科赫法则——带你了解病害如何鉴定

PART1

人物介绍

科赫

19世纪的德国医生罗伯特·科赫（Robert Koch，1843―1910）是世界病原细菌学的奠基人和开拓者，也是流行病学病因推断的远征者，是1905年诺贝尔生理学奖的获得者 。他开创了结核杆菌染色、固体培养基、显微摄影术以及细菌显微镜技术等，奠定了微生物学的基础；他先后发现炭疽杆菌、伤寒杆菌、结核杆菌和霍乱弧菌等百余种细菌，拨开了未知病因疾病的神秘面纱；单病因生物特异病因学说和科赫法则的面世，开启了病因推断的“黄金时代”。

成就：由科赫最先证明炭疽杆菌是炭疽病的发病原因；再到后来从患者体内提取结核杆菌并且成功完成次病菌体外培养，由此论证结核杆菌就是肺结核的发病原因；后来用类似方法发现了霍乱弧菌。

提出了著名的“科赫法则”，推动了病理学的发展。创造性地使用了固体培养基（含琼脂）进行病菌体外培养。其中“科赫法则”不仅在动物病原菌的鉴定中发挥作用，而且在植物病害的病原菌鉴定中起着至关重要的作用。

科赫法则

1884年德国微生物学家科赫(R.Koch)指出，一种病原微生物必须具备以下三个条件：

①该种微生物经常与某种病害产生联系；

②从病部可分离到该微生物进行培养，并详细描述其特征；

③在适宜条件下将该种微生物接种到相同的健康寄主上，可发生相同的病害。

上述三个条件组成的试验规则，称为科赫氏法则。

植物病原菌鉴定（科赫式法则）

1、在患病植物上常能发现同一种致病的微生物，并诱发一定的症状；

2、能从病组织中分离出这种微生物，获得纯培养物，并明确它的特征；

3、将纯培养物接种到相同品种的健康植株上可以产生相同病害症状；

4、从接种发病的植物上重新分离到与上次分离到的同一种微生物。

植物病原菌鉴定实例：

其中，中国农业大学植保学院2022年在国际期刊 plant disease 发表了一篇名为“First report of Pyricularia oryzae causing blast on palm grass in China ”的文章。其正是利用科赫式法则和分子生物学技术鉴定出棕叶狗尾草草瘟病的病原物为稻梨孢菌（Pyricularia oryzae）。

病原鉴定内容如下

棕叶狗尾草(Setaria palmifolia)是一种观赏植物和优质牧草。在2019年，湖南省浏阳市的棕叶狗尾草大面积出现类似稻瘟病的典型病斑。而本文为确定其病因，进行了病原物的鉴定。

首先，作者收集感病叶片，用75%酒精和1%次氯酸钠消毒，然后ddH2O漂洗，干燥后在26°C的光照下孵育48小时。病斑处出现典型的梨状和两个有隔膜的分生孢子。然后，分离了4个单孢，分别为LY-ZY-7a、-7b、-9b和-9c，用于接种实验。作者将LY-ZY-7a、-7b、-9b和-9c四株菌制成孢子悬浮液，分别对生长四周左右的棕叶狗尾草和水稻进行离体划伤和喷雾接种。

结果表明，6天后，棕叶狗尾草叶片上可见典型的具有褐黄色边缘的稻瘟病典型病斑。而对照植物水稻没有出现该病状。然后显微镜镜检显示，从接种植物的病斑中生长出的分生孢子和分生孢子梗与自然界中感病组织中的具有相同的形态特征。

接着，作者为了从分子层面来鉴定LY-ZY-7a、-7b、-9b和-9c。作者分别提取了四株菌的肌动蛋白（ACT）、ITS、和 RPB1的基因并进行了测序。根据稻瘟病菌ACT-ITS-RPB1组合序列数据，通过最大似然分析推导出的系统发育树表明，这四个分离株与稻瘟病菌聚合在一起。最终根据形态特征和分子系统发育，这四个分离株被鉴定为稻瘟病菌。

综上，本文从棕叶狗尾草感病叶片上，分离得到为四株稻瘟病菌，这是首次稻瘟菌能侵染棕叶狗尾草的报道。这将有助于制定棕叶狗尾草瘟病的防治策略。