植物病理學(xué)是研究植物不正常狀態(tài)和病態(tài)的癥狀、致病機(jī)制、發(fā)生發(fā)展規(guī)律,以及防治原理和措施等的科學(xué)。 植物病理學(xué)是農(nóng)業(yè)科學(xué)的重要分支學(xué)科之一,它的研究目的在于保護(hù)植物免受或減少病害,求得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。它以植物學(xué)、微生物學(xué)和生態(tài)學(xué)等為基礎(chǔ),同時(shí)又和作物栽培學(xué)、育種學(xué)、土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)、農(nóng)業(yè)藥物學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)等有著密切的聯(lián)系。 植物病理學(xué)的發(fā)展歷史 植物病理學(xué)是人類在與植物病害的斗爭中發(fā)展起來的。法國人杜蒂葉最早注意到小麥黑穗病是因小麥種子沾染了某種黑粉所致;同時(shí),法國的普雷沃證實(shí)了這種黑粉是微生物,從而提出用硫酸銅對(duì)麥種進(jìn)行消毒防治的建議。 但正式確立植物病原學(xué)說的是德國人德巴里,研究了黑粉病菌和馬鈴薯晚疫病菌的生活史后,發(fā)現(xiàn),先有真菌的孢子侵入植物,然后才發(fā)病,從而確證真菌有寄生性和致病性,推翻了當(dāng)時(shí)流行的所謂植物腐爛或朽敗是因?yàn)椤坝糁彼碌取吧镒匀话l(fā)生論”的謬誤概念。當(dāng) 時(shí)德國的屈恩研究了許多植物病害的真菌病原,寫出了第一本農(nóng)作物病害著作。 早期的植物病理學(xué)研究者多為真菌學(xué)者,如法國第一個(gè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人普利略和米亞爾代。后者在1865年發(fā)表了第一篇植物病理學(xué)論文,并發(fā)明了殺菌劑波爾多液,19世紀(jì)末20世紀(jì)初,美國、意大利、日本也相繼開始了植物病理學(xué)的研究。 證實(shí)細(xì)菌為植物病原之一的研究工作,始于1878年美國伯里爾對(duì)蘋果火疫病的研究。其后荷蘭的瓦克發(fā)表了郁金香黃化病的病原是細(xì)菌的研究報(bào)告,從而進(jìn)一步證實(shí)了伯里爾細(xì)菌病原說的正確性。 19世紀(jì)俄國科學(xué)家伊萬諾夫斯基確認(rèn)煙草花葉病毒的傳染性,從而認(rèn)識(shí)到病毒也可使植物患病。但對(duì)病毒病的研究則始于20世紀(jì)初。在美國的斯坦利于30年代發(fā)現(xiàn)病毒為核蛋白結(jié)構(gòu),特別是40年代電子顯微鏡發(fā)明后,這方面的進(jìn)展更為迅速。 中國植物病理學(xué)方面的高等教育始于20世紀(jì)初,30年代以前的研究重點(diǎn)主要是病原真菌學(xué),以后逐漸向其他研究領(lǐng)域發(fā)展。1950年后,中國在各農(nóng)學(xué)院中建立了植物保護(hù)或植物病理專業(yè),同時(shí)重點(diǎn)進(jìn)行了植物病害的防治研究,如小麥黑穗病、黑粉病及小麥線蟲病的大面積防治等。 通過對(duì)小麥三種銹病流行規(guī)律及抗病育種等的全面協(xié)作研究,明確了小麥銹病在中國的傳播狀況和病原體不同生理小種的特性,并選育了多種抗病良種。此外,對(duì)水稻稻瘟病、白葉枯病、甘薯黑斑病、蘋果樹爛皮病、白菜軟腐病和白菜孤丁病等的發(fā)生發(fā)展及防治等也作了研究。 國際上較早的植物病理學(xué)會(huì)組織是成立于1909年的美國植物病理學(xué)會(huì),學(xué)會(huì)的《植物病理學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊于1911年。歐洲國家以植物病理學(xué)會(huì)命名的組織成立較遲,但專門學(xué)報(bào)的出版則較美國為早,如德國創(chuàng)刊于1880年的《植物病理學(xué)雜志》。中國植物病理學(xué)會(huì)成立于1929年,1955年開始出版《植物病理學(xué)報(bào)》。國際植物病理學(xué)會(huì)于1963年在英國成立。 植物病理學(xué)的研究內(nèi)容 植物病理學(xué)的內(nèi)容主要包括植物癥狀學(xué)、植物病原學(xué)、植物病理生理學(xué)、植物病原生態(tài)學(xué)、植物流行病學(xué)、植物的抗病性以及植物病害的綜合治理等。 植物癥狀學(xué)是研究植物發(fā)病機(jī)制和患病后不正常狀態(tài)類型的學(xué)科。癥狀可分為宏觀和微觀兩類,前者大多為器官和組織的變色或枯死,植株生長的畸形、增生或抑制,種子或果實(shí)產(chǎn)量的減少和品質(zhì)的變劣等;后者主要是借助顯微技術(shù)觀察到的染病植物組織生長發(fā)育的改變和破壞,屬病組織學(xué)或病細(xì)胞學(xué)的研究范疇。 植物病原學(xué)是研究植物病害發(fā)生原因的學(xué)科。植物病害按病因可分為侵染性病害和非侵染性病害。前者大多為致病寄生物引起,包括真菌、細(xì)菌、病毒、類病毒、 菌原體、類菌原體、類立克次體和線蟲,以及寄生性原生動(dòng)物和種子植物。病害的發(fā)生是病原物和寄生植物在一定環(huán)境條件下相互作用的結(jié)果,后者由非生物因素引起,如高溫和低溫的傷害,空氣和水的污染,有毒物質(zhì)或農(nóng)藥中毒,土壤中營養(yǎng)元素的過多或缺少等。 植物病理生理學(xué)是植物病理學(xué)和植物生理學(xué)相結(jié)合而形成的一門分支學(xué)科,它主要是從個(gè)體水平和微觀水平上運(yùn)用植物生理學(xué)的原理與方法,研究受病植物體內(nèi)生理上所發(fā)生的變化。 植物病原生態(tài)學(xué)是研究植物生態(tài)系統(tǒng)的學(xué)科。它從種群水平和宏觀水平上研究各種病原物與寄主植物,以及與其他生物的、物理的、化學(xué)的、地理的環(huán)境條件之間的復(fù)雜關(guān)系,并探討生態(tài)平衡同病害發(fā)生和傳播之間的關(guān)系。 植物流行病學(xué)是在群體水平上研究寄主-病原-環(huán)境條件三者相互關(guān)系的學(xué)科。它以病原生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ),定量調(diào)查與植物病害發(fā)生發(fā)展和傳播密切相關(guān)的因素,并運(yùn)用數(shù)理分析方法,依據(jù)若干最關(guān)鍵的因素?cái)?shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)病害流行的數(shù)學(xué)模型 ,以供實(shí)際預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)之用。 植物的抗病性是研究植物抗病性和病原物致病性的變異機(jī)制和遺傳規(guī)律,人工誘導(dǎo)植物以增強(qiáng)其抗病性,或采用雜交方式將抗病基因組合于某一農(nóng)作物品種等。80年代以來運(yùn)用遺傳工程解決植物抗病性的工作發(fā)展迅速。 鑒于采用單一措施預(yù)防或治療一種植物病害往往效果不大,所以防治措施的研究正日益著重于綜合治理,以恢復(fù)或保持生態(tài)平衡,避免或減少環(huán)境污染,達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全、有效地控制病害發(fā)生與發(fā)展的目的。 植物病理學(xué)的研究方法多種多樣。如病原學(xué)的研究是采用生物學(xué)顯微制片技術(shù),通過微生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中常用的分離、培養(yǎng)、接種、再分離等程序,完成科克氏法則驗(yàn)證。抗病育種的研究要運(yùn)用雜交育種方法和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析。 20世紀(jì)80年代以來,電子計(jì)算機(jī)在植病流行學(xué)上的應(yīng)用,為進(jìn)行病害流行因素之間關(guān)系的定量分析提供了有效的手段,從而使病害流行的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)更加迅速準(zhǔn)確,綜合治理措施更為合理,對(duì)病害生態(tài)體系的研究更為深入;另一方面 ,隨著分子生物學(xué)的進(jìn)展,已可以從分子水平對(duì)許多植物病理現(xiàn)象和植物的抗病或感病機(jī)制以分析研究,并運(yùn)用遺傳工程進(jìn)行抗病育種。 現(xiàn)在,植物病理學(xué)還在不斷向深度、廣度發(fā)展,形成新的學(xué)科領(lǐng)域,如種子病理學(xué)、植物收獲后的病害研究等。在防治手段方面,生物防治將有廣闊的發(fā)展余地,而化學(xué)防治將趨向于研究和使用無毒或低毒的治療劑和抗性激發(fā)劑等。 |