植物抗病育种
植物的免疫机制和抗病性育种
保护环境：减 少农药使用， 降低环境污染， 保护生态环境。
提高作物抗逆性： 通过育种技术提 高作物对干旱、 高温、低温等不 良环境的适应能 力，提高作物产
量和品质。
促进农业可持续 发展：通过育种 技术提高作物抗 病性，促进农业 可持续发展，提
高农民收入。
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抗病基因工 程：利用基 因工程技术， 修改植物基 因，提高植 物抗病性
植物抗病性 诱导：通过 施用抗病剂、 生物防治等 方式，诱导 植物产生抗 病性
抗病品种选 育：选择抗 病品种，通 过杂交、自 交等方式培 育抗病品种
抗病基因：植物体内存在抗病基因，可以抵抗病原体的侵染 抗病基因的来源：可以通过基因工程、杂交等方式引入抗病基因 抗病基因的表达：抗病基因的表达受到多种因素的影响，如环境、植物生长阶段等 抗病基因的传递：抗病基因可以通过有性生殖和无性生殖的方式传递给后代
信号传递后， 防御基因表达 抗病物质与病 病物质作用后，
植物启动防御 后，植物产生 原体结合，抑 植物恢复正常
基因表达
抗病物质
制其生长和繁
生长状态
殖
植物抗病性育种
抗病性育种：通过选育具有抗病性 的植物品种，提高作物的抗病能力。
抗病性遗传：抗病性是由基因控制 的，可以通过遗传传递给后代。
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抗病性：植物对病原菌的抵抗能力， 包括抗侵染、抗病性和耐病性。
抗病性育种的目标：选育出具有抗 病性、高产、优质、抗逆性强的植 物品种。
传统育种方 法：选择抗 病品种，通 过杂交、自 交等方式培 育抗病品种
分子标记 辅助选择： 利用分子 标记技术， 筛选抗病 基因，提 高育种效 率
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。
植物抗病育种的方法与策略
植物抗病育种的方法与策略植物病害是在农业生产中常见的问题，会导致严重的经济损失和食品安全问题。
因此，植物抗病育种成为解决这一问题的关键因素之一。
本文将介绍植物抗病育种的方法和策略，帮助农民和农业科研人员掌握相关知识，提高抗病能力。
一、传统育种方法传统育种方法是植物抗病育种中常用的方法之一。
这种方法主要通过选育具有抗病性的品种来提高植物的抗病能力。
传统育种方法通常包括以下几个步骤：1. 选择抗病亲本：通过对大量植物种质资源进行筛选，选择具有抗病性的品种作为亲本，为后续杂交提供优良基因。
2. 杂交育种：选择抗病亲本进行杂交，并进行杂交后代的筛选和选择。
3. 抗病性鉴定：对杂交后代进行抗病性鉴定，筛选出具有较高抗病性的品种作为繁育材料。
4. 繁育和推广：将选育出的抗病品种进行繁育和推广，为农民提供抗病能力强的植物品种。
传统育种方法虽然有效，但其周期较长，效率相对较低。
为了提高育种的效率和准确性，近年来，逐渐出现了分子育种和基因编辑等新技术。
二、分子育种方法分子育种方法是在遗传学和分子生物学的基础上，利用分子标记辅助选择的育种方法。
通过识别与抗病相关的基因或分子标记，在短时间内有效选择具有抗病性的品种。
1. 基因定位：通过分子标记和遗传连锁图谱等手段，将与抗病性相关的基因定位在染色体上，确定其位置。
2. 功能解析：通过基因克隆和功能解析等分子生物学技术，研究抗病基因的功能和作用机制。
3. 分子标记辅助选择：利用分子标记进行抗病基因的筛选和选择，提高育种效率和准确性。
4. 基因组编辑：利用CRISPR/Cas9等基因组编辑技术，直接对植物基因进行编辑，增强或抑制抗病相关基因的表达，从而提高抗病能力。
分子育种方法具有高效、准确和可持续发展的特点，被广泛应用于植物抗病育种。
三、策略和创新除了上述育种方法，还可以采取一系列策略和创新来提高植物的抗病能力。
1. 多样性与遗传资源利用：充分利用植物的遗传多样性和种质资源，通过杂交和选择等手段，选育具有抗病性的品种。
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。
抗病育种的困难及原因
抗病育种的困难及原因抗病育种，这个听起来有点严肃的词，其实说白了就是希望通过育种来让植物变得更抗病。
不过，现实中啊，这可不是一件轻松的事情。
就像你想让自己的宠物狗学会听话，但它偏偏每天都要跟邻居的小猫打架，真是让人哭笑不得。
遗传因素就是一个大麻烦。
植物的基因就像人类的脾气，各有各的特点，有些特别顽固，想要让它们变得抗病可不是说变就变的。
这就好比你想教一个懒汉跑步，哎，真是难上加难。
研究人员们得不断尝试各种组合，有时候就像拼图，拼了一晚上，结果发现缺了一块，心里那个急啊。
再说了，环境也是个大角色。
植物可不喜欢住在不舒坦的地方，就像我们都喜欢舒适的沙发。
土壤、气候、水分，这些可都是决定植物健康的关键因素。
育种的结果就像买彩票，运气好，中奖；运气不好，哎，白忙活一场。
更有甚者，某些植物抗病能力强，但却特别挑环境，养得好好，结果一来大雨，就全部挂掉，这真是让人心痛得不行。
然后，还有那些害虫和病菌，它们简直是植物界的“黑帮”，总是盯着弱小的植物出手。
就算你育种成功，植物也难免受到这些“坏蛋”的侵扰。
你想想，就好像你家院子里的草坪，刚种下去，结果一夜之间就被小虫子啃得稀巴烂，心里那个气啊！这就要求育种者不仅要关注植物本身的抗病能力，还得考虑外部的“坏蛋”影响。
真是要开个植物防卫大会一样，大家一起研究怎么打击这些小坏蛋。
再来就是经济因素。
育种可不是个小投入的事，钱花得多了，还不一定有回报。
很多时候，育种者需要面对的是巨额的研发成本和不确定的市场反馈。
你想想，搞了一年，结果植物上市反响平平，心里那叫一个失落，简直像过年没收到红包。
市场需求也是个大考验，有时候大家喜欢的和你研究的完全不搭边，这简直是天上掉下来的黑天鹅，让你一头雾水。
抗病育种就像走一条充满荆棘的路，每一步都得小心翼翼。
你可能今天兴高采烈，结果明天就收到打击，搞得心情跌到谷底。
很多研究者为了这一目标，真的是拼尽全力。
就像种西瓜，盼着大丰收，结果又遇到干旱，眼睁睁看着心血付之东流，真是让人无奈又心酸。
抗病育种PPT课件
生理小种不是遗传单位，只是特定基因 的表现型。
生理小种从形态上很难区别，一般是用 一套抗病能力不同的鉴别寄主(或叫甄别 品种)来区别。
一个生理小种的消长，取决于感染这一 小种的品种，即所谓“哺育品种”在生 产上的消长情况。
(二)致病性及其遗传变异
病原物的致病性是一种遗传属性，也可经常发 生变异，变异的途径有：有性杂交、无性重组 (如异核现象、准性生殖)、突变和适应。变异 会产生新的致病类型，适应是病原物与寄主协 同发展的结果。
(一)抗病性的概念 植物的抗病性是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。
从广义上讲，某一作物不感染或不发生某一病 害，或虽然发生但程度相对较轻，或产量损失 较小，都可以叫做抗病。从狭义上讲，只有当 作物遭到病害侵袭后，能够产生抗扩展、抗侵 入、或抗再侵染作用的才能叫做抗病。植物的 抗病性可以划分为以下等级：
（3）连锁 在对高级寄生生物的抗病性中，由 于抗性基因较多，连锁现象比较常见，如亚麻 抗锈病基因N和P位于同一染色体上，其遗传 距离大约为26个交换单位。
2．水平抗病性的遗传 水平抗病性属数量性状 遗传。
在兼性寄生物所致的病害中，抗性遗传多以微 效基因遗传为主。
3．细胞质遗传
第三节 抗病育种的方法和程序
(4)结构蛋白，这种蛋白质在凝胶和侵填体的形成过程 以及并置到细胞壁上的物质的结合过程中也可能是相 当重要的。与结构蛋白一起形成的木质素复合物和与 碳水化合物一起形成的木质素复合物相比，对酸解有 很好的抵抗作用。
(5)木质素(lignin)和酚酸化合物，木质素是一种主要由 羟基肉桂酸醇游离基团的凝聚作用所形成的酚类聚合 物。木质素和肉桂酸引起了可以抵御疾病的细胞壁变 态。如抗病品种局部损伤和其周围以及在线虫旁边形 成的坏死细胞刺激了细胞壁的木质化作用，而感病品 种则没有这种功能。
植物的免疫机制和抗病性育种
番茄抗青枯病育种
01
番茄青枯病是一种由细菌引起 的病害，对番茄生产造成极大 危害。
02
通过筛选具有抗病基因的番茄 品种，结合分子生物学技术和 遗传育种手段，可以培育出抗 青枯病的番茄新品种。
03
目前已经成功培育出多个抗青 枯病的番茄品种，并在生产上 得到了推广应用。
其他作物抗病性育种进展
1
除了水稻、小麦和番茄外，其他作物如玉米、马 铃薯、棉花等也开展了抗病性育种工作。
。
细胞壁加固
植保素是植物在受到病原体攻击时合成的一 类小分子化合物，具有抗菌、抗病毒等作用 。
病程相关蛋白的表达
病程相关蛋白是植物在受到病原体攻击时表 达的一类蛋白，参与植物的防御反应。
02
抗病性育种原理与方法
抗病性育种目标与策略
抗病性育种目标
培育出具有广谱、持久抗性的新品种 ，降低病害对农作物的危害，提高农 作物产量和品质。
抗病性与产量、品质的平衡
在提高植物抗病性的同时，如何保持或提高植物的产量和 品质是一个需要解决的问题。
抗病基因的挖掘与利用
目前已知的抗病基因数量有限，且不同植物间的抗病基因 存在较大差异，如何有效挖掘和利用抗病基因是抗病性育 种的关键。
新型抗病性育种技术发展
基因编辑技术
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技 术，可以精准地对植物基因组进 行编辑，为抗病性育种提供新的 手段。
后天免疫
植物在受到病原体攻击后，通过识别 病原体并激活特定的防御反应来抵抗 病害。
免疫信号传导途径
病原体相关分子模式（ PAMP）触发免疫
植物通过识别病原体表面的特定分子模式， 激活免疫信号传导途径，引发防御反应。
效应子触发免疫
植物抗病与育种的新技术和方法
植物抗病与育种的新技术和方法植物作为人类的重要食物来源和生态保护的重要组成部分，其抗病能力和生长发育水平对人类健康和环境质量具有重要影响。
然而，由于现代农业生产对高产和高抗性的要求，植物常常在繁殖和生长的过程中受到各种病害的侵袭，对它们的产量和品质造成了很大的影响，甚至对农作物的生产稳定性和市场供求关系产生了严重的挑战。
为了改善这种情况，科学家们在植物育种和生物学技术方面进行了大量研究，开发了一系列新的抗病和育种技术和方法。
植物抗病的新技术1. 基因编辑技术基因编辑是一种新兴的技术，可以直接修改植物的基因，以改变它们的性状和抗病能力。
该技术通过敲除或替换某些基因，可以使植物更加抗病，能够克服一些疾病带来的负面影响。
例如，利用基因编辑技术创造的抗病玉米品种，能够在自然环境中免受玉米叶斑病的侵害，并且产量高达25%。
2. 基因组学和表观遗传学技术植物基因组学和表观遗传学技术能够识别和解析植物基因组中与抗病性、植物生长和发育相关的基因和路径，为植物育种和抗病治理提供了重要的基础数据。
例如，科学家们利用基因组学技术，在水稻中发现了一个关键的基因——OsCCD7，该基因可以影响水稻生长和抗病能力，因此将该基因向水稻中移植，可以大大增加水稻的产量及其对病原菌的抗性。
3. 寄生菌菌丝翻译阻断技术寄生性宿主关系是很多植物病原性菌和寄生性真菌的一种常见现象。
利用寄生菌菌丝翻译阻断技术，可以把寄生菌进入宿主的能力降到最低，从而避免植物受到病害的威胁。
这项技术已经应用于土壤传播的真菌病，如番茄科蔷薇花粉螨病和玉米秸秆腐朽病等，取得了很好的成果。
植物育种的新方法1. 精选育种精选育种是通过筛选和选择具有相对稳定的抗性特征的优质植株进行交配和配对，以产生更抗病的新品种。
现代育种中广泛应用的最先进的精选育种技术是分子标记辅助选择（MAS），MAS法利用分子标记技术和计算机技术，对植物的遗传结构进行全面分析和评估，以确定哪些候选品种具有相关的抗病和生长特征，从而选择出最适合培育的植株。
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植物抗病育种
一．名词解释
●多系品种P204
●轮回亲本P81
●非轮回亲本P81
●毒粒P189
●生理小种P190
生理小种：—种病原菌中，分化出对某一品种的专化致病性有明显差异的不同类型，按病原菌致病
性划分出的类型称生理小种。
●聚合品种（库）
聚合杂交：通过一系列杂交将几个亲本的优良基因聚合于一起；
●杂种优势P146
●侵袭力P189
●回交、选择育种（库）
两个品种杂交后，子一代与其亲本之一再进行杂交，称为回交。
采用一次或多次回交的育种方法，称为回交育种
选择育种是利用作物品种的自然变异，通过选择而育成新品种的育种方法
●主（微）效基因抗病性
1、主效基因抗病性(major gene resistance) ：由单个或少数几个主效基因控制，按孟德尔
法则遗传，抗病性表现为质量性状；
2、微效基因抗病性(minor gene resistance)，由多数微效基因控制，抗病性表现为数量性
状。
●水平、垂直抗性P192
二．判断题
三．简答题
1.抗病育种的一般原则以及目的
2.抗病性机制
答：①避病，感病品种因某些原因没有受到病原菌的侵染而未发病。
（1分）②抗侵入，寄主凭借原有的和诱发的障碍阻止病原菌的侵入或侵入后建立寄主关系。
（2分）
③抗扩展，病原菌侵入寄主后，遇到寄主的抑制而难以扩展。
（1分）
④耐病，当寄主被病原菌侵染并发生了典型的症状，但受害程度较轻。
（1分）
3.远缘杂交不亲和的原因
4.垂直抗病性丧失的原因
答：一个垂直抗性品种抗性丧失的原因主要有：
（1）生理小种发生改变
（2）植物的垂直抗病性丧失。
解决对策：
（1）培育多系品种
（2）培育水平抗性品种
（3）培育永久抗性品种
（4）品种的合理布局
5.系谱法：杂种后代处理
6.轮回选择步骤
7.抗病育种杂交亲本的选择
8.抗病育种引种
（1）根据生态条件相近和气候相似的理论进行引种，掌握引种规律（2分）（2 加强对引种材料的检疫（3）加强对引种材料选择、鉴定（4）坚持引种试验
9.抗病（虫）育种特点及作用
四．简述题
1.抗病性鉴定方法
大豆：疫霉病
玉米：大斑病
水稻：稻瘟病
答：
A.水稻稻瘟病是一种世界性的真菌病害，被列为水稻三大病害之首。
水稻稻瘟病具有传播快、发生范围广、流行频率高、灾变严重等特点。
稻瘟病原菌（图6-1）为稻梨孢菌（Pyricularic oryzae），无性世代：Pyrcularia grisea Sacc.，半知菌亚门梨孢属。
有性世代：Magnaporthe grisea Barr Yaegash，子囊菌亚门。
稻瘟病的抗性鉴定方法可分自然诱发鉴定和人工接种鉴定两种。
其中人工接种鉴定根据菌株的接种方式不同，又可分为：
①抗谱测定，即多个菌株单个接种；
②多个菌株混合接种。
自然诱发鉴定适于苗瘟、叶瘟穗、颈瘟和枝梗瘟鉴定，人工接种鉴一般适于对苗瘟和叶瘟的鉴定。
一般来说，苗瘟与穗瘟有极显著正相关，因而抗瘟性鉴定常采用苗期人工接种鉴定。
但人工接种鉴定时，一般应用多个种群代表小种的混合菌种，以增加鉴定准确性和普遍性。
B. 玉米大斑病（Helminthosporium turcicum）在中国分布广泛，主要发生在气候较凉爽的玉米种植区，是东北玉米主要病害之一，发生严重。
大斑病菌主要侵染玉米叶片、苞叶和叶鞘。
病害主要发生在玉米抽雄以后，下部叶片首先发病并迅速向上部叶片扩展。
病原菌为大斑突脐孢菌Exserohilum turcicum (Pass.) Leonard et Suggs 。
有性态：大斑刚毛球腔菌Setosphaeria turcica (Luttrell) Leonardet Suggs。
玉米抗病性鉴定程序主要包括主要生理小种病原菌的准备，接种时期的选择，最佳的接种方法、抗病性鉴定圃的设立、田间调查观察与记载等步骤和内容。
鉴定玉米育种材料抗大斑病的方法有自然诱发鉴定，大田诱发鉴定和人工接种鉴定。
但以人工接种鉴定较为可靠。
C. 稻瘟病又称稻热病、火烧瘟、叩头瘟。
分布在全国各稻区，主要为害叶片、茎秆、穗
部。
因为害时期、部位不同分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟、谷粒瘟。
苗瘟发生于三叶前，由种子带菌所致。
病苗基部灰黑，上部变褐，卷缩而死，湿度较大时病部产生大量灰黑色霉层，即病原菌分生孢子梗和分生孢子。
鉴定方法：1.人工接种鉴定 2.田间抗性鉴定常用人工（喷雾）接种的方法鉴定稻瘟病品种的抗病性
2.抗病品种选育、繁殖、推广的注意事项
答：1）尽快改变抗源单一化和品种单一化的局面。
加快推广利用不同的高效抗病基因，逐步实现抗病基因和抗病品种的合理布局，以减缓优势毒性菌系的繁殖速率，减少越夏菌源和外来菌源，尽量减少病害流行造成的损失。
（2）注重多个高效基因的累加及多系品种的培育。
进行抗白粉病基因累加应是培育持久抗性品种的一条有效途径，实践证明，单基因控制的抗性极易丢失，由多个基因控制的抗性一般较为稳定持久。
借助分子标记等新技术，培育抗谱上互补性较强的多系品种应用于大田，也可大大控制新的优势小种在某一地区的流行及扩展。
（3）加强低感和慢粉抗性品种的利用对抗病品种的推广应用，应注意不要一味追求免疫、高抗品种，低感。
慢粉和耐病品种也值得推广利用。
据段双科等（1999）在陕西八年的观察研究，认为淮阴894、阿勃等属低感、慢粉品种，具有非小种专化抗性的特征，抗病性持久稳定。
从病菌---寄主群体互作的观点出发，慢粉抗性趋于稳定化选择的方向。
因此可保持自然界病菌群体相对稳定，从而延长品种的抗性寿命。
（4）进一步挖掘抗性较好的地方品种和农家品种,及其近缘种属所含有效抗病基因。
借助现代生物技术新手段将它们导入生产品种中，从而拓宽小麦抗源，培育更加持久而又稳定的抗性品种。