抗病虫育种[行业严选]
第十二章 抗病虫育种
第十二章抗病虫育种抗病虫育种是以选育对某些病害或虫害具有抵抗能力的优良品种为主要目标的育种工作。
第一节抗病虫育种的意义与特点一、抗病虫育种的意义与作用二、抗病虫育种的特点一、抗病虫育种的意义与作用1、抗病虫育种的重要性1840 年 ~1845 年爱尔兰马铃薯晚疫病大面积流行，引起饥荒和民族的迁移；1940 年前后，水稻胡麻叶斑病导致了孟加拉国的饥荒；1950 年在中国，小麦条锈病大流行，使小麦减产 15~20% ；1970 年，美国玉米带因小斑流行而减产 15%。
据估计，全世界农作物每年因虫害损失达280~360 亿美元，因病害损失达 230~297 亿美元。
2、抗病虫育种的意义①抗病虫品种的选用是建立综合防治体系的重要基础；②可抑制菌源数量和虫口密度、降低病虫危害、提高防治效果；③减少环境污染和人、畜中毒；④保持生态平衡；⑤投资少、收效大。
3、抗病虫育种的作用①到 1979 年，美国培育出 42 个抗黑森瘿蚊的小麦品种，使小麦年增产值达 2.38 亿美元；②中国广大冬麦区，从 20 世纪 50 年代后，引进、育成抗锈良种，有效地控制了条锈病的发生和危害；③ Gallum,M.L. 等（ 1975 ）估计：美国由于采用了小麦、大麦、玉米、高粱等作物的抗虫品种， 10 年内便可挽回产量损失 30 亿美元。
二、抗病虫育种的特点寄主和寄生物的协同进化在自然生态系统中，寄主植物与有害生物（病原菌和害虫）大多是遗传上具有多样性的异质群体。
双方通过相互适应和选择而协同进化（ co-evolution ）。
定向选择（ directional selection ）：当垂直抗性品种大面积推广后，相应的毒性小种（ virulent race ）便会大量繁殖增多。
稳定化选择（ stabilizing selection ）：当生产上一个抗强毒性小种的品种的面积减少，感病品种的面积扩大时，因强度性小种适应性差，竞争不过无毒性或弱毒性小种，而频率下降，一些无毒性或弱毒性小种的频率升高，而不能形成优势小种（ preferential race,priority race ）。
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。
病虫害防治中的抗性品种选育方法
病虫害防治中的抗性品种选育方法病虫害是农作物生产中常见的问题之一，严重影响着农作物的产量和品质。
为了有效地控制病虫害，选育抗性品种成为了一种重要的策略。
本文将介绍一些病虫害防治中常用的抗性品种选育方法。
一、经典育种法经典育种法是传统的品种选育方法，通过人工选择相对抗性较强的个体进行杂交，将抗性基因逐代固定在后代种子中。
这种方法主要包括品种杂交、选择和后代测试三个阶段。
在品种杂交阶段，选取抗性较强的亲本进行杂交，通过亲本间的配对产生具有抗性基因的杂种。
在选择阶段，对杂交种进行筛选，选择出具有较高抗性的个体，将其作为下一代的亲本。
在后代测试阶段，将选育出的品种进行大田试验，验证其抗性之后再推广应用。
二、基因工程育种法与经典育种法相比，基因工程育种法可以更加精确地导入抗性基因，并且可以在短时间内完成品种选育。
该方法的主要步骤包括基因克隆、转化和品种筛选。
在基因克隆阶段，通过分离和克隆已知的抗虫抗病基因，得到基因的DNA序列。
在转化阶段，将克隆的基因导入目标作物的细胞中，使其表达抗虫抗病蛋白。
在品种筛选阶段，对转基因植株进行抗性鉴定和品质评价，最终选育出具有抗性的品种。
尽管基因工程育种法在品种选育过程中具有一定的优势，但其应用受到一些限制，如转基因作物的安全性和可行性问题，以及公众对转基因食品的担忧等。
三、体细胞遗传育种法体细胞遗传育种法是近年来发展起来的一种新的选育方法。
该方法通过细胞核的重新组合和转移，实现抗性基因的引入。
主要包括细胞核移植和胚胎培养两个步骤。
在细胞核移植阶段，将带有抗性基因的细胞核移植到受体细胞中，使其合并为一体。
在胚胎培养阶段，对移植后的胚胎进行培养，使其发育为完整的植株。
最终，通过遗传学分析和大田试验验证其抗性。
体细胞遗传育种法是一种高效的选育方法，可以克服传统育种方法中的某些限制。
然而，该方法仍然面临技术成熟度和成本效益等方面的挑战。
四、分子标记辅助育种法分子标记辅助育种法是一种通过分子标记技术辅助品种选育的方法。
《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。
抗病虫育种ppt课件
寄主
病害 病原菌 气候
(三)寄主和寄生物的协同进化
1、寄主和寄生物的协同进化 在自然生态系统中，寄主植物与有害 生物（病原菌和害虫）大多是遗传上具有 多样性的异质群体。 寄主植物具有一定程度的群体抗病性 或抗虫性, 以适应寄生物这一不利的外界条 件;而寄生物也会产生一定程度的致病性或 致害性,以繁衍其种族,从而形成大体上势均 力敌的动态平衡关系。
ห้องสมุดไป่ตู้
llnn 感 感 9 12 1
二 品种的抗病性及其鉴定 （一）病原菌致病性的遗传与变异
1、 致病性 包括毒性（或毒力virulence） 侵袭力（aggressivenese） 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，因某种毒性只能克服其相应的抗病 性，所以又称为专化性致病性（specific pathogenecity）
概念理解: 从生态学和经济学观点，即能把病原菌的 数量压低到经济允许的阈值以下。即是相 对抗病而不是绝对抗病。 抗病品种并不是不需要防治，而是易于达 到有效、经济、安全、稳定的总体效果。
作物的抗虫性：指寄生植物所具有的能抵 御或减轻某些害虫的侵袭或危害能力。即 某一作物品种在相同的虫口密度下，比其 它品种获得高产、优质的能力。
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速率和强度（如潜育期和 产孢能力等），是一种数量性状，它没有专化性， 即不因品种而异，故又称非专化性致病性（nonspecific pathogenecity）。
2、 生理（毒性）小种
同一种病原菌可以分化成许多类型，不同类型之 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（physiological race），也称毒性小种
作物育种抗病虫育种
（3）致病性的遗传 毒性： 毒性：单基因隐性遗传 侵袭力： 侵袭力：可能是多基因遗传
（4）致病性的变异 ） 突变： a 突变：真菌和病毒中已发现不少新的毒性基因 来自突变。 来自突变。 b 有性杂交：病原真菌小种间、变种间和种间杂 有性杂交：病原真菌小种间、 交后基因发生重组。 交后基因发生重组。 c 体细胞重组 异核现象和拟性重组 d 适应性变异
相 对 病 指 （感 病 性 ）
相 对 病 指 （感 病 性 ）
生理小种
生Байду номын сангаас小种
垂直抗病性示意图
水平抗病性示意图
3 抗病虫性机制
（1）抗病性机制 ） 抗侵入：当病原菌侵入寄主前后， 抗侵入：当病原菌侵入寄主前后，寄主可以 凭借固有的或诱发的组织结构障碍， 凭借固有的或诱发的组织结构障碍，阻止病原 菌的侵入和侵入后建立寄生关系。 菌的侵入和侵入后建立寄生关系。 抗扩展： 抗扩展：病原菌侵入寄主体内建立寄生关系 仍会遇到寄主某些组织结构、 后，仍会遇到寄主某些组织结构、生理生化特 性等方面的抑制而难于进一步扩展。 性等方面的抑制而难于进一步扩展。 过敏性坏死反应
（2） 抗虫性机制 不选择性： a 不选择性：某些作物品种本身具有某些形态和生理 等特征特性，表现出对某些害虫具有拒降落、拒取食、 等特征特性，表现出对某些害虫具有拒降落、拒取食、 拒产卵和拒栖息等特性。 拒产卵和拒栖息等特性。 抗生性：某些寄主作物体内含有毒素或抑制剂， b 抗生性：某些寄主作物体内含有毒素或抑制剂，或 缺乏昆虫生长发育所需要的一些特定的营养物质， 缺乏昆虫生长发育所需要的一些特定的营养物质，致 使取食后，其幼龄若虫或幼虫死亡， 使取食后，其幼龄若虫或幼虫死亡，或发育和繁殖受 到有害影响的特性。 到有害影响的特性。 耐害性：有些作物品种遭受虫害后， c 耐害性：有些作物品种遭受虫害后，仍能正常生长 发育， 发育，在个体或群体水平上均表现出一定的再生或补 偿能力，不致大幅度减产的特性。 偿能力，不致大幅度减产的特性。
农作物抗病虫害品种培育与选育
04
农作物抗病虫害品种的应 用与推广
抗病虫害品种的应用范围
粮食作物
如水稻、小麦、玉米等，抗病虫 害品种的应用可以有效减少农药 使用，提高产量和品质。
经济作物
如棉花、油菜、花生等，抗病虫 害品种的应用可以降低生产成本 ，提高经济效益。
蔬菜和水果
抗病虫害品种的应用可以提高产 量和品质，减少农药残留，保障 食品安全。
农作物的抗性和适应性。
国外研究现状
国外在农作物抗病虫害品种培育与选育方面也取得了很多进展，一些发达国家已经建立 起了完善的抗病虫害品种选育和推广体系。同时，随着生物技术的不断发展，一些新的
技术手段如基因编辑、基因转移等也被广泛应用于抗病虫害品种的培育与选育中。
02
农作物抗病虫害品种培育 技术
传统育种技术
长期使用同一种农药使得病虫害产生抗药性，需要不断更新抗病虫害品种以应对新的病 虫害威胁。
发展趋势与展望
生物技术应用
利用基因编辑技术、基因转移技术等生物技 术手段，提高抗病虫害品种的遗传改良效率 和育种速度。
生态农业发展
推广生态农业和有机农业，减少化学农药的使用， 通过生态调控手段提高农作物自身的抗病虫害能力 。
抗病虫害品种的分类
03
抗生性品种
耐病性品种
免疫性品种
抗生性品种是指具有抵抗病菌和害虫能力 的品种。这类品种通常具有较高的防御机 制，能够减少病菌和害虫的侵染和危害。
耐病性品种是指能够在病菌或害虫侵染的 情况下依然保持一定产量的品种。这类品 种通常在病菌或害虫压力下表现出较好的 适应性，能够减少损失。
农作物抗病虫害品种培育与 选育
汇报人：可编辑
汇报时间：2024-01-06
目录
农作物抗病虫害品种选育的技术途径
农作物抗病虫害品种选育的技术途径农作物是人类生活中不可或缺的重要组成部分，而病虫害对农作物的产量和质量造成了严重的威胁。
为了保障粮食安全和农业可持续发展，农作物抗病虫害品种的选育变得尤为重要。
本文将探讨一些常见的农作物抗病虫害品种选育的技术途径。
首先，传统育种是农作物抗病虫害品种选育的重要途径之一。
传统育种依赖于自然界中存在的遗传变异和基因资源，通过选择和杂交等方法，培育出具有抗病虫害性状的品种。
这种方法的优势在于成本低、技术可行性高，且适用于各种农作物。
但是，传统育种方法存在时间周期长、效率低等问题，对于一些复杂的病虫害抗性品种的选育效果有限。
其次，基因工程技术是农作物抗病虫害品种选育的新途径。
基因工程技术通过人为改变农作物的基因组，引入抗病虫害的外源基因，从而使其具有抗性。
这种方法的优势在于可以快速、精确地导入目标基因，有效提高农作物的抗病虫害能力。
然而，基因工程技术也存在一些争议，如转基因食品安全性和环境影响等问题。
因此，在应用基因工程技术进行农作物抗病虫害品种选育时，需要加强风险评估和监管。
此外，分子标记辅助选择是一种基于分子遗传学的技术途径。
该方法通过分析农作物的基因组DNA序列，筛选与抗病虫害相关的分子标记，从而实现对抗性基因的有效选择。
分子标记辅助选择具有高效、精确和可重复性的特点，可以加快抗病虫害品种选育的进程。
然而，该方法的应用还受限于分子标记的有效性和可靠性，需要进一步的研究和验证。
此外，生物技术也为农作物抗病虫害品种选育提供了新的技术途径。
例如，利用生物学控制的方法，通过引入具有杀虫活性的微生物、昆虫或其他生物，来控制农作物的害虫。
这种方法具有环境友好、可持续发展的特点，可以减少对化学农药的依赖。
此外，利用基因编辑技术，可以精确地修改农作物基因组中的有害基因，提高其抗病虫害能力。
综上所述，农作物抗病虫害品种选育的技术途径多种多样，每种方法都有其独特的优势和限制。
在选育抗病虫害品种时，应综合考虑各种技术途径的优缺点，结合实际情况选择合适的方法。
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一类特制
8
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。
一类特制
9
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
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。
一类特制
16
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。
（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。
第十一章 抗病虫育种一Fra bibliotek特制作物育种学Ⅰ
1
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
一类特制
2
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
一类特制
3
马铃薯晚疫病造成“爱尔兰饥馑”
100%
相 对 病 指
1 23 4 5 6 7 8 9
生理小种
垂直抗性示一类意特制图
21
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。
100%
相 对 病 指
1 23 4 5 6 7 生理小种
水平抗性示意图
一类特制
22
（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
一类特制
23
三、抗病虫性的机制
一类特制
19
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
一类特制
20
（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。
一类特制
12
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。
一类特制
13
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。
一类特制
14
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。
一类特制
17
（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）致病性的变异
小种毒性和侵袭力的变化以及小种组成的消 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。
一类特制
15
（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。
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。
一类特制
18
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。
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。
一类特制
4
一类特制
5
一类特制
6
一类特制
7
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。
一类特制
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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。
一类特制
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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。