简答题

介绍一下各重要代表菌的生活史及其为害寄主植物的特点。

正确答案

根肿菌属(Plasmodiophora)根肿菌属的特征是休眠孢子游离分散在寄主细胞内,不联合形成休眠孢子堆。该属真菌都是细胞内专性寄生物,寄主范围很广。为害植物根部引起手指状或人参块状的膨大,称为根肿病。根肿菌属真菌的生活史还不十分清楚,现以芸薹根肿菌(P.brassicae)为例做一简要介绍。芸薹根肿菌的休眠孢子萌发时释放出一个游动孢子,游动孢子与寄主的根毛或根表皮细胞接触后,鞭毛收缩并休止形成休止孢。休止孢萌发时形成一管状结构穿透寄主细胞壁,将原生质注入寄主细胞内,发育成原质团。这种原质团成熟后分割形成薄壁的游动孢子囊,每个孢子囊可释放4~8个游动孢子。这种游动孢子具有配子的功能,质配是由两个游动孢子配合形成合子。合子侵入寄主细胞内发育成原质团,原质团内的细胞核发生核配,紧接着进行减数分裂,随后原质团分割成许多具厚壁的单核休眠孢子。芸薹根肿菌是根肿菌属中最常见的种,引起十字花科芸薹属多种蔬菜的根肿病。休眠孢子抵抗不良环境的能力很强,可以在酸性土壤中存活七八年。
节壶菌属(Physoderma)节壶菌属的特征是休眠孢子囊扁球形,黄褐色,具有囊盖,萌发时释放出多个游动孢子。它们都是高等植物的专性寄生菌,侵染寄主常引起病斑稍隆起,但不引起寄主组织过度生长。玉蜀黍节壶菌(P.maydis),侵害玉米引起玉米褐斑病。病部呈褐色隆起的斑点,内有大量黄褐色粉状物,是病菌的休眠孢子囊。休眠孢子囊扁球形,萌发时囊盖打开,从盖的孔口处释放出游动孢子。游动孢子在寄主表皮上游动一个时期后休止,产生细胞壁,以后萌发侵入寄主。侵入时产生假根进入寄主细胞吸取养料,寄主外部的菌体发育成薄壁的孢子囊。孢子囊成熟时释放出游动孢子,这种游动孢子的个体较休眠孢子囊所产生的小,可以直接侵入寄主,也可以作为配子。两个游动配子配合形成的合子侵入寄主,在寄主组织内形成膨大的、具细胞壁的营养体,膨大的细胞之间有丝状体相连。以后膨大细胞的壁加厚,转变为休眠孢子囊,膨大细胞间的丝状体随之消失。休眠孢子囊在干燥的土壤和寄主组织中可以存活3年。休眠孢子囊萌发的适温较高(20~30℃),所以玉米褐斑病在我国的南方发生较重。
绵霉属(Achlya)绵霉属的特征是游动孢子囊棍棒形,产生在菌丝的顶端;孢子囊具层出现象,即新的孢子囊从老的孢子囊基部的孢囊梗侧面长出;游动孢子在孢子囊内呈多行排列,具两游现象,但第一次游动时期很短,休止孢在孢子囊顶部孔口外形成并聚集成团;藏卵器内产生多个卵孢子,雄器侧生。绵霉属真菌大多是腐生的,少数是弱寄生的,广泛存在于池塘、水田和土壤中。稻绵霉(A.oryzae)的营养体是发达、粗壮的无隔菌丝体,聚集在一起时呈棉絮状。无性繁殖时,在菌丝顶端形成棍棒形的游动孢子囊,成熟后从孢子囊顶端的孔口放出大量的游动孢子。游动孢子的第一个活动时期很短,释放的梨形游动孢子聚集在孢子囊孔口附近,很快就形成休止孢。20~30分钟后,每个休止孢又萌发释放出一个肾形的游动孢子,分散在水中游动,肾形游动孢子休止后萌发长出芽管。稻绵霉的孢子囊具层出现象,从旧的孢子囊基部侧面又可连续形成新的孢子囊。当菌丝体生长到一定时期或生长条件不适宜时,从菌丝体的顶端或中间产生球形的藏卵器和长形的雄器。藏卵器内有一个或几个卵孢子。成熟的卵孢子为球形,黄褐色,壁很厚,萌发时产生芽管。稻绵霉侵害水稻秧苗引起绵腐病,受害秧苗四周长出大量放射状菌丝体,秧苗衰黄腐烂。秧苗管理不好,灌水过深或受到冻害就可能诱发稻苗绵腐病。
腐霉属(Pythium)腐霉属的特征是丝状、裂瓣状、球状或卵形的孢子囊着生在菌丝上,孢子囊顶生或间生,无特殊分化的孢囊梗。腐霉属真菌在霜霉目中是较低等的,以腐生的方式在土壤中长期存活。有些种类可以寄生于高等植物,为害根部和茎基部,引起腐烂。幼苗受害后主要表现猝倒、根腐和茎腐,种子和幼苗在出土前就可霉烂和死亡。此外,还能引起果蔬的软腐。瓜果腐霉(P.aphanidermatum)是其中最常见的种,它的寄主范围很广。瓜果腐霉的营养体为发达、无色、无隔的菌丝体,在高湿的条件下,病组织表面和附近的土面可形成一层白色棉絮状的菌丝体。
挑取白色棉絮状物镜检,可以观察到病菌的菌丝体和游动孢子囊,有时还可以观察到卵孢子。游动孢子囊比菌丝体稍粗,有的长筒形,有的有裂瓣状分枝,着生在菌丝体的顶端或中间,没有明显分化的孢囊梗,但孢子囊与菌丝之间有隔膜分开。萌发时,先从孢子囊上产生一个排孢管,排孢管逐渐伸长,顶端膨大成近球形的泡囊。孢子囊中的原生质通过排孢管流入泡囊内,在其中分化形成许多游动孢子,泡囊破裂后就释放出游动孢子。游动孢子没有两游现象,释放出的游动孢子为肾脏形,凹处有两根鞭毛,在水中游动后(通常几十分钟至数小时)即变为圆形的休止孢,以后萌发产生芽管侵入寄主。有性生殖是从菌丝体的顶端形成球形的藏卵器和在藏卵器的侧面形成雄器。藏卵器内只有一个卵孢子。卵孢子有厚壁,球形。瓜果腐霉可以在土壤中长期存活,它的菌丝体和卵孢子可在病组织和土壤中越冬(主要是以病组织内形成的卵孢子越冬),卵孢子对不良环境的抵抗力很强。瓜果腐霉侵害幼苗茎基引起猝倒,侵害瓜果引起湿腐症状。
疫霉属(Phytophthora)疫霉属真菌是重要的植物病原菌。大多为两栖类型,少数为水生的;较高等种类具有部分陆生的习性,可以侵害植物的地上部,孢子囊成熟时可以脱落,在湿度较低的条件下孢子囊可以直接萌发产生芽管。疫霉菌几乎都是植物病原菌,大多是兼性寄生的,寄生性从较弱到接近专性寄生,少数种类至今仍不能在人工培养基上培养。疫霉菌的寄主范围很广,可以侵染植物地上和地下部分。疫霉菌以厚垣孢子或卵孢子在土壤中存活,在土壤中的腐生能力不强。为害植物在病斑表面形成类似于腐霉菌的白色棉絮状物或近似于霜霉菌的霜状霉层。所引起的病害通常称为疫病。特征是产生的孢子囊呈近球形、卵形或梨形。游动孢子在孢子囊内形成,不形成泡囊;孢囊梗与菌丝有一定差异,比菌丝细(直径2~47μm),少数形成有特殊分化的孢囊梗,如致病疫霉;许多种类的孢子囊有层出现象。藏卵器内有一个卵孢子,卵孢子壁光滑,雄器包裹在藏卵器的柄上或着生在藏卵器的侧面。疫霉属与腐霉属的最主要区别是,前者的游动孢子在孢子囊内形成,而后者在泡囊内形成。致病疫霉(P.infestans)是疫霉属的模式种,为害马铃薯、番茄等作物,引起晚疫病。营养体是发达、无色的无隔菌丝体。菌丝体主要在寄主细胞间隙扩展,形成吸器进入寄主细胞内。吸器多呈指状,比菌丝细一些,吸器内没有细胞核。无性繁殖是从菌丝体上形成孢囊梗,2~3根成丛,从寄主茎、叶的气孔或块茎的皮目伸出。孢囊梗细长,单轴分枝,分枝顶端产生游动孢子囊后,孢囊梗可以继
续伸长形成新的孢子囊,因此分枝略成节状。孢子囊柠檬形,顶部有1个乳头状突起(乳突),成熟后孢子囊脱落随气流传播。游动孢子在孢子囊内分化形成,孢子囊成熟后在乳突的位置形成排孢孔释放出多个(几个至几十个)游动孢子。游动孢子经一定时期游动后就形成圆形的休止孢。在湿度较低时,孢子囊也可以直接萌发产生芽管。致病疫霉是异宗配合的,需要有两个不同交配型(分别称为Al交配型和A2交配型)的菌株交配才能进行有性生殖,在自然条件下很难看到它的卵孢子,至今也只在局部地区发现它的有性阶段。它的有性生殖的过程是产生藏卵器的菌丝穿过雄器,在雄器上面形成藏卵器,雄器包在藏卵器的柄上,交配后藏卵器中形成一个卵孢子。
霜霉属(Peronospora)霜霉属的特征是孢囊梗主轴较粗壮,顶部有多次左右对称的二叉状分枝,末端分枝的顶端尖锐。霜霉属是专性寄生菌,菌丝体为发达、无色的无隔菌丝体,在寄主组织的细胞间隙扩展,产生丝状、囊状或裂瓣状吸器进入寄主细胞内吸收养分。无性繁殖时,菌丝体分化出孢囊梗。孢囊梗有明显、粗壮的主轴,上部进行数次左右对称的分叉。孢子囊近卵形,成熟时容易脱落,萌发时直接产生芽管,偶尔释放游动孢子。卵孢子产生在寄主体内,卵孢子壁平滑或具有网纹和瘤状突起。引起许多经济植物的霜霉病。其中寄生霜霉(P.parasitica)是最常见的种,可以为害许多十字花科植物。寄生霜霉是以孢子囊萌发的芽管从气孔或直接穿过表皮侵入叶片。由于病原菌在叶片内的扩展受到叶脉的限制,叶片上的病斑大多呈多角形,初期淡黄色,边缘不明显,到后期才变为褐色枯斑。叶斑背面有明显的霜霉层,即从气孔伸出的成丛的孢囊梗和孢子囊。成熟的孢子囊随风传播,引起再侵染。低温高湿,特别是高湿有利于病害的发生。在适宜的条件下从侵入到发病只要几天的时间。除为害叶片外,抽出的茎薹和花序都能发病,这是由病叶上产生的孢子囊的侵染或者是由菌丝体在植株内部扩展引起的。除形成不定形的褐色病斑外,整个花序可以肿大和弯曲呈畸形,俗称“龙头”,受害部位表面出现霜霉层,肿大的组织中容易发现卵孢子。
白锈菌属[Albugo(Pers.)Gray],约30种,全部是高等植物的专性寄生菌,无法在培养基上进行培养。在寄主上产生白色粉状孢子堆,很像锈菌的孢子堆,不过颜色是白色的,所以称为白锈病。白锈菌[Albugocandida(Pers.)Kuntze]危害十字花科植物,引起十字花科白锈病。菌丝生长在寄主细胞间,但在寄主细胞内生有小圆形的吸器。孢囊梗粗短,棍棒形,不分枝,成排地生长在寄主的表皮下,孢子囊圆形或椭圆形,顶生,串株状,自上而下连续形成(上部的孢子囊最老)。孢囊梗无限伸长,可以产生很多孢子囊,两个孢子囊之间有“间细胞”,这是由于孢子囊壁的外膜胶化连接起来的,孢子囊成熟时,胶化的膜溶解,孢子囊释放而随风传播。孢子囊萌发产生游动孢子。

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