抗逆性育种
基因育种的应用例子及意义
基因育种的应用例子及意义基因育种是通过改良或选择有利的基因变异而达到改良农作物或家畜的方法。
下面是基因育种的几个应用例子及意义。
1. 抗病性育种：基因育种能够帮助农作物获得抗某种病害的能力，大大降低作物受病害攻击的风险，提高作物产量和质量。
例如，通过转入植物的基因来增强植物对病原菌的抵抗力，使作物获得抗病性。
这减少了对农药的依赖，减少了农药残留，同时也减少了农业生产对环境的污染。
2. 提高产量和质量：通过基因育种，可以增加农作物的产量和改善产品质量。
例如，通过选择或改良具有高产量基因的农作物品种，提高了作物的产量。
转基因技术也能帮助改善作物的营养价值，例如增加维生素、矿物质或蛋白质含量。
3. 抗逆性育种：基因育种可以增强农作物的抗逆性，使其能够在恶劣环境条件下存活和生长。
例如，通过转入耐旱基因或耐盐基因来培育适应干旱或盐碱地的作物品种。
这有助于扩大农业种植面积，改善农作物生产的稳定性，减少自然灾害对农业的影响。
4. 改善食品品质：基因育种可以改善食品的保鲜性、口感、营养和味道。
例如，通过改良水果的基因来延长其保鲜期，改善水果的品质和口感。
转基因技术也能改良食用油的质量，使其更健康。
5. 改良养殖动物：基因育种不仅适用于农作物，也适用于家畜。
通过选择或改良具有良好生长性能、抗病能力或优质肉质的基因，可以改善养殖动物的生产性能和产品质量。
这有助于提高肉类、乳制品和蛋类的产量和质量，满足人们对食品的需求。
基因育种在农业和养殖业中具有重要意义：1. 提高农作物和家畜的生产力：基因育种可以改善农作物和家畜的产量和质量，提高农产品的供应量，满足日益增长的人口需求。
这有助于增加农民的收入，改善农村地区的生活水平。
2. 降低农业生产成本：通过基因育种培育的抗病性、抗逆性或优质性的农作物和家畜，减少了对农药和饲料的需求，降低了农业生产的成本。
这有助于提高农民的经济效益，降低食品价格，提高人民生活水平。
3. 减少对化学农药和抗生素的依赖：基因育种可以减少对农药和抗生素的使用，降低这些化学物质对环境和人类健康的影响。
农作物抗逆育种的现状与展望
农作物抗逆育种的现状与展望随着全球气候的变化，自然灾害和环境污染的日益加剧，农作物种植面临着越来越多的压力和挑战。
而农作物抗逆性是确保农业稳定发展的基础。
近年来，一些重要农作物的抗逆种质资源已被广泛挖掘和开发，并成功利用于实践中，但仍存在很多问题和挑战。
本文将从现状和展望两个方面，探讨农作物抗逆育种的最新研究成果和未来发展方向。
一、农作物抗逆育种的现状1、抗逆种质资源的不断开发当今，大量研究表明，农作物的抗逆性不仅与生长环境和天气条件有关，也和植物自身的基因型有密切关系。
因此，开发优良抗逆种质资源成为提高农作物抗逆性的重要途径。
近年来，世界各国对农作物抗逆种质资源的重视不断提高，尤其是在玉米、水稻、小麦、油菜等农作物上的筛选、鉴定和种质创新方面广受关注。
在中国，很多科研机构和农业企业也积极参与了农作物抗逆种质资源的研发和应用工作。
同时，大规模中试和推广抗逆材料也得到了越来越广泛的实践。
2、基因工程技术的应用和成效众所周知，基因工程技术在农业领域有着广泛的应用前景。
利用基因编辑、转基因技术等手段，可以将克隆和改造某些特定基因或基因组，从而使农作物的抗逆性、产量和质量等方面得到改善。
比如，过去十几年中，研究人员通过拟南芥、水稻、番茄等模式植物的研究，已初步阐明了一些抗逆基因的功能和调控机制，并开发出了一系列适用于农作物产业的基因编辑和转基因技术。
这些方法在提高作物的耐盐碱、干旱、高温、低温、病虫害等抗逆性方面都具有显著的潜力。
3、遗传改良和小分子抗逆剂的开发除了基因工程技术，遗传改良和小分子抗逆剂也是提高农作物抗逆性的重要手段。
通过杂交育种、多倍体学、基因组选择等方法，可以改善种质资源和培育抗逆性、高产性、品质优良的新品种。
例如，在黄瓜、南瓜、葫芦等蔬菜作物的遗传改良中，可以利用广义遗传力和特异遗传力的提升，实现对胜育性、抗病性、载蓄性等重要性状的改良。
同时，通过筛选和合成具有功效的小分子物质，如自然产物和人工合成的第二代抗逆剂等，也有望为农作物的抗逆性提供新的解决方案。
抗逆育种与品质育种
3、针对抗逆性的基础特性的育种 这种方法不是直接针对抗逆性的最后表 现，而是根据形成各该抗逆性的生理生 化过程中最关键环节的指标的测定结果 进行选育。这种方法也不一定可靠，但 往往较便利，在不同程度上取得功效。
四、抗病资源收集及鉴定
此外尚有耐湿性、耐弱光、抗除草剂等 育种。
抗逆育种与品质育种
抗逆育种（breeding for stress resistance) 的意义
逆境(stress environment)或胁迫 （ stress ）：生存在自然界的植物遇 到对植物生长发育产生伤害的环境因子。
胁迫因子分类 生物胁迫（病、虫、草害） 物理胁迫（冷、冻、热、风害） 化学胁迫（旱、涝、盐害）
品质育种的意义
是增加作物营养成分含量的重要途径 优质品种有利于增进人体健康 优质品种有利于发展农牧业生产 优质品种有利于食品加工 优质品种有利于促进工业发展 优质品种有利于提高经济效益
大田作物的品质性状及其遗传 特点
小麦的品质性状及其遗传 水稻的品质性状及其遗传 园艺作物的品质及其遗传特点
（1）审慎选择具有足以代表所着重的胁迫环境 的试验点，并在这样点上进行抗耐性的 选育； 在所选用的试验地块上的胁迫程度应该稳定而一 致，使供选材料不同程度的抗感性都能得到表现 而易于识别。
（2）在人工模拟相应的危害环境或仪器设备中 进行抗耐性的鉴定，这种方法特别适应于种质资 源和育种早期材料的筛选。
防治逆境危害的基本途径
采取合理的农业措施，防治或减轻危害 提高植物抗逆性（ stress resistance）
采取化学药剂处理，改变植物生长发育节奏及内部生 理特性，从而提高抗逆性。
抗逆育种抗逆性育种方法Fra bibliotek1、对胁迫环境因素抗耐性的间接育种 在胁迫 因素存在的地块上进行生产性能试验, 根据产量 和品质的表现选育对该胁迫因素的抗耐性。另外 一种间接育种方法是，根据与该抗耐性有密切相 关的性状、特性进行选育。 2、对胁迫因素抗耐性的直接育种
作物抗逆育种的主要途径
作物抗逆育种的主要途径
作物抗逆育种是指通过选育具有抗逆性的作物品种，以提高作物
对逆境的适应性和抗性，从而增加作物产量和品质的一种育种方法。
以下是作物抗逆育种的主要途径：
1. 筛选自然变异：通过筛选自然变异，寻找具有抗逆性的品种或
个体，是作物抗逆育种的传统方法。
例如，在干旱地区筛选耐旱品种，在高寒地区筛选耐寒品种等。
2. 诱发突变：利用物理、化学或生物等手段，诱发作物产生突变，从中筛选具有抗逆性的突变体。
例如，利用辐射、化学诱变剂等诱导
突变，筛选抗逆性品种。
3. 转基因技术：通过转基因技术，将抗逆性基因导入作物中，从
而提高作物的抗逆性。
例如，将耐旱基因导入作物中，提高作物的耐
旱性。
4. 分子标记辅助选择：利用分子标记技术，筛选与抗逆性相关的
基因或标记，从而快速选育具有抗逆性的品种。
5. 基因编辑技术：利用基因编辑技术，对作物的抗逆性基因进行
修饰或改造，从而提高作物的抗逆性。
作物抗逆育种是提高作物适应性和抗性的重要途径，需要综合运用多种技术手段，不断探索和创新，以选育出更加优秀的抗逆性作物品种。
农作物抗逆性研究及其育种应用
农作物抗逆性研究及其育种应用农作物是人类食物来源的主要来源，也是农业发展的基础。
然而，气候变化、土地污染、病虫害等种种因素影响了农作物的生长和产量，农业面临着前所未有的挑战。
因此，农作物的抗逆性研究显得尤为重要。
抗逆性是指植物在环境不利或受到生物胁迫时，能够维持生长和发育的能力。
研究表明，抗逆性对于提高作物产量、保障粮食安全、改善环境状况等具有重要作用。
因此，提高农作物抗逆性，是现代农业发展的必要条件。
目前，研究抗逆性主要从以下几个方面展开：1.植物基因组研究随着DNA测序技术的不断发展，植物基因组研究引起了广泛关注。
研究人员通过对植物基因组的解析，发现了一些与抗逆性相关的基因，如水稻中的GHD7基因，能够抵抗盐碱胁迫；玉米中的ZmCIPK21基因，能够抵抗干旱胁迫。
这些研究奠定了揭示植物抗逆性机制的基础。
2.功能基因组学研究功能基因组学研究是研究基因在细胞中的功能和相互作用的科学。
通过功能基因组学研究，可以发现一些抗逆性相关的基因网络。
例如，通过分析拟南芥的转录因子家族，发现其中一些成员可以调节植物的生长发育和抵抗胁迫的能力。
3.分子遗传学研究分子遗传学研究主要针对抗逆性相关基因的表达和调控机制。
这些机制包括转录因子、信号传导、产生新的蛋白质等生物学过程。
目前，分子遗传学已经揭示了许多与抗逆性相关的分子机制。
例如，在柑橘中发现了一个与花生相关的基因，具有抵抗冷害和干旱的能力。
4.物理学研究物理学研究主要研究胁迫对植物的物理损伤和修复能力。
例如，珊瑚藻生存于极端的环境中，通过进化形成了抗氧化和变态反应性气体代谢的特殊途径，使之能够在酸碱度高、温度变化大和紫外线强烈的环境下生存。
利用这种物理学特征，可以为农作物的抗逆性研究提供新的思路。
对于育种应用，可以通过以下方法提高农作物的抗逆性：1.利用基因编辑技术修饰抗逆性相关基因通过基因工程技术对植物基因进行编辑，可以针对性地改变植物的基因组，增强植物对逆境的抵抗能力。
林木育种学：第九章-林木抗逆性育种-第十章-木材品质遗传改良
一、抗逆性育种的基本意义与方法
2、逆境的种类
3、抗逆性育种的方法
二、抗旱性育种
树木是多年生植物，具有生 命周期和年周期两个生长发 育周期，对干旱的抵抗能力 主要通过忍耐干旱和提高水 分利用效率来实现。
1、抗旱性的含义
逃避干旱
生长在干燥地区的一年生植物， 雨季来临时种子即发芽、生长， 在数星期内开花、结果，在干季 来临前种子已成熟，而以种子度 过干季，逃避旱季的危害。
寡基因抗病性：由少数基因控制的抗病性，其作用 方式分为基因独立遗传、复等位基因和基因连锁遗 传；
树木抗病性分类（遗传方式）
多基因抗病性：由众多微效基因控制的抗病性。
七、抗虫性育种
林木的抗虫性：是树木与昆虫 协同进化过程中形成的一种可 以遗传的特性，它使树木不受 虫害或受害较轻。
1、林木对虫害的防卫反应
抗病性测定的指标
发病率：指包括叶、果、梢，乃至整株的发病 率。系统性病害用发病率表示，局部性病害用 病情指数统计；
潜育期：与寄主抗病性成正比； 过敏反应； 病斑扩展速度。
3、抗虫性测定
林木生长周期长，抗虫鉴定所需时间长。人工接虫能 够早期测定林木的抗虫性，有助于缩短育种周期。
人工接虫材料有卵、幼虫和成虫，成虫雌雄比例要恰 当。
间接测定：主要根据林木抗虫性引起害虫产生一系 列异常的行为和生理上的反应的程度，来估测抗虫 性的强弱。通过测定各虫态害虫死亡率、幼虫生长 量（平均体重）、幼虫发育进度（进入各虫龄的数 量）、产卵率等来评价其抗虫性。
间接测定
九、林木抗逆育种途径与策略
（一）选择育种
2、抗旱性
3、耐盐性
4、抗病性
抗虫性个体选择
（二）杂交育种
1、抗寒性
林木育种学：第9章 林木抗逆性育种
保持 水分 吸收
第九章 林木抗逆性育种
增加根系深度和密度
减少 水分 丧失
1.增加气孔及角质层的扩散阻力 2.减少叶片对太阳辐射能的吸收 3.减少叶蒸发面积
12
旱生植物沙冬青
13
低水势 延迟脱 水耐旱
第九章 林木抗逆性育种
保持 膨压
1.渗透调节作用
1.减少细胞内水分 2.减少细胞体积
2.增加组织弹性
4
林木育种学
松材线虫病危害状
美国白蛾危害状
杨树天牛危害状
光肩星天牛成虫
5
黄斑星天牛卵
桉树枝瘿姬小蜂
油桐尺蠖
树干蛀虫，桉大蝙蛾
6
低温胁迫 7
渍害
干旱胁迫 盐碱胁迫
8
第九章 林木抗逆性育种
逆境的种类
病害
生物逆境 害虫
杂草等
冷害（>0℃）
广 义
温度胁迫
低温
冻害（<0℃）
逆
高温
境
干旱
非生物逆境 水分胁迫
(3）多基因抗病性 指由众多微效基因控制的抗病性。
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林木育种学
第九章 林木抗逆性育种
2、抗虫
林木的抗虫性 是树木与昆虫协同进化过程中形成的一种 可以遗传的特性，它使树木不受虫害或受害较轻。 原生防卫 指林木在进化过程中形成的组织结构或产生毒它 性化学物质，包括机械阻止、使昆虫中毒或干扰昆虫生长 发育及生殖等。
诱发防卫 是在昆虫侵害后，林木在非固有的理化因子刺激 下所做出的组织和化学反应，包括分泌毒它性化合物、坏 死反应和减少对入侵者所必需的营养物质的供给等。
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林木育种学
第九章 林木抗逆性育种
植物对昆虫的化学防御类型主要包括以下3类： (1)产生能引起昆虫忌避或抑制其取食的物质，使觅食昆
第十三章 抗逆性育种
第十三章抗逆性育种环境胁迫或逆境：在作物生长、发育过程中，除了受到病虫等生物因素侵袭外，也常常受到不良气候和土壤因素的影响，而使其产量和品质受到影响，这种不良影响称为环境胁迫或逆境。
抗逆性：作物对环境胁迫的抗耐性称为抗逆性。
通过抗逆性育种，可使所育成的品种在相应的环境胁迫下保持相对稳定的产量和品质。
第一节抗逆性育种的意义和特点一、作物逆境种类参考Levitt(1980) 的逆境分类，环境胁迫可以分为三大类 (图13—1)。
二、抗逆育种的意义全球：①荒漠化土地面积3600万平方公里，占全球陆地面积的1/4，相当于俄、加、中、美四国国土的总和，并以每年5万至7万平方公里的速度扩大。
②1/3耕地面积供水不足，其它耕地周期性缺水。
我国：1亿hm2耕地中约有3／4的面积遭受不同程度干旱的威胁，我国有盐碱耕地面积约3000万hm2，加上湿害和酸性铝的危害，总耕地面积的50％以上属于中、低产田。
抗逆性育种：利用作物本身的遗传特性培育获得逆境条件下能保持相对稳定的产量以及应有产品品质的新品种，称为抗逆性育种。
意义：抗逆性品种的推广应用对于合理利用自然资源，保持农业生产的可持续发展有重要意义。
三、抗逆育种的特点抗逆性育种不能孤立地追求抗逆性的遗传改良，而应该与产量、品质、抗病虫性等的育种相结合。
与其他目标性状育种相比，抗逆性育种有如下特点：①逆境发生的无规律性增加了育种工作的难度。
②抗逆性指标复杂多样（逆境对作物的伤害常常是多方面的，在不同发育时期产生的伤害也不一样，所以作物抗逆境的鉴定指标也不一样，通常以形态的、生理生化的和最终的产量结合在一起作为抗逆性判断的依据）。
③逆境遗传效应复杂（多基因、显性、加性和互作）。
④作物对不同逆境的抗耐性有一定的相关，可能有相似的基因表达方式。
抗盐碱的小麦品种，其抗旱性常常较好，苗期耐寒的玉米品种成株期一般也较耐旱。
第二节抗旱性育种一、抗旱性的含义作物所受的干旱有大气干旱、土壤干旱及混合干旱三种类型。
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2 耐盐性的鉴定技术与指标
（1）营养液栽培法 （2）萌发试验法 （3）田间产量试验法
耐铝性育种
1 耐铝性的含义
铝害：由于土壤中可溶性铝含量过多而起的对作
物生长的抑制。
2 耐铝性的鉴定和育种
多采用营养液培养法。
声明：本章所有图片均源于网络。
酸碱土、铝害
3 抗逆性育种的方法 （1）对胁迫环境因素抗耐性的间接育种 （2）直接育种 a 选择试验点 b 人工模拟危害环境或在仪器设备中鉴定 （3）针对抗逆性的基础特性的育种 根据生理生化指标
二 抗寒性育种
冻 害
小麦苗期冻害
树叶上的冰壳
冰冻的茶树
２００８年南方受 冻害的油菜
冷 害
受低温冷害的烤烟苗
四 耐湿性育种
湿害：由于土壤中水分过剩, 造成土壤中的空 气不足而引起作物生育障碍的现象。
冲 毁 的 农 田
1 耐湿性的含义 气象原因造成的：生育期间雨量过多或过于集 中非气象原因造成的：作物布局不当 湿害根据其发生的时期来分：一类是秋冬 湿害，使越冬作物幼苗损伤；一类是春季或夏 季湿害，此时麦类作物正处于拔节到成熟的阶 段，对产量影响很大，其中孕穗期受湿危害最 大。
第十三章 抗逆性育种
一 抗逆性育种意义与基本方法
1 抗逆性育种的意义
抗逆性品种的推广应用对于合理利用自然 资源，保持农业生产可持续发展有重要意义。
2 作物逆境的种类
低温冷害 温度胁迫 高温危害
冻害（<0℃） 冷害（>0℃） 大气干旱 干热风
逆境
水分胁迫
干旱（水分过少）
土壤干旱 湿、渍害（水分过多） 盐碱害 矿物质胁迫
三 抗旱性育种
1 抗旱性的含义 大气干旱 干旱 土壤干旱 混合干旱 避旱 广义抗旱 免旱 耐旱
全国主要季节性干旱区
干旱的玉米田
干旱的水稻田
2 抗旱性的鉴定与选育 有关的性状指标： （1）形态指标：根系长度、数量及其分布，植 株冠层结构特征等。 （2）生理指标：对蒸腾气孔调节、对缺水的渗 透调节、切叶的持水力等。 （3）生化指标：植物的脱落酸水平、脯氨酸和 无结构的碳水化合物含量等。 育种方法：杂交育种、远缘杂交、遗传工程等。
遭受冷害的棉花
1 抗寒性的含义
寒害：泛指低温对作物所引起的损害。分为冻害
(freezing damage)和冷害(cold damage) 两种。 抗冻性：指其在0℃以下低温条件下具有延迟或避 免细胞间隙或原生质结冰的一种特性。 抗冷性：指其在O℃以上的低温度下能维持正常 生长发育到成熟的特性。
2 抗寒性的鉴定和鉴定指标 复杂的数量性状。 进行杂交育种。 抗寒资源包括地方品种、引进品种、野生近缘 种。 鉴定和选择：自然鉴定为主，室内鉴定为补充。
习惯上把碳酸纳与碳酸氢纳为主的土壤称 为碱土，把氯化钠与硫酸纳为主的土壤称为盐 土；但是两者常同时存在，难以划分，就把盐 分过多的土壤统称为盐碱土，简称为盐土。
盐胁迫的两个组成部分：渗透胁迫和离子效应 耐盐性包括： 避盐性：如玉米、高粱等作物通过泌盐以避盐 害；又如大麦通过吸水稀释吸进的盐分。 耐盐性：通过细胞渗透调节以适应因盐渍而产 生的水分胁迫。
盆钵鉴定法就是将各供试材料种子分为两 份，一份在正常条件下盆栽，另一份则在种 子萌动时播于底部钻孔的装土盆钵内，到关 键的生育期将盆钵浸于盛水的水箱或水泥池 内，以分别鉴定对过湿的反应。 育种方法：杂交育种法
五 耐盐性育种
1 耐盐性的含义
盐害：土壤中可溶性盐类过量对作物造成损害。
耐盐性：作物对盐害的耐性。
耐湿性：是指在土壤渍水条件下，作物根部受到 缺氧和其他因素的胁迫而具有减免受害的能力。 耐湿性较强的品种的生理特点： 根部需氧量较少； 根中空隙度大； 根部皮层及根毛有木质化或易于木质化； 发根力较强，较易发新根； 根系对土壤处于还原状态而生成的有毒物质具有 一定的耐性等。
2 耐湿性的鉴定与选育 鉴定方法： 场圃鉴定法即田间鉴定双重比较法，就是将 供试材料和对照品种同时分别种植于人为湿害 处理的试验田区和对照区；通过各材料间及其 与对照品种间在处理区有关性状表现的对比， 和各该材料分别在处理区与对照区有关性状表 现的对比，使供试材料的耐湿性差异得到较准 确的鉴定。