當一株健全的植物受到干擾,導致器官和組織的生理機制局部的或系統的反常植物自身表現了病狀(symptom),并能從患病部位提取出的物質(zhì)具有相應病原物的病征(sigh),就是發(fā)生了植物病害。干擾植物正常生理機制的因素,主要是外來(lái)的,內在的因子導致遺傳性病害;外來(lái)的因子有的是非生物性的,有的是生物性的。因此,根據誘發(fā)病害因子的本質(zhì),植物病害可分為非侵染性病害和侵染性病害兩大類(lèi)。
非侵染病害:
植物在長(cháng)期的進(jìn)化歷程中,逐漸適應了各種不斷變化的環(huán)境,產(chǎn)生了較強的適應能力。但對各類(lèi)環(huán)境因素的適應能力有一定限度,如果植物所處的環(huán)境中某些物理如光照、水分、溫度或化學(xué)因素如營(yíng)養元素失調再貨生存環(huán)境發(fā)生惡化,連續不斷影響植物,其強度又超過(guò)植物忍耐限度,就會(huì )對植物的生長(cháng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響,擾亂正常生理和代謝活動(dòng),甚至對植物造成嚴重傷害,使植物在生理和外觀(guān)上表現異常,產(chǎn)生病變。 侵染性病害是植物病原物在外界條件影響下相互斗爭并導致植物生病的病害具有感染性。常見(jiàn)的植物病原體有真菌如黑粉病、銹病、白粉病等;卵菌如腐霉、霜霉等;原核生物以細菌為主如土壤桿菌、支原體、衣原體等;病毒如馬鈴薯Y病毒、黃征病毒、煙草花葉病毒等;高等植物如菟絲子、列當獨腳金等;原生動(dòng)物如線(xiàn)蟲(chóng)。其中以細菌、真菌、病毒、支原體和線(xiàn)蟲(chóng)誘發(fā)的病害較普遍和嚴重,尤以真菌性病害為最,如水稻的瘟病、小麥銹病、棉花的萎蔫病等。各種病原體的生理、生態(tài)、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時(shí)期各不相同。
如下: 是研究植物病害的病原、發(fā)生、發(fā)展以及防治的一門(mén)應用學(xué)科。
它以植物病害為研究對象,探討發(fā)病的原因,或在解剖學(xué)、生理學(xué)或生物化學(xué)上,探討感染和癥狀出現的過(guò)程。 就業(yè)前景: 畢業(yè)后可到全國各農業(yè)院校、科研院所、農場(chǎng)、種子公司、農業(yè)技術(shù)推廣部門(mén)、農業(yè)企業(yè)、機關(guān)等部門(mén)從事植物保護工作的技術(shù)與設計、推廣與開(kāi)發(fā)、經(jīng)營(yíng)與管理、教學(xué)與科研等工作。
有一定的發(fā)展前景 推薦院校: 浙江大學(xué) 華中農業(yè)大學(xué)、山東農業(yè)大學(xué)、沈陽(yáng)農業(yè)大學(xué)、四川農業(yè)大學(xué)、河北農業(yè)大學(xué)、湖南農業(yè)大學(xué)、吉林農業(yè)大學(xué)、西南大學(xué)、吉林大學(xué)、廣西大學(xué)、青島農業(yè)大學(xué)等。
分子植物病理學(xué)(Molecular Plant pathology)為我校2003年增列博士學(xué)位授權一級學(xué)科范圍內自主設置學(xué)科、專(zhuān)業(yè)之一,也是我校同時(shí)具有招收碩士研究生、博士研究生資格的專(zhuān)業(yè)之一。
分子植物病理學(xué)是傳統植物病學(xué)的一門(mén)年輕分支學(xué)科,是現代分子生物學(xué)向植物病理學(xué)不斷交*、滲透而產(chǎn)生的一個(gè)新學(xué)科。我校作物遺傳育種專(zhuān)業(yè)下設置的分子抗病育種方向,經(jīng)過(guò)多年的努力建設,已取得了長(cháng)足的進(jìn)步,并在熱帶作物抗病基因和病原物致病相關(guān)基因克隆和鑒定,植物病原物致病性的功能基因組學(xué)、植物抗病性的功能基因組學(xué)、植物——病原物相互作用中的信號傳導等研究方面取得了較大的進(jìn)展,研究成果對于作物遺傳育種、抗病品種的持久化利用、無(wú)公害新型殺菌劑研制等具有十分重要的理論意義和實(shí)際意義。目前,該研究方向已發(fā)展和派生出一個(gè)獨立的、完整的分子植物病理學(xué)學(xué)科體系,受到同領(lǐng)域的關(guān)注,發(fā)展前景廣闊。
我校分子植物病理學(xué)的研究工作和人才培養工作主要在熱帶作物生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室和植物保護重點(diǎn)實(shí)驗室進(jìn)行,并已掛*在作物遺傳育種學(xué)科和植物病理學(xué)科招收博士研究生和碩士研究生多年,培養出了高質(zhì)量、高素質(zhì)的從事分子植物病理學(xué)教學(xué)和科研的創(chuàng )新性人才,得到了用人單位的認可。隨著(zhù)我國熱作事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和無(wú)公害農業(yè)的興起,從分子水平對熱帶作物病害發(fā)生機制進(jìn)行研究,闡明植物病程中寄主——病原物相互作用的分子基礎,了解寄主和病程相關(guān)的基因結構、表達和調控機制,為植物病害的可持續控制提供理論基礎和最佳途徑已成為海南生態(tài)建設不可缺少的研究領(lǐng)域,因此決定了對分子植物植物病理學(xué)高層人才的需求將不斷擴大。分子植物病理學(xué)科的建立和發(fā)展,不僅可以填補國內熱帶作物分子植物病理學(xué)研究的空白,同時(shí)也將為我國熱作事業(yè)的快速發(fā)展作出貢獻。
培養目標:
1.博士學(xué)位 掌握堅實(shí)的分子植物病理學(xué)的基礎理論,具有寬廣的植物病理學(xué)、微生物學(xué)、植物生理生化、分子生物學(xué)、植物基因工程等基礎知識;深入了解所研究領(lǐng)域的歷史、現狀和最新發(fā)展動(dòng)態(tài);熟練掌握與分子植物病理學(xué)有關(guān)的實(shí)驗技能和計算機應用技術(shù);至少掌握一門(mén)外國語(yǔ),能熟練地閱讀本專(zhuān)業(yè)的外文資料,具有一定的寫(xiě)作能力和進(jìn)行國際學(xué)術(shù)交流的能力;能獨立承擔與分子植物病理學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究和教學(xué)工作;學(xué)位論文具有明顯的創(chuàng )新性,并有重要的理論意義或應用價(jià)值,能在高水平雜志上發(fā)表。
2.碩士學(xué)位 掌握分子植物病理學(xué)的基礎理論和相關(guān)的植物病理學(xué)、微生物學(xué)、植物生理生化、分子生物學(xué)、植物基因工程等基礎知識;了解分子植物病理學(xué)現狀和發(fā)展動(dòng)態(tài);熟練掌握一門(mén)外國語(yǔ),能閱讀本專(zhuān)業(yè)的外文資料,初步具有獨立從事分子植物病理學(xué)科學(xué)研究和教學(xué)工作的能力;學(xué)位論文應有一定的創(chuàng )新性,能在較高水平雜志上發(fā)表。
學(xué)科研究范圍 應用現代分子生物學(xué)方法和技術(shù),在分子水平上研究植物病害發(fā)生機制,闡明植物病程中寄主——病原物相互作用的分子基礎,了解病程相關(guān)基因的結構、表達和調控機制,為植物病害的可持續控制提供理論基礎和最佳途徑。
主要研究方向包括:植物抗病性功能基因組研究、植物病原菌致病能基因組研究、植物——病原物相互作用過(guò)程的信號傳導與基因表達調控等。
課程設置 分子植物病理學(xué),分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、植物免疫學(xué)、基因組學(xué)、植物病理學(xué)進(jìn)展、基因工程實(shí)驗、高等植物信號傳導、高級作物育種等。
當一株健全的植物受到干擾,導致器官和組織的生理機制局部的或系統的反常植物自身表現了病狀(symptom),并能從患病部位提取出的物質(zhì)具有相應病原物的病征(sigh),就是發(fā)生了植物病害。干擾植物正常生理機制的因素,主要是外來(lái)的,內在的因子導致遺傳性病害;外來(lái)的因子有的是非生物性的,有的是生物性的。因此,根據誘發(fā)病害因子的本質(zhì),植物病害可分為非侵染性病害和侵染性病害兩大類(lèi)。
非侵染病害:
植物在長(cháng)期的進(jìn)化歷程中,逐漸適應了各種不斷變化的環(huán)境,產(chǎn)生了較強的適應能力。但對各類(lèi)環(huán)境因素的適應能力有一定限度,如果植物所處的環(huán)境中某些物理如光照、水分、溫度或化學(xué)因素如營(yíng)養元素失調再貨生存環(huán)境發(fā)生惡化,連續不斷影響植物,其強度又超過(guò)植物忍耐限度,就會(huì )對植物的生長(cháng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響,擾亂正常生理和代謝活動(dòng),甚至對植物造成嚴重傷害,使植物在生理和外觀(guān)上表現異常,產(chǎn)生病變。 侵染性病害是植物病原物在外界條件影響下相互斗爭并導致植物生病的病害具有感染性。常見(jiàn)的植物病原體有真菌如黑粉病、銹病、白粉病等;卵菌如腐霉、霜霉等;原核生物以細菌為主如土壤桿菌、支原體、衣原體等;病毒如馬鈴薯Y病毒、黃征病毒、煙草花葉病毒等;高等植物如菟絲子、列當獨腳金等;原生動(dòng)物如線(xiàn)蟲(chóng)。其中以細菌、真菌、病毒、支原體和線(xiàn)蟲(chóng)誘發(fā)的病害較普遍和嚴重,尤以真菌性病害為最,如水稻的瘟病、小麥銹病、棉花的萎蔫病等。各種病原體的生理、生態(tài)、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時(shí)期各不相同。
[編輯本段]概述 植物病理學(xué)(plant pathology,phytopathology)是研究植物病害的病原、發(fā)生、發(fā)展以及防治的一門(mén)應用學(xué)科。
它以植物病害為研究對象,探討發(fā)病的原因,或在解剖學(xué)、生理學(xué)或生物化學(xué)上,探討感染和癥狀出現的過(guò)程。為了確立防病和治病的方法,還研究形成病原的環(huán)境條件、病原體傳染途徑以及病害的診斷法等,另外還研究防病的藥劑對病原體或植物體的藥理作用,以及包括所有與植物病害有關(guān)的廣闊領(lǐng)域。
[編輯本段]發(fā)展簡(jiǎn)史 葡萄霜霉病在18世紀,植物病害的傳染性以及植物病害的微生物病原性已漸為人們覺(jué)察。19世紀初,真菌學(xué)在植物形態(tài)學(xué)和植物分類(lèi)學(xué)的基礎上逐漸發(fā)展,真菌病原本質(zhì)首先得到研究和認識。
1775年,M·蒂利特證明了腥黑穗病是傳染的。1807年,B·普雷沃證明了這個(gè)病是由孢子傳染的。
在1847~1865年間,L·E·蒂拉納研究了麥角病菌、黑粉病菌和銹病菌的形態(tài)和生活史。在1853~1866年間,德巴里(Heinrich Anton de Bary)在進(jìn)一步對黑粉菌、銹菌以及馬鈴薯疫病菌的研究中,闡明了病原菌對植物的致病和發(fā)病過(guò)程,并證明真菌發(fā)育過(guò)程中的多形態(tài)性以及銹菌的轉株寄生現象。
他對一些重要作物的真菌病害和病原菌的多方面研究,奠定了植物病理學(xué)的基礎。J·屈恩于1858年寫(xiě)的《作物病害原因和防治》一書(shū),總結了這一時(shí)期對植物病害發(fā)生和對病原菌的認識,提出了環(huán)境因素與植物病害發(fā)生的關(guān)系和病害的防治方法,標志著(zhù)植物病理學(xué)的誕生。
1888年,米亞爾代(Pierre Marie Alexis Millardet),創(chuàng )制了波爾多液,成功地防治了葡萄霜霉病,開(kāi)創(chuàng )了植物病害的化學(xué)防治。1866年,M·C·沃羅寧觀(guān)察到植物根瘤中的細菌,這是首次在植物體內發(fā)現細菌。
1879年,T·J·伯里爾發(fā)現梨火疫病是細菌寄生所致。1899年,E·F·史密斯對細菌性植物病害進(jìn)行了系統研究,發(fā)展了植物病理學(xué)的細菌性病害領(lǐng)域。
1879年,邁爾發(fā)現煙草花葉病并注意了這個(gè)病的傳染性。Д·И·伊萬(wàn)諾夫斯基研究了這一病害,于1892年證明病原是存在病葉汁液里的微粒體,能透過(guò)細菌濾器,與細菌不同。
1898年,M·W·拜耶林克稱(chēng)這類(lèi)病原為病毒,以與細菌相區別,從而開(kāi)創(chuàng )了植物病理學(xué)的病毒病原新領(lǐng)域。在19世紀末期,植物病理學(xué)者用選種雜交方法選出了抗銹病的蘆筍新品種,1902年,W·A·奧頓選出了抗枯萎病的棉花品種,從而發(fā)展了植物病理學(xué)的免疫性機制的研究和抗病育種的防病途徑。
中國的植物病理學(xué)是在生物學(xué)科中創(chuàng )建較早的一門(mén)學(xué)科,1917年就開(kāi)始在高等農林教學(xué)中設置植物病理學(xué)課程。1929年中國植物病理學(xué)會(huì )成立。
20世紀20~40年代,中國植物病理學(xué)的先驅者戴芳瀾、鄧叔群、朱鳳美、俞大紱等在研究中國真菌形態(tài)和分類(lèi),各主要作物的真菌、細菌和病毒病害,以及抗病育種等方面做出了貢獻,在幾個(gè)高等農業(yè)院校和研究所中建立了研究室,培養了許多植物病理學(xué)工作者,為中國植物病理學(xué)的發(fā)展奠定了基礎。 [編輯本段]主要研究?jì)热?1、植物病害 小麥條銹病當一株健全的植物受到干擾,導致器官和組織的生理機制局部的或系統的反常并表現了癥狀,就是發(fā)生了病害。
干擾植物正常生理機制的因素,主要是外來(lái)的,內在的因子導致遺傳性病害;外來(lái)的因子有的是非生物性的,有的是生物性的。因此,根據誘發(fā)病害因子的本質(zhì),植物病害可分為非寄生性病害和寄生性病害兩大類(lèi)。
①非寄生性病害:是物理或化學(xué)因素所引起的病害,直接受土壤和氣候環(huán)境因素的影響,如溫度、水分、日光、土壤酸堿度、營(yíng)養、大氣污染等。 ②寄生性病害:是因病原體寄生而導致的病害,病原體有病毒、類(lèi)病毒、支原體、衣原體、立克次氏體、細菌、真菌、藻類(lèi)、線(xiàn)蟲(chóng)和高等植物,其中以細菌、真菌、病毒、支原體和線(xiàn)蟲(chóng)誘發(fā)的病害較普遍和嚴重,尤以真菌性病害為最,如水稻的瘟病、小麥銹病、棉花的萎蔫病等。
各種病原體的生理、生態(tài)、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時(shí)期各不相同。 病原體的寄生性本質(zhì)不同:有專(zhuān)性寄生、兼性寄生和兼性腐生之別,絕大多數真菌和細菌病原體都是兼性寄生,病原線(xiàn)蟲(chóng)也是兼性寄生。
病毒、類(lèi)病毒、支原體、衣原體則都是專(zhuān)性寄生。病原體的寄主范圍廣狹不一,有的僅寄生在1個(gè)屬或1個(gè)科內的一些種,有的能寄生在許多科的植物上。
病原體和寄主間存在的一定關(guān)系,是生物進(jìn)化中的遺傳適應的結果。 2、病原體與寄主 病原體誘致寄主發(fā)病,首先要與寄主有接觸的機會(huì ),并侵入寄主體。
病原體借助風(fēng)、水、土以及種子和動(dòng)物的攜帶而傳播,到達寄主體表面,由寄主體上的自然孔(如氣孔、皮孔、蜜腺等)或傷口(如機械創(chuàng )傷、昆蟲(chóng)和人為造成的傷口)侵入寄主內部。在侵染過(guò)程中,寄主表現的抵抗和敏感機制有機械性的,也有功能性的。
寄主表面的角質(zhì)層和表皮細胞壁均起抗拒病原體侵入的作用。有些自然孔口的結構也不利于病原體的入侵和發(fā)展,而某些寄主體內存在的某些化合物如酚類(lèi)、單寧、乙烯等能限制或殺死已侵入的病原體,然而,最主要的是寄主本身的抗病性或感病性,其程度可自免疫直到絕對感病。
耐病性是指感染病原體后的寄主仍能較正常地生長(cháng)。
病原體誘致寄主發(fā)病,首先要與寄主有接觸的機會(huì ),并侵入寄主體。病原體借助風(fēng)、水、土以及種子和動(dòng)物的攜帶而傳播,到達寄主體表面,由寄主體上的自然孔(如氣孔、皮孔、蜜腺等)或傷口(如機械創(chuàng )傷、昆蟲(chóng)和人為造成的傷口)侵入寄主內部。在侵染過(guò)程中,寄主表現的抵抗和敏感機制有機械性的,也有功能性的。寄主表面的角質(zhì)層和表皮細胞壁均起抗拒病原體侵入的作用。有些自然孔口的結構也不利于病原體的入侵和發(fā)展,而某些寄主體內存在的某些化合物如酚類(lèi)、單寧、乙烯等能限制或殺死已侵入的病原體,然而,最主要的是寄主本身的抗病性或感病性,其程度可自免疫直到絕對感病。耐病性是指感染病原體后的寄主仍能較正常地生長(cháng)。不因帶病而遭受多大經(jīng)濟損失。因此,作物的耐病品種常用以避免當地某些常發(fā)病害所引起的損失。
病害的發(fā)生是病原體與寄主相互作用的結果,因而成為植物病理學(xué)的一個(gè)最重要的研究?jì)热荨<闹髦参锏倪^(guò)敏性可使病原體侵入寄主后,因迅速殺死寄主局部組織形成壞死凋斑,限制了病原體在寄主體內繼續發(fā)展;或因刺激寄主組織中形成障礙物(如木栓層)從而遏止病原體的蔓延;或因引起寄主的生理反常,如吸收或運輸水分的機制發(fā)生障礙,而致受侵染部分的萎蔫使病原體發(fā)展受到限制。因此寄主植物對病原體的過(guò)敏性,在一定程度上也起了抗病作用。
植物有對病原體的自然免疫性,但也表現有獲得免疫性。有些病原體(如病毒)侵染寄主后,寄主表現了抗病力,不再因感染而出現病癥。當前利用鈍化病原體作為疫苗,接種寄主植物使其產(chǎn)生免疫力,預防病害發(fā)生已初見(jiàn)成效。例如將加熱鈍化的煙草野火病菌注入健全的煙草植株內,能保護煙草免遭病害,寄生性真菌可誘發(fā)寄主產(chǎn)生植物保護素,這是一種抗菌素,有抗病作用。
病原體與寄主的相互關(guān)系受環(huán)境條件的影響很大,植物病害的發(fā)生和發(fā)展,必須有適合的環(huán)境條件,溫度、濕度、光照、土壤酸堿度、水分、營(yíng)養供應等都在不同程度上影響病害的發(fā)生及其嚴重的程度。
病原體的寄生性本質(zhì)不同:有專(zhuān)性寄生、兼性寄生和兼性腐生之別,絕大多數真菌和細菌病原體都是兼性寄生,病原線(xiàn)蟲(chóng)也是兼性寄生。病毒、類(lèi)病毒、支原體、衣原體則都是專(zhuān)性寄生。病原體的寄主范圍廣狹不一,有的僅寄生在1個(gè)屬或1個(gè)科內的一些種,有的能寄生在許多科的植物上。病原體和寄主間存在的一定關(guān)系,是生物進(jìn)化中的遺傳適應的結果。
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