柿树炭疽菌侵染寄主的细胞学研究*

超微结构研究表明,柿树炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染后在寄主细胞中形成初生菌丝和次生菌丝,寄主细胞膜外沉积了一层厚的电子不透明物质,初生菌丝与具有沉积物的寄主原生质膜之间有一层界面基质(interfacial matrix)。当初生菌丝扩张并侵染相邻细胞时, 围绕着初生菌丝层的界面基质消失,具有沉积物的原生质膜被逐步降解。初生菌丝在穿透寄主细胞壁过程中形成一个漏斗状的菌丝锥,然后穿透寄主细胞壁并迅速膨大, 然后形成厚壁的初生菌丝。初生菌丝在寄主细胞壁中收缩狭窄处产生一个隔膜,隔膜两边菌丝中细胞质的电子密度明显不同,菌丝锥中有浓密的电子密度。死体营养的次生菌丝在死的细胞中繁殖和扩展,并产生分枝。次生菌丝可直接穿透较薄的寄主细胞壁,无缢缩或任何变形现象,菌丝顶端部分未见隔膜产生;在穿透较厚的细胞壁时,靠近顶端处产生隔膜,顶端细胞膨大,使寄主细胞壁撕裂。接种90h后分生孢子盘在枝条表面形成。柿树炭疽菌其侵染过程有两个阶段,即初生菌丝的活体营养阶段和次生菌丝的死体营养阶段。     

柿树炭疽菌侵染不同柿树种、品种和部位的细胞学特征

用柿树炭疽病菌Colletotrichumgloeosporioides的分生孢子制备孢子悬浮液,接种无核柿、野柿、冬柿和浙江柿的新梢、叶柄和叶片,并观察致病性、附着胞形成和侵染特性。柿树炭疽菌可以侵染无核柿枝条和叶柄以及野柿枝条,但不侵染无核柿叶片、野柿叶柄和叶片,也不侵染冬柿和浙江柿枝条、叶柄和叶片。室内接种试验与田间自然发病结果一致。柿树炭疽菌在不同柿树表面均能形成附着胞,附着胞产生在寄主表皮背斜细胞壁间结合处(JACWs)或近结合处的百分率达81%~93%。接种12h后,不同柿树表面都有附着胞形成;36h后,无核柿枝条、叶柄中有侵染菌丝存在;48h后,无核柿枝条、叶柄中观察到膨大初生菌丝和较细次生菌丝,初生菌丝可扩展到相邻细胞中,而野柿枝条中仅观察到侵染菌丝;60h后,野柿枝条中也观察到膨大的初生菌丝和较细的次生菌丝,但初生菌丝仅局限在最初侵染的细胞中,无核柿枝条和叶柄以及野柿枝条中都有分枝的次生菌丝在细胞内、细胞间或相邻的细胞中扩展;直到接种90h后,在冬柿和浙江柿上都未观察到侵染菌丝的形成。结果表明,柿树炭疽菌在不同柿树种和品种上侵染菌丝的形成和扩展方式可能是其寄主专化性(或致病性)差异的重要机制之一。     

小麦叶锈菌侵染过程的显微和超微结构

采用光学显微技术和电子显微技术对小麦叶锈菌的侵染过程进行了研究。发现叶锈菌从气孔侵入后在气孔腔内形成气孔下泡囊,然后分化出圆形的膨大体,由膨大体产生1—2初生菌丝,初生菌丝在寄主细胞间隙延伸扩展,与叶肉细胞壁接触后分化形成吸器母细胞,吸器母细胞进入寄主细胞后形成吸器。初生菌丝在吸器母细胞处产生分枝,形成次生菌丝在叶肉细胞间蔓延。在病原菌侵染早期(接种后8—24h),寄主细胞的超微结构变化并不明显。侵染中、后期(接种48—72h),被侵染叶肉细胞发生严重质壁分离,叶绿体膨胀变形,基粒片层排列疏松。线粒体嵴突退化。     

种衣剂17号包衣对小麦条锈菌发育影响的超微结构研究

本研究采用电镜技术研究了种衣剂17号对小麦条锈菌发育的影响。观察结果表明,该种衣剂引起病菌和寄主细胞内发生了一系列变化。病菌菌丝和吸器内脂肪粒和液泡明显增加;菌丝壁和吸器壁呈不规则加厚;菌丝分枝处无隔膜产生或隔膜畸形;有的吸器母细胞产生的畸形入侵栓,大都不能穿透寄主细胞壁,初生吸器外间质内沉积有染色较深的物质,次生吸器可产生多个不规则分枝,但不能扩张膨大;菌丝外渗的物质可能引起寄主细胞的坏死;大多数受侵寄主细胞可分泌形成较大的胼胝质,有时寄主细胞分泌的物质可将吸器体完全包围起来。上述结果表明,种衣剂17号不仅可直接作用于条锈菌,而且也可通过影响寄主而间接地影响病菌。     

小麦条锈菌胞间菌丝的超微结构和细胞化学研究

本文应用电镜技术和细胞化学方法,对小麦条锈菌寄主胞间菌丝的超微结构进行了研究。观察发现:小麦条锈菌胞间菌丝有两种类型,即具隔膜菌丝和无隔膜菌丝。在胞间菌丝中,多核现象极为普遍。常规染色和细胞化学染色结果表明:胞间菌丝的细胞壁由四层组成,隔膜由三层构成,细胞壁的内层与隔膜的外层相连,细胞壁和隔膜中含有蛋白质和多糖物质。隔膜的发育可分三个阶段,即隔膜突的形成,隔膜壁的延伸和隔膜孔结构的形成。本研究中还观察到胞间菌丝间的融合现象。本文的研究结果表明:小麦条锈菌胞间菌丝的一些特征显然不同于其它锈菌。     

种衣剂17号包衣对小麦条锈菌发育影响的超微结构研究

本研究采用电镜种衣剂１７号泽小麦条锈菌发育的影响。观察结果表明,该种衣剂引病菌和寄主细胞内发生了一系列变化。病菌菌丝和吸器内脂肪粒和液泡明显增加;菌丝壁和吸器壁呈不规则加厚;菌丝分枝处玩隔膜产生或隔膜畸形;有的吸器母细胞产生的畸形人侵栓,大都不能穿管寄主细胞壁,初生吸器外音质同内沉积有染色较深的物质,次生吸器可产生多个不规则分枝,但不能扩张膨大,菌丝外渗的物质可能引起寄主细胞的坏死;大多数受侵寄主     

茭白黑粉菌在茭白植株内形态发育的初步研究

茭白黑粉菌的菌丝体多年生,越冬期宿存于茭白地下茎中,翌年春天入侵由地下茎芽体形成的植株。菌丝具隔膜,分枝,细胞双核,在寄主细胞间隙并入侵细胞中生长,无吸器;受菌丝侵染的茭白地上茎薄壁细胞分裂增多,体积加大,并高度液泡化,使茎膨大。部分菌丝在茭白茎膨大后期菌丝壁胶化,原生质收缩成团,生成厚壁,形成冬孢子。     

小麦条锈菌吸器母细胞入侵菌丝现象的进一步研究

应用电镜技术对小麦条锈菌吸器母细胞入侵自身菌丝的现象进行了研究。观察发现,在吸器母细胞与寄主细胞和菌丝细胞同时相接触的情况下,入侵栓可在与寄主细胞细胞接触处形成,也可在与菌丝接触处形成;在菌落中心部位,吸器母细胞虽然未与寄主细胞接触,但同样可在与菌丝细胞接触处产生入侵栓;吸器母细胞在与菌丝接触处形成的入侵栓,其超微结构正常,并且可侵入到菌丝细胞壁内,但是未能穿透菌丝细胞壁。本文观察结果表明,小麦条     

苜蓿假盘菌侵染苜蓿叶片的细胞学研究

采用微分干涉相差显微镜、扫描和透射电镜技术系统研究了苜蓿假盘菌Pseudopeziza medicaginis在苜蓿叶片的侵染过程及超微结构特征。结果表明,接种4h后,子囊孢子萌发产生芽管：12h后,芽管以直接侵入的方式进入表皮细胞形成侵染菌丝：24h后,表皮细胞中侵染菌丝向相邻表皮细胞扩展,同时侵入到叶肉细胞以胞内生长方式扩展：接种72h后,侵染菌丝在表皮细胞下的叶肉组织中形成初始菌落;第5d后,菌丝扩展至整个叶片组织,大量菌丝聚集形成子座组织,并进一步形成子囊盘与子囊。病菌菌丝在侵入寄主细胞初期,并不穿透寄主质膜与原生质,而是被其所包围。但随着菌丝进一步扩展,叶片组织发生了一系列的病理变化,其中包括叶肉细胞肿胀、细胞质消解、叶绿体等细胞器解体以及寄主细胞坏死塌陷,并最终在叶表面产生典型的褐斑病症状。     

小麦纹枯病菌侵染过程的组织学研究

本文报道了小麦纹枯病菌侵染小麦的过程,病菌在穿透寄主之前产生侵染热 丝圈以及形态简单的单附着胞等侵染结构,由染垫基部丝或附产丰胞产生的侵染菌丝直接或通过气孔侵入寄主,也可见菌丝直接侵入寄主;菌丝侵入寄主表皮后,迅速在受侵细胞内呈网状产扩展,并直接穿透毗邻细胞壁,向其它细胞纵横扩展,受病组织出现细胞变形,变空;接近菌丝的质膜发生质壁分离,质膜断裂,叶绿体有,变小或接近消失,类本被破坏,叶绿体内嗜颗粒     

苜蓿假盘菌侵染苜蓿叶片的细胞学研究

采用微分干涉相差显微镜、扫描和透射电镜技术系统研究了苜蓿假盘菌Pseudopeziza medicaginis在苜蓿叶片的侵染过程及超微结构特征。结果表明,接种4h后,子囊孢子萌发产生芽管;12h后,芽管以直接侵入的方式进入表皮细胞形成侵染菌丝;24h后,表皮细胞中侵染菌丝向相邻表皮细胞扩展,同时侵入到叶肉细胞以胞内生长方式扩展;接种72h后,侵染菌丝在表皮细胞下的叶肉组织中形成初始菌落;第5d后,菌丝扩展至整个叶片组织,大量菌丝聚集形成子座组织,并进一步形成子囊盘与子囊。病菌菌丝在侵入寄主细胞初期,并不穿透寄主质膜与原生质,而是被其所包围。但随着菌丝进一步扩展,叶片组织发生了一系列的病理变化,其中包括叶肉细胞肿胀、细胞质消解、叶绿体等细胞器解体以及寄主细胞坏死塌陷,并最终在叶表面产生典型的褐斑病症状。     

小麦条锈菌吸器母细胞入侵菌丝现象的进一步研究

应用电镜技术对小麦条锈菌吸器母细胞入侵自身菌丝的现象进行了研究,观察发现,在吸器母细胞与寄主细胞和菌丝细胞同时相接触的情况下,入侵栓可在与寄主细胞接触处形成,也可在与菌丝接触处形成;在菌落中心部位,吸器母细胞虽然未与寄主细胞接触,但同样可在与菌丝细胞接触处产生入侵栓;吸器母细胞在与菌丝接触处形成的人侵栓,其超微结构正常,并且可侵入到菌丝细胞壁内,但是未能穿透菌丝细胞壁。本文观察结果表明,小麦条锈菌吸器母细胞和人侵栓形成所需诱导因子可能是物理接触作用,而不涉及到化学作用,并且该病菌与寄主间的识别作用可能发生在入侵栓形成之后。     

小麦纹枯病菌侵染过程的组织学研究

本文报道了小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)侵染小麦的过程。病菌在穿透寄主之前产生侵染垫、菌丝圈以及形态简单的单附着胞等侵染结构。由侵染垫基部菌丝或附着胞产生的侵染菌丝直接或通过气孔侵入寄主,也可见菌丝直接侵入寄主;菌丝侵入寄主表皮后,迅速在受侵细胞内呈网状扩展,并直接穿透毗邻细胞壁,向其它细胞纵横扩展。受病组织出现细胞变形、变空;接近菌丝的质膜发生质壁分离,质膜断裂：叶绿体变形、变小或接近消失,类囊体被破坏,叶绿体内嗜饿颗料减少或无;线粒体解体等系列组织病变。     

云杉矮槲寄生内寄生系统的解剖学研究

采用石蜡切片和显微观察的方法,以被云杉矮槲寄生侵染的青海云杉枝条为材料,从解剖学水平观察云杉矮槲寄生的内寄生系统。结果表明:云杉矮槲寄生的内寄生系统由分布在寄主皮层内的皮层根和镶嵌在寄主木质部中的吸根组成。皮层根可以沿着寄主枝条,通过挤压寄主皮层细胞的方式扩展,并穿透寄主表皮层形成云杉矮槲寄生的寄生芽;在靠近或接触寄主次生韧皮部时形成吸根,吸根顶端细胞定向穿透寄主韧皮部和形成层,侵染木质部,并沿木射线方向生长。当云杉矮槲寄生侵入寄主以及皮层根向外生长时,寄主表皮层发生加厚现象。随着云杉矮槲寄生侵染部位的寄主皮层细胞数增多,引起枝条膨大。研究认为,云杉矮槲寄生可以进行系统侵染,反映了云杉矮槲寄生与其寄主在组织水平上的相互作用。     

植物病原真菌附着胞的机械穿透力

植物病原真菌侵入寄主组织并在寄主组织中生长是其致病的基本条件(Deising et al., 2000; Hartmann et al.,1996; Tucker & Talbot, 2001; Buller,1931).但是,关于病原真菌是靠机械力还是酶解作用,亦或是二者结合穿透寄主的争论,已经持续了多年(Latunde-Dada,2001;Mendgen et al.,1996).许多植物病原菌能形成称为附着胞的特异侵染结构,可以产生很大的机械压力,推动侵染菌丝侵入寄主组织.顶端生长是菌丝生长的特点之一,通过顶端生长,可以侵入固体基质获取营养.真菌细胞内的渗透压是维持顶端生长、推动病原真菌侵入寄主的动力.早在1931年, Buller(1931)在一个简单的实验中已经观察到真菌菌丝细胞内巨大膨压的产生并转化为压力的现象:一种鬼伞Coprinus sterquilinus的菌柄直径仅有6mm,却可以撑起200g的重物,压强至少可达0.07 MPa (0.7 bar).许多蘑菇种类可以顶起障碍物及顶开沥青路面或石块等,都显示了菌丝的膨压可以使菌丝细胞产生很大的机械强度.最近关于稻瘟病菌Magnaporthe grisea的研究结果表明,病菌可以产生足够的机械力直接穿透水稻的表皮细胞(De Jong et al.,1997).本文对真菌穿透寄主的机械力的研究进展进行简述.     

冠盘二胞Marssonina coronaria侵染不同抗性苹果叶片的组织病理学研究

利用光学和电子显微镜,从组织细胞学水平系统研究了冠盘二胞Marssonina coronaria在苹果抗、感病品种叶片上的侵染过程及侵染后寄主细胞的超微结构特征。结果表明：冠盘二胞的侵入和定殖过程可以分为6个阶段：孢子萌发与芽管形成、附着胞形成、侵入细胞角质层、在叶肉细胞内产生吸器、菌丝在叶肉细胞间和细胞内扩展、分生孢子盘形成。随着菌丝扩展,受侵寄主细胞出现细胞壁加厚,细胞壁降解,质壁分离,叶绿体内淀粉粒、嗜饿颗粒积累,叶绿体基粒片层瓦解,线粒体空泡化等现象。在不同抗性的苹果品种上,分生孢子萌发率差别不明     

戊唑醇对赤霉病菌生长发育影响的细胞学和免疫细胞化学研究

本文采用电子显微镜和免疫细胞化学技术研究了三唑类杀菌剂戊唑醇 (Tebuconazole) 对小麦赤霉病菌Fusarium graminearum菌丝的形态结构、细胞壁成份和毒素产生的影响。结果表明,戊唑醇不但强烈抑制了培养基上菌丝的生长,而且可引起菌丝形态和结构的明显畸形。电镜观察发现,药剂处理后菌丝呈现不规则的肿胀、过度分枝;菌丝细胞壁不规则加厚,尤其是菌丝顶端部位加厚明显;菌丝形成的不完整隔膜增多,且隔膜壁不规则增厚;菌丝细胞内液泡增加、脂肪粒累积,细胞器排列紊乱,原生质最终坏死。有时在坏死菌丝内可发现新的子菌丝,但子菌丝细胞壁不规则加厚、细胞质坏死、也呈不正常状态,并可再度形成新的菌丝。免疫细胞化学标记表明,药剂处理后菌丝细胞中毒素的标记密度明显低于对照菌丝,表明毒素的产生受到了抑制;而菌丝细胞壁的主要成份几丁质和-1,3-葡聚糖的标记密度明显高于对照处理,表明药剂处理可引起菌丝细胞壁中几丁质和-1,3-葡聚糖的过度累积。     

蜜环菌索发育的研究

利用光学和电子显徽镜对蜜环菌索的发育及其结构分化进行了较系统研究。菌索的顶端有保持细胞不断分裂的分生组织区。由此衍生的菌丝细胞组成菌索的初生结构,包括分化不明显的表皮、皮层及初生髓;初生髓细胞体积大,核同步分裂产生多核体细胞,以一个或几个核为单位在爵体细胞中分化出细长的菌丝后,可以出芽方式自母体细胞中伸出,并且一开始就有薄壁与厚壁之分,同一母体细胞中可同时产生这两类菌丝。发育后期母体细胞破裂形成菌索的髓,两类疏松菌丝分布在其中。观察了成熟菌索的结构和侧枝的形成过程。菌索侧枝起源于皮层细胞,该细胞横向分裂首先形成分枝原基,之后突破菌索壳而分化出新的菌索顶端。讨论了蜜环菌索在不同寄主中的侵染方式。     

葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea侵染及其对苹果果实影响的组织细胞学研究

利用光镜和电镜技术系统研究了苹果轮纹病菌葡萄座腔菌在成熟果实上的侵染扩展过程及其细胞学特征。扫描电镜观察发现,接种后3h位于皮孔处的分生孢子开始萌发,萌发后的孢子从一端或两端产生芽管直接侵入皮孔细胞,接种后9h完成侵入。30d后果面接种部位表现症状,45d后产生子实体。对接种部位取样进行光镜和透射电镜观察发现,病菌菌丝主要存在于寄主细胞壁、细胞内、细胞间隙及细胞壁与细胞膜之间。菌丝呈丝状,分枝,具隔膜。菌丝细胞内含有细胞核、线粒体、液泡等细胞器;菌丝外散发出一些高电子密度的颗粒物质,这些物质以菌丝为中心,呈放射状分布。病菌在果肉细胞生长扩展过程中,果肉细胞发生一系列变化。果肉细胞壁膨胀、变形,胞间层分离、破裂。与菌丝接触或相邻的果肉细胞细胞壁电子致密度降低,被降解成为如散发状的胞壁纤维束丝。果肉细胞的液泡破裂,质壁分离,细胞质凝结坏死并沉积于细胞壁周围,或通过受损的细胞壁胞间连丝从一个细胞转移到另一个细胞。后期菌丝在表皮下聚集生长、发育成分生孢子器。分生孢子器内壁细胞排列紧密,细胞中含有由数条丝状物平行排列而成的细胞器。该细胞器形状多样,周围总是分布着丰富的脂肪粒,推测可能与营养的运输与积累有关。     

毛青藤茎的发育解剖学研究

毛青藤茎顶端的原生分生组织由原套和原体组成,其行生细胞形成初生分生组织──原表皮、原形成层和基本分生组织。初生分生组织的衍生细胞分化形成茎的初生结构,包括表皮、皮层、维管束和髓。随着茎的继续发育,维管形成层开始活动,由束中形成层产生次生韧皮部和次生木质部分子,而束间形成层仅产生薄壁组织细胞形成宽的射线。在原生韧皮部筛管分化成熟的过程中,韧应部外方仍保留1—2层原形成层细胞,以后,它们分裂为多层纤维原始细胞,在次生结构形成时,这些细胞的细胞壁加厚,形成初生初皮纤维。茎始终未产生用皮。