第十一章抗病虫育种
农作物抗病虫害育种与品种改良

汇报人:可编辑 2024-01-07
目 录
• 农作物抗病虫害育种概述 • 农作物抗病虫害品种改良 • 农作物抗病虫害育种与品种改良的挑战与前景 • 农作物抗病虫害育种与品种改良的实践应用
01
CATALOGUE
农作物抗病虫害育种概述
定义与重要性
定义
农作物抗病虫害育种是指通过遗传改良,培育具有抗病、抗虫能力的作物新品 种的过程。
案例
某地区针对当地主要病虫害,通过传 统育种与分子育种相结合的方法,成 功培育出多个抗病虫害小麦新品种, 有效提高了该地区小麦生产的产量和 品质。
03
CATALOGUE
农作物抗病虫害育种与品种改良的挑战与 前景
面临的挑战
病虫害的多样性
抗性遗传的复杂性
不同地区、不同作物面临的病虫害种类繁 多,增加了育种和品种改良的难度。
未来发展前景与展望
技术进步推动
随着基因组学、生物信息学等领域的不断发展,农作物抗 病虫害育种与品种改良将迎来更多的技术突破和应用。
环境友好型农业的发展
随着人们对环境保护意识的提高,环境友好型农业将成为未来发 展的趋势,为农作物抗病虫害育种与品种改良提供了广阔的发展
空间。
满足可持续发展的需求
在全球气候变化和资源紧张的背景下,发展具有抗逆性、高产优 质、资源节约型的农作物新品种,对于保障全球粮食安全和可持
续发展具有重要意义。
04
CATALOGUE
农作物抗病虫害育种与品种改良的实践应 用
在农业生产中的应用
提高农作物产量
优化农业结构
通过抗病虫害育种和品种改良,可以 减少农作物受到病虫害的侵害,提高 农作物的产量和品质。
植物抗病虫育种原理与策略

4.4抗病虫性的遗传
主效基因遗传 绝大多数的垂直抗性或过敏性坏死类型抗 性是受单基因或少数几个主效基因控制的.抗、感亲本杂 交后代的分离基本上符合孟德尔分离比例。 • 基因的显隐性 在一般情况下,抗病虫性为显性,感病 虫性为隐性。 • 复等位性 抗性基因常有复等位性,每个等位基因或抗 不同生理小种或具有不同的表型效应。 • 不同抗病基因间连锁和互作 • 抗病基因之间还经常发生上位、抑制、互补、修饰等 作用。一般抗性较强的基因对抗性较弱的基因具有上 位性
微效基因遗传 作物的水平抗性或中等程度抗性多为多基 因控制的数量性状,属于微效基因遗传。抗、感品种杂交 后.F2的抗性分离呈连续的正态分布或偏正态分布.有明 显的超亲现象,其抗性程度易受环境条件的影响。小麦对 赤霉病的抗性和水稻对纹枯病的抗性都是由多基因控制的 数量性状。 细胞质遗传 也称非染色体遗传,即控制抗性的遗传物质 涉及细胞质中的质体和线粒体.与染色体无关。细胞质遗 传的抗性特点是抗、感亲本杂交时,正、反交所得的 n 植 株抗性表现不一样,抗性表现母本遗传,或者抗、感亲本 杂交后代自交或与亲本回交,抗性不发生分离。玉米T型 雄性不育细胞质易受小斑病菌 T小种的侵染,而具有正常 细胞质和其他雄性不育系细胞质的自交系
按寄主对寄生物的反应分为
免疫 性(immunity) 某寄主作物群体在任何已知的条件下, 从不受某种特定病原菌侵染危害或某种特定害虫取食 危害的特性 过敏性(hypersensitivity) 当寄生物入侵后,被侵细胞周围 细胞立即死亡从而阻止寄生物的进一步扩展,而产生的 抗性 耐病(tolerance) 当某一寄主品种被病原菌侵染.其发病 程度与感病品种相当,产量、籽粒饱满度及其他农艺 性状等不受损害或影响较小.这类品种称为耐病品种 避病( 虫 )(klenducity) 感病的寄主品种在一定条件下避 开病原菌(害虫)的侵染而未发病的现象称为避病(虫), 包括时间避病和空间避病两类。从严格意义上讲,避 病并不是植物本身具有的抗病能力,当条件变化时, 它们同样会感病,但在生产实践中很有应用价值,所 以在抗病育种中应充分挖掘其潜力并加以利用
第十一章 抗病虫育种

感
抗 感
抗
感 感
抗
抗 感
当抗病基因为显性,无毒基因为显性,相互非亲和,寄主表现 抗性。
三、作物抗病虫性鉴定
抗性鉴定是抗病虫育种的重要环节
1、田间鉴定
病虫害高发区,多年多点联合鉴定 发病条件调控:喷雾、遮荫、施肥、播种期 (1)病害鉴定方法 根据病害种类、侵入途径和实际条件,选择合适 的方法,保证病原菌和寄主都处于有利于发病的 环境条件。
(一)主效基因遗传 绝大多数的垂直抗性或过敏性坏死型抗性是 受单基因或少数几个主效基因控制的,抗、 感亲本杂交后代的分离基本上符合孟德尔分
离比例。
1、基因的显隐性
一般情况下,抗病虫性为显性,感病虫性为隐性:
水稻对褐飞虱的抗性,抗感品种杂交后,F2抗
性表现3:1或9:3:3:1。说明抗性由主效显
常用的接种方法:
喷雾法、注射法、浸根法、剪叶法、摩擦法、介体介导
真菌病害:
+ 细菌病害: + 病毒病害: 线虫病害: -
+ + + -
+ + +
+ + -
+ -
+/+ -
专门病圃 感病对照 抗病对照 多小种分别或混合接种 鉴定指标(定性或定量): 免疫、高抗、中抗、感、高感 病株率 病叶率 病斑面积 病情指数……
(2)抗虫田间鉴定
寄主群体大小、生长状况;害虫源;接种
后的条件都影响结果。
大面积感虫作物或品种中设置试验;
品种中套种测试材料;
利用特殊杀虫剂控制其他害虫或天敌而不 杀害测试昆虫。
第十一章 抗病虫育种PPT课件

2.作物的抗虫性: 寄主植物所具有的能抵御或减轻某些虫 害侵袭或危害的能力。 即某一作物品种在相同虫口密度下,比 其它品种获得高产优质的能力。
二、抗病虫育种意义与作用
• 1.作物病、虫害具有普遍性和极大的为害性。 1) 1840年爱尔兰发生马铃薯晚疫病大流行 2)1970年美国发生玉米小斑病大流行(T-小种) 3)1950年中国小麦条锈病大流行,减产60亿千克。 4)1985年四川水稻发生稻瘟病大流行,减产几十亿千克。 5)水稻二化螟、三化螟,玉米螟,棉铃虫、棉红蜘蛛等。
二、抗病育种方法
❖ 1、引种:如早期从意大利引进的抗锈病小麦品 种阿夫、阿勃….
❖ 2、选择育种: ❖ 对引进品种的异生态筛选优良变异 ❖ 3、杂交育种: ❖ 抗*感、抗*抗、垂直抗性*水平抗性…… ❖ 4、回交育种:单基因显性抗性基因
❖ 5、远缘杂交:小麦的抗秆锈、叶锈和白粉病基 因大多来自近源物种
水平抗病性(小种非特异性、非专化性抗病 性):对不同生理小种没有专化反应或特异反 应,对各种生理小种的反应大体在一个水平上 波动。
(2)抗性的表现形式
垂直抗病性:往往是过敏性坏死型,反应表现明 显,易于识别。
水平抗病性:过敏性坏死以外的多种抗性,表现 不突出,大多为中度水平。
(3)抗性的作用
垂直抗病性:使病原菌无法寄生或发展。 水平抗病性:减缓病害发展速度,推迟发病高峰 来临的时间。
❖
甲
乙
丙
丁
❖ 小种 基因型 r1r1r2r2 R1R1r2r2 r1r1R2R2 R1R1R2R2
❖ 0 A1A1A2A2 感
抗
抗
抗
❖ 1 a1a1A2A2
感
感
抗
抗
❖ 2 A1A1a2a2
第十一章抗病虫育种

(一)按抗病虫性的程度分类 1、免疫 2、高抗 3、中抗 4、中感 5、高感
(二)按寄主-病原菌(害虫)的专化 性有无分类
垂直抗性和水平抗性的概念是 Vander Plank 在研究寄主与病原菌之 间的相互关系时,于1968年提出的。
1.垂直抗性(Vertical Resistance)
又称小种特异性抗性或小种专化性抗性,其特点是: 寄主对病原菌的某些生理小种是免疫的或高抗的, 而对其它生理小种则是高感的,即同一寄主品种对 病原菌的不同的生理小种具有特异反应或专化反应。 如果把具有这种抗性的品种对某一病原菌代表团的 生理小种的抗性反应绘成方柱图,可以看出各柱顶 端的高低相差悬殊,所以称为垂直抗性。
玉米病毒病玉米瘤黑粉病玉米丝黑穗病玉米纹枯病玉米虫害玉米螟水稻白叶枯病水稻稻瘟病水稻胡麻叶斑病水稻细菌性条斑病水稻虫害二化螟三化螟棉花虫害棉铃虫小麦腥黑穗病小麦赤霉病小麦矮腥穗病tilletiacontroversakuhn简称tck小麦散黑穗病小麦虫害麦蚜麦秆蝇麦吸浆虫麦蛾抗病虫品种的选育是建立综合防治体系的重要基础它既可以抑制菌源数量和虫口密度降低病虫危害提高防治效果又可减少因化学药剂的滥用而造成的环境污染和人畜中毒保持生态平衡对于农业的可持续发展和农产品安全有极其重要的作用
(三)致病性的遗传 根据一些真菌病害(如锈菌、白粉
病菌、黑粉病菌等)的遗传研究结果, 其毒性为单基因隐性遗传。亚麻锈菌小 种间的有性杂交的结果便是例证。
根据基因对基因学说,凡寄主群体中已 发现并大量使用过那个专化性抗病基因时, 病原菌群体中就会或早或迟地出现相应的毒 性基因。因病原菌毒性基因的位点一般不只 是一个,因而不同的小种所含有的毒性基因 也不同。
一、病原菌致病性及其变异
(一)致病性
《抗病虫育种》

作物育种学Ⅰ
实用文档
目录 第一节 抗病虫育种的意义与特点 第二节 作物抗病虫性的类别与机制 第三节 抗病虫性的遗传与鉴定 第四节 抗病虫品种的选育及利用
实用文档
第一节 抗病虫育种的意义与特点 一、抗病性、抗虫性概念 二、抗病虫育种意义与作用 三、抗病虫育种的特点
实用文档
马铃薯晚疫病造成“爱尔兰饥馑”
1845-1846 “爱尔兰饥馑” 马铃薯晚疫病大流 行,减产一半,导致100多万人饿死,200万人移 居海外。 马铃薯晚疫病是一种毁灭性病害,其危害程度、 防治难度及对社会造成影响已超过水稻稻瘟病和 小麦锈病,被视为国际第一作物病害。
实用文档
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水稻胡麻斑病
水稻各生育期都可发生该病,稻株地上部分均能 受害,以叶片发病最普遍,其次是谷粒、穗颈和 枝梗。
实用文档
2.作物的抗虫性 寄主植物所具有的能抵御或减轻某些害虫 的侵袭或危害的能力。 即某一作物品种在相同的虫口密度下,比 其它品种能够获得高产、优质的能力。
实用文档
二、抗病虫育种的意义与作用 1.抑制病原菌数量和虫口密度、
降低病虫危害、 提高防治效果 2.减少环境污染和人、畜中毒 3.有利于保持生态平衡 4.投资少,见效大 采用抗病虫的方法是最经济最好的方法。 通过作物自身的抗性来解决产量的稳定性。不 是提高产量,而是保持产量稳定。
实用文档
三、抗病虫育种的特点
抗病虫性持久 又要多抗
寄主
病害
病原菌
气候
病害与寄主、病原菌和气候的关系
抗病虫育种涉及两种生物,寄主植物和寄生 物是异质群体。寄主和寄生物双方通过相互 适应和选择共同进化,寄主植物有一定的抗 性基因,适应病害、虫害的环境,寄生物又 有一定的致病性。形成动态平衡关系。
《抗病虫育种》课件

抗病虫育种的挑战和限制因素
抗病虫育种面临着一些挑战和限制因素:
1 病虫害的多样性
不同病虫害具有不同的特点和生物学机制,选择适应性较强的抗性基因对抗多病虫害有 一定难度。
2 遗传进展的限制
有些作物的基因组解析和遗传研究进展较慢,限制了抗病虫育种的开展。
3 转基因技术的争议
转基因技术在抗病虫育种中的应用存在一定的争业生产的重要手段,有助于提高粮食产量和质量,减少农药使用,保护环境。未来,我们将继 续深入研究和应用抗病虫育种技术,为农业可持续发展做出贡献。
经济效益
减少农药使用,降低生产成本,提高农民收入。
可持续发展
减少环境污染,保护生态系统平衡,实现农业的可持续发展。
抗病虫育种的基本原理和方法
抗病虫育种的基本原理是选择具有抗性的亲本进行杂交,传递抗性基因到后代。常用的方法包括遗传育种、分 子育种和转基因技术等。
选择亲本
分子标记辅助选择
根据病虫害的特点和作物的需求, 选择具有抗性的亲本进行杂交。
利用分子标记技术快速鉴定和筛 选携带抗性基因的植株。
田间试验
通过田间试验评估作物的抗性表 现,选择优良品种。
抗病虫育种的应用和案例分析
抗病虫育种已经在各个作物领域得到广泛应用。例如,水稻颗粒副产物抗虫基因的引入,显著减少农药 使用,提高水稻产量。
1
玉米抗虫品种
通过转基因技术,将具有抗虫性的基因导入玉米,减少对农药的依赖。
《抗病虫育种》PPT课件
农作物病虫害的危害及挑战。通过抗病虫育种,我们可以提高作物的抗病虫 能力,保证粮食安全和农业可持续发展。
抗病虫育种的意义和重要性
抵御病虫害是保护农作物的关键。抗病虫育种为我们提供了有效的工具,增加作物的抗性,减少 农药使用,降低环境污染。
04《药用植物育种学》教学大纲

《药用植物育种学》教学大纲课程名称:药用植物育种学学时:72 学分:2适用专业:中草药栽培与鉴定、农学开课院(系)教研室:农学与生物技术学院中草药与植物科学教材、教学参考书:《作物育种学总论》,潘家驹主编,中国农业出版社,2000年《植物育种学》,胡延吉主编,高等教育出版社,2003年《药用植物育种学》,庄文庆主编,农业出版社,1993年《植物生物技术》许智宏主编,上海科技出版社,1998年《蔬菜育种学》西南农业大学主编,农业出版社,1990年一、本课程的性质、地位、任务《药用植物育种学》是为中草药栽培与鉴定专业开设的一门专业课,及研究选育和繁殖药用植物新品种的原理与方法的科学。
通过课程学习,以及实验实习操作,要求学生掌握培育药用植物优良品种的基础理论和实际应用的研究方法,培养学生分析、解决问题的能力,为日后从事育种及相关工作和科学研究打下坚实基础。
二、课程教学内容和基本要求绪论一、药用植物育种学的任务和内容二、品种的概念和作用三、药用植物育种的特点四、药用植物育种的现状与发展趋势教学要求:掌握品种的概念、药用植物育种学的任务和内容。
了解药用植物育种的成就与发展趋势。
第一章药用植物育种目标与途径第一节药用植物育种目标第三节获得新品种的一般途径教学要求:掌握药用植物育种目标的确定一般原则;繁殖方式与育种的关系和品种的类型及育种特点;明白获得新品种的一般途径。
第二章药用植物种质资源第一节药用植物种质资源的重要性第二节种质资源的类别第三节药用植物种质资源的收集、保存和研究利用第四节生物多样性与育种的关系教学要求:了解植物种质资源的重要性,了解药用植物种质资源的特点,掌握种质资源的分类特点及使用,掌握种质资源的收集、整理、保存的方法及其研究内容。
第三章药用植物引种驯化第一节引种原理第二节引种方法第三节驯化教学要求:了解引种的概念和意义,握引种驯化的原理,了解引种的工作程序。
第四章选择育种第一节选择的基本原理第二节选择方法第二节种源选择第三节有性繁殖药用植物的选择育种第四节无性繁殖药用植物的选择育种教学要求:理解选择育种的概念和意义,了解选择育种的方法,理解种源选择的概念,掌握芽变和实生选种的原理和方法,掌握有性和无性繁殖药用植物的选择方法,了解选种的程序。
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从抗性 主效基因(单基因、寡基因)抗性 的遗传 微效基因(多基因)抗性
2.抗病性的机制
(1)避病 感病品种由于某些原因不能受到病原菌的 侵袭,未发病。
(2)抗病 ①抗侵入: 当病原菌侵入寄主前,寄主可以凭 借某种障碍,阻止病原菌侵入,或侵入后难以 建立寄主关系。 ②抗扩展: 当病原菌侵入寄主体内后,会遇到 寄主的抑制,难以扩展。
? 2.选育抗病、虫的品种 是最经济、最安全、最有 效的病虫害防治方法,是作物生产上 病、虫害综 合防治 最根本的措施。
1)选育和推广抗病虫品种,可以起到保产的作用。 2)与其它防治措施相比,选育抗病虫品种经济有 效,简单易行,效果稳定,而且不污染环境,不 会造成人、畜中毒。
三、抗病虫育种的特点:
3、不同抗病基因间的连锁和互作
1.作物抗病性是通过作物与病原物的相互作用而表现 出来的,它是两种生物相互作用的结果。
2.作物的抗病性受环境条件的影响,环境因素可以对 选育和鉴定造成很大的干扰。
3.作物抗病虫育种是作物特殊性状的育种,不是指的
一种育种方法。
作物
病原物
环境
作物、病原物及环境之间的三角关系
第二节 作物抗病虫性的类别与机制
第三节 抗病虫性的遗传与鉴定
一、抗病虫性的遗传
? (一)主效基因遗传 ? 绝大多数的垂直抗性或过敏性坏死型抗性是
受单基因或少数几个主效基因控制的,抗、 感亲本杂交后代的分离基本上符合孟德尔分 离比例。
1、基因的显隐性
? 一般情况下,抗病虫性为显性,感病虫性为隐性:
? 水稻对褐飞虱的抗性,抗感品种杂交后,F2抗 性表现3:1或9:3:3:1。说明抗性由主效显 性基因控制。
第十二章 抗病虫育
Chapter 12 Breeding for Resistance to Diseases and Insect Pests
第十二章 抗病虫育种
? 第一节 ? 第二节 ? 第三节 ? 第四节
抗病虫育种的意义和特点 作物抗病虫性的类别与机制 抗病虫性的遗传与鉴定 抗病虫品种的选育及利用
致病性变异的原因: ①突变 ②有性杂交 ③体细胞重组 ④适应性变异
二、 作物抗病性的类别、机制和遗传
1.作物抗病性的类别
从抗性的表现Biblioteka 期全生育期抗病性 苗期抗病性 成株期抗病性
从抗性机能 从表现形式
生物学抗病性 形态和组织结构抗病性 生理生化抗病性 避病 耐病 抗病 感病
从抗性程度
免疫 高抗 中抗 中感 高感
2.病原菌的生理小种(毒性小种)
植物病理学上,把种内或变种内由一种 生物型或一群生物型所有组成的能侵染 某个特定作物品种的病原菌群体称为生 理小种。
3.生理小种的鉴定与鉴别寄主
用一套抗病能力不同的作物品种来区分, 这套品种称为鉴别寄主。
对鉴别寄主的要求: ①鉴别力强, ②病症反应稳定, ③具有不同的抗病基因, ④是有代表性的纯系品种。
第一节 抗病虫育种的意义和特点
一、抗病性、抗虫性的概念 二、抗病虫育种意义与作用 三、抗病虫育种的特点
一、抗病性、抗虫性的概念
1.作物的抗病性 广义的抗病性 : 某一作物品种不感染或不发生某一病害,或发生 病害,但程度较轻,或产量损失较小。 狭义的抗病性 : 当作物遭到病害侵袭后,能够产生一种能动地反 映,去战胜病原菌,或减轻其为害。
(3)耐病(tolerance)
当一个品种对某一病害充分感染时, 产量损 失较小。 耐病性不会因小种变异而丧失,但种植耐病品 种,会繁殖出大量菌源,对邻近地区会造成一 定威胁。
3.垂直抗病性和水平抗病性
(1)抗性的特点 垂直抗病性 (小种特异性、专化性抗病性): 对于某些生理小种高度抵抗,对另一些生理小 种高度感染。
2.作物的抗虫性: 寄主植物所具有的能抵御或减轻某些虫 害侵袭或危害的能力。 即某一作物品种在相同虫口密度下,比 其它品种获得高产优质的能力。
二、抗病虫育种意义与作用
? 1.作物病、虫害具有普遍性和极大的为害性。 1) 1840年爱尔兰发生马铃薯晚疫病大流行 2)1970年美国发生玉米小斑病大流行(T-小种) 3)1950年中国小麦条锈病大流行,减产60亿千克。 4)1985年四川水稻发生稻瘟病大流行,减产几十亿千克。 5)水稻二化螟、三化螟,玉米螟,棉铃虫、棉红蜘蛛等。
? 抗性基因的显性程度还受品种的遗传背景、测 定菌系和环境等影响。
2、复等位性
? 抗性基因常有复等位性,每个等位基因或抗 不同生理小种或具有不同的表型效应。
? 亚麻的抗锈基因有26个,但其位点只有5个。 ? 杂合效应:即具有2个不同的抗性等位基因的
杂合体能抗更多的小种;纯合体只含一个抗 性基因,只能抗较少的小种。
4.生理小种的消长
优势小种:小种分化明显的病原菌群体, 它是由若干毒性不同的小种组成,其中比 例较大的小种,称为优势小种。其余的为 次要小种。 小种组成:组成病原菌群体的各个小种的 种类和比例。
5.致病性的遗传
对真菌病害的遗传研究认为, 毒性为单基因隐性遗传。 侵染力是多基因遗传。
6. 致病性变异
垂直抗病性 :使病原菌无法寄生或发展。 水平抗病性 :减缓病害发展速度,推迟发病高峰 来临的时间。
(4)抗性的遗传
垂直抗病性 :单基因或少数基因决定质量遗传。 水平抗病性 :受微效多基因决定的数量遗传。
(5)抗性的利用
垂直抗病性 :易于识别利用,但容易丧失抗性。 水平抗病性 :不易识别利用,但抗性稳定。
水平抗病性 (小种非特异性、非专化性抗病 性):对不同生理小种没有专化反应或特异反 应,对各种生理小种的反应大体在一个水平上 波动。
(2)抗性的表现形式
垂直抗病性 :往往是过敏性坏死型,反应表现明 显,易于识别。
水平抗病性 :过敏性坏死以外的多种抗性,表现 不突出,大多为中度水平。
(3)抗性的作用
一、病原菌致病性的遗传与变异
1.病原菌的致病性: 病原菌危害寄主引起寄主病变的能力。 在抗病育种中:病原菌侵染某一特定品种, 并在其上生长、繁殖的能力。
致病性常表现在毒性和侵染力两个方面 毒性:病原菌能克服某一品种的专化抗病基
因,侵染这个品种的能力。 侵染力:病原菌在侵染寄主的前提下,病原菌
在寄主中生长繁殖的速度和强度。