植物体局部细胞和组织的死亡。（3）腐烂：整个植物的组织和细胞被破坏和消解。（4）萎蔫：植物病害中的萎蔫是指植物的输导系统被病原物毒害或病组织的产物阻塞而造成不可逆转性的萎蔫。（5）畸形：感病植物组织和器官所发生的皱缩、卷曲、萎缩、丛枝、发根、肿瘤，花器和种子变态。所谓病症：是指病原物在病株发病部位上所表现的特征。主要表现有：（1）霉状物。（2）粉状物。（3）锈状物。（4）粒状物。（5）根状菌索。（6）菌脓。菌脓：是指发病部位产生的胶黏脓状物，干燥后形成白色的薄膜或黄褐色的胶粒。菌脓是细菌性病害在田间特有的病症。从多年田间病害症状诊断的实践环节看，植物细菌性病害田间症状诊断上着重注意几点：细菌性病害往往会出现局部坏死斑点，如柑橘溃疡病的病斑。腐烂：很多蔬菜类作物上出现的软腐病、马铃薯环腐病等。萎蔫：作物上出现的青枯病，全株性萎蔫。菌脓：如水稻细菌性条斑病病叶上出现的胶黏脓状物。细菌性病害往往不会出现整株变色、叶片上不会出现霉状物、粉状物、丛枝、萎缩等症状。细菌性病害会出现发根和肿瘤等症状。

4 初探四：植物细菌性病害发病规律如何掌握

这个问题是一个非常复杂的问题，要回答好这个问题并非易事。从理论上探讨，所有植物病原细菌都可以通过种子传带。细菌附着在种子表面，也可以存活于种皮内，以及块茎组织内部。细菌在植物种子上一般存活1～2年。植物病原细菌一般产生胞外多糖，且一般具有鞭毛结构。因而，雨水的溅射和细菌自身在水中的游动可导致其传播。此外，随着灌溉水的流动，细菌可以在田块间传播。在20世纪60～70年代，水稻白叶枯病在四川省水稻产区流行蔓延，造成水稻产量严重减产，损失惨重。植物病原细菌可以通过苗木、接穗传播。嫁接工具、人为操作不当的行为均可以传播植物细菌性病害。柑橘溃疡病在我国柑橘主产省区均有不同程度地发生为害。狂风暴雨夹带雨滴是沿海岸线柑橘产区柑橘溃疡病蔓延猖獗的主要环境因素。通过媒介昆虫可以传带细菌性病害。柑橘黄龙病传毒主要媒介是柑橘木虱。要使柑橘黄龙病发生蔓延的几大因素是：一是要有柑橘黄龙病病树存在；二是要有传毒的媒介昆虫；三是要有感病的寄主。同时，昆虫的越冬寄主枳壳、九里香等存在为病菌的越冬和第二年的病菌的侵染循环创造了条件。如何掌握植物细菌性病害发病规律，作者认为应该注意以下几点：

（1）植物的种子、苗木、接穗等一切繁殖材料均有可能携带植物细菌性病害的病原，并能在植物体表或表皮内较长时期的存活，是远距离传播植物细菌性病害的主要原因。（2）由于植物病原细菌的细胞有胞外多糖，在有水膜存在下可以加快细菌侵染速度，为害程度由点到片逐步加重。在雨季、大风、甚至飓风条件下加快了点片发生与为害的程度。（3）有灌溉水存在的条件下可以加快植物细菌性病害的流行蔓延，是大面积造成为害损失的主要诱因。（4）有媒介昆虫的发生、越冬寄主的存在，为植物细菌性病害的再次侵染循环奠定了基础和创造了条件。（5）嫁接工具、农事活动操作不当均可以造成寄主大量伤口，有利于病原细菌的侵入，导致田间植物细菌性病害近距离传播为害。（6）适宜的温湿度条件，加速了植物细菌性病害的侵染循环。

5 初探五：为什么植物细菌性病害难以防治

根据植物细菌性病害发病的诱因和发病基本规律可以看出：种子、苗木可以带菌；细菌繁殖速度快、侵染途径多；远距离传播与近距离扩散相辅相成，加快了细菌性病害点、片发生，具有暴发成灾、损失严重的特点。植物细菌性病害很难防治，药剂防治效果很难奏效。四川省在防治水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、柑橘溃疡病、柑橘黄龙病等细菌性病害中都不是单一地采用药剂防治。药剂防治只能作为综合治理植物细菌性病害技术环节中的一个重要环节，特别是柑橘溃疡病防治技术中，国内外至今尚未见到仅仅依靠药剂防治来完全控制其为害蔓延的成功范例。柑橘黄龙病的综合治理更是如此。

6 初探六：防治植物细菌性病害主要技术环节有哪些

（1）建立无病虫种子、苗木繁殖基地，生产健康无检疫性病虫的种子苗木。（2）种子苗木调运前实施田间产地检疫和抽样实验室检验相结合，保证调出种子苗木是无病的。（3）调入地尽量集中成片种植，播种前进行种子消毒处理，有利于生产管理和病虫害综合治理。（4）加强田间病虫害预测预报，发现细菌性病害点、片发生时，及时拔除病株销毁，并用药剂对周围植株进行保护性防治。（5）严格对发病田块的肥水管理，防止有病田块流水串灌或漫灌。（6）对较大面积发生细菌性病害的发病区要及时隔离，防止上游流水继续向下游流传，造成更大面积的细菌性病害流行。同时对发病区要进行较大规模的药剂防治。（7）及时换种、加强轮作换茬，防止细菌性病害在田间菌量的不断积累和再次暴发成灾。（8）注意嫁接工具的消毒，防止农事活动中人为的传播感染。