《抗病虫育种》
作物抗病虫遗传育种-V1
作物抗病虫遗传育种-V1作物抗病虫遗传育种作物是人类最基本的生物资源之一，发展健康、高效的农业生产是保障人类生存和持续发展的重要保障。
作物病虫害一直是农业生产中的重要问题之一，传统的农业防治方法主要依赖化学农药，但化学农药带来的环境污染及其对人类健康的危害已经引起了世界各国的高度关注。
因此，从遗传学的角度来改善作物的抗病虫能力已成为当今农业科学研究的热点之一。
1.抗病虫遗传育种的概念遗传育种是指利用遗传学原理和方法加速农作物品种改良的过程。
抗病虫遗传育种就是通过改良抗病虫性状的遗传基础来培育抗病虫的优良品种。
常用的遗传育种方法主要包括杂交育种、重组育种、转基因育种等。
2.抗病虫遗传育种的原理作物植株的抗病虫性状主要是由遗传因素控制的，可以通过遗传育种来提高植株对病虫害的抵抗力。
抗病虫遗传育种的原理主要包括以下几个方面：(1)基因筛选：将抗病虫相关的基因筛选出来，通过杂交或育种方法将其引入到优良品种中。
(2)克隆基因：将抗病虫基因直接克隆，通过基因工程等技术加速育种过程。
(3)基因组学筛选：现代遗传学技术的发展，如高通量测序等，可以对整个基因组进行筛选，提高效率和精确度。
(4)转座子技术：转座子是一种能够在基因组中移动的DNA序列，可以被用来激活或关闭相应的基因，从而提高作物对病虫害的抵抗力。
(5)组织培养技术：利用组织培养技术可以加速育种过程，如离体培养、植物细胞将性等。
3.抗病虫遗传育种的应用抗病虫遗传育种技术已经广泛应用于植物育种领域，丰富了作物品种资源，培育了许多抗病虫性强、产量高的作物品种。
其中，水稻的抗病虫育种取得了重大进展，新品种不但产量高，而且对病虫害的抵抗力也大大提高。
此外，小麦、玉米、棉花、蔬菜等作物的抗病虫育种也在不断推进中。
4.抗病虫遗传育种的前景随着科技的不断进步和人们对生态环境保护和安全健康的重视，抗病虫遗传育种作为一种优良的农业技术，其在未来的应用前景会越来越广阔。
未来的抗病虫遗传育种技术将更加精细化、高效化，为农业生产提供更有效的技术手段，并推动农业可持续发展。
农作物抗病虫害品种的培育与应用
02
降低农药使用
抗病虫害品种的培育有助于减少 农药的使用，降低环境污染和农 产品残留。
03
促进农业可持续发 展
抗病虫害品种的培育和应用有助 于实现农业的可持续发展，提高 农业生产效益。
抗病虫害品种培育的发展趋势
基因编辑技术应用
利用基因编辑技术培育抗病虫害品种，提高农 作物的抗性。
生物防治技术结合
结合生物防治技术，利用天敌和微生物等生物 资源防治病虫害。
参与国际合作项目
01
积极参与国际合作项目，共同开展农作物抗病虫害品种的研发
和应用。
分享成功经验
02
与其他国家分享在农作物抗病虫害品种培育和应用方面的成功
经验和做法。
加强技术交流
03
通过学术会议、技术研讨等方式，加强与其他国家的技术交流
和合作。
感谢您的观看
THANKS
生产成本，为农民带来了实实在在的经济效益。
抗稻瘟病的籼稻品种的培育与应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
抗稻瘟病的籼稻品种的培育与应用对于防治稻瘟病、提高 水稻产量具有重要意义。
籼稻品种的抗稻瘟病能力主要通过传统育种技术和现代分 子生物学技术进行改良。通过选择和繁殖具有抗稻瘟病性 能的种质资源，结合基因工程手段，籼稻品种的抗病性能 得到了显著提升。这些抗病品种的应用有效减少了稻瘟病 的发生和传播，提高了水稻的产量和品质，同时也降低了 农药的使用量，有利于农业的可持续发展。
ZFNs和TALENs技术
利用人工设计的核酸酶对农作物基因进行精确编辑，创造具有优良性状的个体 。
生物技术在抗病虫害品种培育中的应用
抗病基因的克隆与表达
克隆和表达抗病基因，提高农作物对病虫害 的抗性。
作物抗病虫遗传育种(一)
作物抗病虫遗传育种(一)作物抗病虫遗传育种作物生长过程中，它们会遭受到各种病虫害的侵袭，从而导致产量下降，甚至全面减产。
在现代农业中，农业科学家为了提高农作物的生产效率和质量，并保障人们的食品安全，开展了作物抗病虫遗传育种研究，以改善作物种质和提高抗病虫性能。
在这篇文章中，我们将讨论作物抗病虫遗传育种的意义、方法以及它的实践应用。
一、意义作物抗病虫遗传育种的意义在于：将野生植物抗病虫的功能基因导入耕作植物；提高作物对病虫的抗性和耐受性；增加抗病虫基因库，提高作物遗传多样性；减少农药使用量，降低环境污染；保障农民和消费者的健康；提高作物产量和质量等。
二、方法（1）选择材料：选择受害最小的、抗病虫最佳的品种和规模化生产材料作为遗传材料，将抗病虫基因与作物材料进行杂交和选育。
（2）筛选病虫：根据病虫的感染能力和杀死率进行挑选，筛选更适合作物生长环境的病虫。
（3）选择导入技术：常用的技术包括融合基因、化学诱导基因变异、基因编辑等。
在选择具体的导入技术时，需要根据作物的生长习性、结构特点、病虫的种类和数量等进行筛选。
（4）选育与鉴定：在所选品种或物种中通过杂交、回交等育种方法，获得遗传材料稳定和优质的抗病虫育种系，通过热带肖孕法鉴定最优抗病虫的稳定遗传系，实现抗病虫功能稳定并具有经济效益的生产物种。
三、实践应用抗病虫遗传育种在实践中的应用非常广泛。
例如，我国水稻的“二系杂交”就是一种通过抗病虫遗传育种改良而来。
同时，抗病虫遗传育种还被广泛用于玉米、黄瓜、番茄等作物的改良中。
此外，在一些国家，例如美国和加拿大，基因编辑对于提高作物的抗病能力和生产高质量作物也得到了广泛应用。
综合来看，作物抗病虫遗传育种的研究和应用不仅有助于保障农民和消费者的健康，减少环境污染，还能促进优质高产的农产品的生产，对于满足全世界日益增长的粮食需求、实现"绿色发展"，都有着非常重要的意义。
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。
植物学中的抗病抗虫育种方法
植物学中的抗病抗虫育种方法植物是人类的重要食物来源，但在生长过程中会受到各种病虫害的侵袭，造成生长受阻和产量下降。
因此，如何研究并开发出抗病抗虫的新品种，是植物育种中极为重要的课题。
本文将从传统手段和现代技术两个方面介绍植物学中的抗病抗虫育种方法。
一、传统手段1.质量选择法这种方法是通过观测不同品种的P覆盖率（病害在种群中的比例），选择病害最少的种子，进行后代的繁殖。
这样在种群中就能筛选出抗病能力强的品种。
2.人工授粉法这种方法主要是对花粉进行人工授粉，将高抗病品种的花粉授粉到病害重的品种上，使得后代具有了更强的抗病性。
3.杂交育种法这种方法与人工授粉法类似，是选择两个或多个不同的品种，将它们授粉或杂交，从而培育出具有更强抗病力的新品种。
通过这种方法育出的新品种具有较高的适应性和病害抵抗能力。
4.紫外辐射法紫外辐射法是使用紫外线对种子进行照射，使得基因发生改变，从而培育出的新品种抗病性更强。
二、现代技术1.遗传工程遗传工程是通过外源基因的导入或者定向突变生成的基因修饰手段，利用生物技术实现抗病、抗虫。
通过生物学、分子生物学、细胞生物学等多门学科的综合应用，可以在病虫害抵抗性、抗逆性、品质改良等多个方面进行改良。
2.分子标记辅助选择法这种方法是通过分子标记分析，选择与抗性相关的分子标记，将分子标记与抗性基因相关联，从而可以高效地筛选出具有抗病抗虫能力的新品种。
3.基因组编辑技术基因组编辑技术也是现代育种技术中的一项重要内容，通过CRISPR/Cas9系统，对自然界生物存在的基因进行剪接，从而使得抗病抗虫能力更强，品质更优，产量更高的新品种诞生。
总之，植物学中的抗病抗虫育种方法十分丰富多样，从传统方法到现代技术，都是育种人员共同研究的方向。
在未来的发展中，我们期待更多新技术的出现，从而更好地提高植物产量和质量，为人类的饮食安全和经济发展做出贡献。
第十二章 抗病育种
DNA在细胞间转移形成新株系；转化；转导；突变 3）病原病毒的变异（途径）：
杂交→新病毒株系（杂种RNA或DNA）；突变
二、植物的抗病性及其遗传变异 1、概念 抗病性—指寄主对病原物及其有毒产物的抵抗性、不感受 性或少感受性。 是相对的，是由基因控制的生物潜能，其等级如下： 免疫：寄主对病原物侵染的反应表现为完全不发病，或观 察不到可见症状； 抗病：寄主受病原物侵染之后发病轻微，分高抗、中抗、 低抗； 感病：寄主对病原物侵染能发病的，严重的称高度感病； 耐病：植物忍受病害的性能； 避病：由于种种原因未受到侵染未发病（时间、空间下的）
第二节、 病原物致病性与植物的抗病性 一、病原物的致病性及其遗传变异 1、生理小种的概念（病理学概念）
生理小种：在病原物的种、变种或专化型下，形 态上相同，但对寄生植物不同品种致病力不同,由同一 基因型所构成的生物型群,称为生理小种。 只是特定基因的表现型,不是遗传单位。同一病原菌分 化出的生理小种对某些品种感病,而另一些品种不感病。 一般病原菌的寄生性越高,植物的抗病特异性越强,则 相应的病原菌的分化的越强。 生理小种在形态上很难区别，一般用一套抗病力不同 的鉴别寄生来区别。 生理小种的消长取决于哺育品种在生产上的消长情况。
病情指数=∑Xa/n∑X=（X0a0+X1a1+……+Xnan）/nT
=（14×0+12×1+2×2）/2×28=0.29
三、选育抗病品种的方法 1、轮回表型选择方法 2、回交育种方
综合农艺性状好的品种（♀）×抗病品种（♂）
3、杂交育种方法 4、选择育种方法
粒瘟
穗颈瘟
水稻白叶枯病危害
数十年来的实践证明：
第11章抗病育种
轮回选择法（可以积累多个抗性基因） ①选用若干个具有水平抗性的亲本系，随机交配，
混合授粉，繁殖成综合品种群体。 ②从中选出若干抗性强的优株自交（人工辅助）。 ③自交后代按病害类别分成几份，分别种植，接种
鉴定，从中再选择具有多抗性的10～20个优系， 再互交，混合授粉，组成第一轮改良的多抗群体。 ④在第一轮的基础上，按上述程序进行第2、3...轮 的选择。
2、病原菌的生理小种
同一种病原菌（种或变种）可以分化出不 同的类型，它们对不同品种有不同的毒性，某个 特定病原菌类型称为生理小种，也叫毒性小种 。
生理小种在形态上难以区分，只能用一套抗 病能力不同的鉴别寄主来区分。 要求：鉴别力 强；抗性反应稳定；具有不同的抗病基因；有代 表性的纯系品种。
3、生理小种的消长
➢ 毒性基因只能克服相应的抗性基因而产生毒 性效应。
➢ 在寄主—寄生物系统中，任何一方的上述基 因，都只有在对方相对应基因的存在下，才 能被鉴别出来。
病原菌 小种
0 1 2 3
基因型 A1A1A2A2
甲 r1r1r2r2
感病
a1a1A2A2 感病
A1A1a2a2 感病
a1a1a2a2 感病
寄主品种及其基因型
种工作较好国家或地区收集。 3、从育种的后代材料鉴定筛选。 4、从近缘种属植物中挖掘。
（二） 抗病品种选育方法 1、引种 2、选择育种 3、杂交育种
除采用常规的系普法、混合法选育单基因 或少数主基因抗性外，在选育由多基因控制的、 或者抗多种病虫害的品种时： ➢异花授粉作物可采用轮回选择法。 ➢自花授粉作物可采用双列选择交配法 。
品种的抗性表现，与品种本身、病原（虫）数量和 侵染力以及环境条件等因素相互作用的结果。
《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。
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作物育种学Ⅰ
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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
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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100%
相 对 病 指
1 23 4 5 67
水平抗生性理小示种意图
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（三）其他分类方法（了解）
全生育期抗病性 从抗性表现时期 苗期抗病性
成株期抗病性
从抗性机能
生物学抗病性 形态和组织结构抗病性 生理生化抗病性
从抗性的遗传 主效基因抗性 微效基因抗性
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三、抗病虫性的机制
（一）抗病性机制 1．抗侵入 在等量接种病原菌时，如某一品种被侵染的 点数显著少于其它品种，则为抗侵入。 李树果实的表面有一层蜡质，它使带有病原 菌的侵染液不易在果 面粘着，从而抵御了病 原菌的入侵。
100%
相 对 病 指
1 23 4 5 6 78 9
垂直抗生理性小示实种用意文档图
2．水平抗病性
(horizontal resistance)
又称非小种特异性抗 性或非专化性抗病 性。特点是寄主品 种对各个小种的抗 病反应大体上接近 同一水平(见图示) ，它对病原菌致病 性的差异是侵袭力 的不同。
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（三）致病性的遗传
根据一些真菌病害(如多种锈菌、白粉菌、黑 粉菌等)的遗传研究结果，认为毒性为单基因 隐性遗传。
（四）致病成的消 长，都是病原菌群体致病性变异的表现。其 变异的原因可能有：
1．突变
自然突变率一般为10-7-10-5，自发突变频率 低，人工诱发突变率较高。
侵袭力：是指在能够侵染寄主的前提下，病原菌 在寄生生活中的生长繁殖的速率和强度，是 一种数量性状，又称非专化致病性。
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（二）生理（毒性）小种 同一种病原菌可分化成许多类型，不同类型 间对某一品种的专化致病性有明显差异，这 种根据病原菌致病性差别划分出的类型，就 是生理小种。
一般而言，病原菌的寄生性水平越高、寄主的 抗病特异性越强，则病原菌的生理分化也越 强，生理小种也越多。
抗病虫育种与高产、优质育种相比，具有以下 特点：
➢ 1.要了解作物本身的遗传特性； ➢ 2.了解病原菌或害虫的遗传特性； ➢ 3.了解作物和寄生物之间的相互作用； ➢ 4.了解作物和寄生物对环境的敏感性。
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第二节 作物抗病虫性的类别与机制
一、病原菌致病性及其变异 （一）致病性
病原菌的致病性常表现在毒性(virulence) 和侵袭力(aggressiveness)两个方面。 毒性： 指的是病原菌能克服某一专化抗病基因，而侵染 该品种的特殊能力，是一种质量性状，又称 专化性致病性。
各小种间在形态上一般难以区别 只能用抗病力不同的鉴别寄主来区别。
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小种的消长（了解）： 小种分化明显的病原菌群体，实际上是由
若干毒性有所不同的小种组成，其中比例较大 的小种称优势小种，其余的称次要小种。小种 组成比例常随寄主的品种类型和自然、栽培条 件等的变化而消长。当某一地区大面积推广某 个品种时，能寄生于该品种上的小种便逐渐繁 殖、积累而成为优势小种，因此称该品种为该 小种的哺育品种；而原来的优势小种由于失去 了最优的寄主条件而降为次要小种。
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二、作物抗病虫性的类别
（一）按抗病虫性程度可分为 • 1.免疫 • 2.高抗 • 3.中抗 • 4.中感 • 5.高感
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（二）按寄主—病原菌的专化性有无可分 1.垂直抗病性(vertical resistance) 又称小种特异性抗病性或专化性抗病性。其特 点是寄主对某些病原菌生理小种是免疫的或 高抗的，而对另一些生理小种则高度感染。
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什么是抗病虫育种？
抗病虫育种是利用作物自身的抗病性通过育种方 法选育出抵抗病害或减轻病害危害的品种。 强调选育对病虫害的抗性，不是创造变异。
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一 抗病性、抗虫性的概念
1.作物的抗病性 当某种病害流行的时候，作物的某些品种对 这种病害不感染或者是感染程度轻，生长发 育和农艺性状受害程度较小，即为抗病性。 并不要求完全抗病
2．有性杂交
真菌病原菌通过小种间、变种间和种间杂交
后的基因重组，会产生新的毒性基因型或侵
袭力的变异。
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3.体细胞重组(异核现象和拟性重组) 不同生理小种的菌丝联结或芽管结合，进 行核交换或产生核突变。 4.适应性 病原菌在弱抗性条件的胁迫下，其致病性 增强的现象。如Buxton(1959)用抗枯萎病的豌豆 品种的不同浓度的根系分泌液处理弱毒性小种， 从而获得了能侵染该品种的新菌系。处理浓度越 高，新菌系的致病性越强。 关于适应性变异的遗传机理，有待进一步研究。