植物病理學
| 植物病理學 |
植物病理學(plant pathology，phytopathology)，是研究植物病害的病原、發生、發展以及防治的一門應用學科。它以植物病害為研究對象，探討發病的原因，或在解剖學、生理學或生物化學上，探討感染和症狀出現的過程。為了確立防病和治病的方法，還研究形成病原的環境條件、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的廣闊領域。
目錄
基本信息
中文名稱; 植物病理學
外文名稱; plant pathology，phytopathology
理論誕生; 19世紀初
國內科研; 1929年中國植物病理學會成立。
研究內容; 植物病害、侵染性病害
產生背景
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察。19世紀初，真菌學在植物形態學和植物分類學的基礎上逐漸發展，真菌病原本質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、黑粉病菌和鏽病菌的形態和生活史。在1853~1866年間，德巴里(Heinrich Anton de Bary)在進一步對黑粉菌、鏽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病過程，並證明真菌發育過程中的多形態性以及鏽菌的轉株寄生現象。他對一些重要作物的真菌病害和病原菌的多方面研究，奠定了植物病理學的基礎。J·屈恩於1858年寫的《作物病害原因和防治》一書，總結了這一時期對植物病害發生和對病原菌的認識，提出了環境因素與植物病害發生的關係和病害的防治方法，標誌着植物病理學的誕生。
1888年，米亞爾代(Pierre Marie Alexis Millardet)，創製了波爾多液，成功地防治了葡萄霜霉病，開創了植物病害的化學防治。1866年，M·C·沃羅寧觀察到植物根瘤中的細菌，這是首次在植物體內發現細菌。1879年，T·J·伯里爾發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行了系統研究，發展了植物病理學的細菌性病害領域。1879年，邁爾發現煙草花葉病並注意了這個病的傳染性。Д·И·伊萬諾夫斯基研究了這一病害，於1892年證明病原是存在病葉汁液里的微粒體，能透過細菌濾器，與細菌不同。1898年，M·W·拜耶林克稱這類病原為病毒，以與細菌相區別，從而開創了植物病理學的病毒病原新領域。在19世紀末期，植物病理學者用選種雜交方法選出了抗鏽病的蘆筍新品種，1902年，W·A·奧頓選出了抗枯萎病的棉花品種，從而發展了植物病理學的免疫性機制的研究和抗病育種的防病途徑。
科研成就
中國的植物病理學是在生物學科中創建較早的一門學科，1917年就開始在高等農林教學中設置植物病理學課程。1929年中國植物病理學會成立。20世紀20~40年代，中國植物病理學的先驅者戴芳瀾、鄧叔群、朱鳳美、俞大紱等在研究中國真菌形態和分類，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，在幾個高等農業院校和研究所中建立了研究室，培養了許多植物病理學工作者，為中國植物病理學的發展奠定了基礎。
研究內容
植物病害 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)，並能從患病部位提取出的物質具有相應病原物的病徵(sigh)，就是發生了植物病害。干擾植物正常生理機制的因素，主要是外來的，內在的因子導致遺傳性病害;外來的因子有的是非生物性的，有的是生物性的。因此，根據誘發病害因子的本質，植物病害可分為非侵染性病害和侵染性病害兩大類。
非侵染病害:
植物在長期的進化歷程中，逐漸適應了各種不斷變化的環境，產生了較強的適應能力。但對各類環境因素的適應能力有一定限度，如果植物所處的環境中某些物理如光照、水分、溫度或化學因素如營養元素失調再貨生存環境發生惡化，連續不斷影響植物，其強度又超過植物忍耐限度，就會對植物的生長發育產生不利影響，擾亂正常生理和代謝活動，甚至對植物造成嚴重傷害，使植物在生理和外觀上表現異常，產生病變。
侵染病害
侵染性病害是植物病原物在外界條件影響下相互鬥爭並導致植物生病的病害具有感染性。常見的植物病原體有真菌如黑粉病、鏽病、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;原生動物如線蟲。其中以細菌、真菌、病毒、支原體和線蟲誘發的病害較普遍和嚴重，尤以真菌性病害為最，如水稻的瘟病、小麥鏽病、棉花的萎蔫病等。各種病原體的生理、生態、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時期各不相同。
病理分析
病原體誘致寄主發病，首先要與寄主有接觸的機會，並侵入寄主體。病原體藉助風、水、土以及種子和動物的攜帶而傳播，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(如機械創傷、昆蟲和人為造成的傷口)侵入寄主內部。在侵染過程中，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於病原體的入侵和發展，而某些寄主體內存在的某些化合物如酚類、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後的寄主仍能較正常地生長。不因帶病而遭受多大經濟損失。因此，作物的耐病品種常用以避免當地某些常發病害所引起的損失。
病害的發生是病原體與寄主相互作用的結果，因而成為植物病理學的一個最重要的研究內容。寄主植物的過敏性可使病原體侵入寄主後，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生障礙，而致受侵染部分的萎蔫使病原體發展受到限制。因此寄主植物對病原體的過敏性，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)侵染寄主後，寄主表現了抗病力，不再因感染而出現病症。當前利用鈍化病原體作為疫苗，接種寄主植物使其產生免疫力，預防病害發生已初見成效。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，寄生性真菌可誘發寄主產生植物保護素，這是一種抗菌素，有抗病作用。
病原體與寄主的相互關係受環境條件的影響很大，植物病害的發生和發展，必須有適合的環境條件，溫度、濕度、光照、土壤酸鹼度、水分、營養供應等都在不同程度上影響病害的發生及其嚴重的程度。
病原體的寄生性本質不同:有專性寄生、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，病原線蟲也是兼性寄生。病毒、類病毒、支原體、衣原體則都是專性寄生。病原體的寄主範圍廣狹不一，有的僅寄生在1個屬或1個科內的一些種，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係，是生物進化中的遺傳適應的結果。
防治措施
排除病原體:排除病原體或杜絕病原體是阻止病原體進入無病的地區。建立檢疫制度，制訂檢疫法規，對外檢疫防止自國外引入病原體。對內檢疫防止病害的蔓延擴大。
消除病原體:消除病原體是在植株上、農田裡和園圃內將已存在的病原體予以消除。如實施田園衛生移去病株，消滅轉株寄主，剷除雜草，燒毀病株殘餘，以及深耕輪作，施用外科手術等。
保護寄主:保護寄主是在寄主與病原體之間設置接觸的障礙。如採用化學保護，向寄主噴射和撒播殺菌劑，以殺死將與或已與寄主接觸的病原體。採用土壤消毒技術，防治土壤傳染的病原體的傳播和侵害。應用拮抗性真菌或細菌防治病原體的生物防治也是需要研究和發展的一個領域。
利用寄主抗病性:利用寄主的抗病性防治植物病害是既有效又經濟的措施。因此抗病育種也是植物病理學的一個重要內容。
具體學科
植物病理學由植物學派生，與植物生理學和微生物學相互滲透而發展，還與作物學、原生動物學、土壤學、氣象學、遺傳學、生物化學等學科密切聯繫。植物細菌性病害學、植物病毒病理學、植物病害的化學防治、植物抗病育種與免疫學以及生態植物病理學等是其衍生的主要分支學科。[1]