医学专题一抗病育种的步骤和方法如下(精).docx

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1、抗病育种的步骤和方法如下：一、 抗源的选择广泛授集育种原始材料，从中筛选具有能抗某种或某几种，或抗某一病害的不同生理小种的亲本作为抗源，这是选育抗病品种的最为重要的物质基础。抗病基因的主要供体之一是作物的近缘野生植物，目前育成的各种作物的抗病品种，大都是将野生近缘植物的抗病基因（或其衍生种）导入新品种而育成的。一般说来，作物初生基因中心或多样性中心，即寄主、寄生物的共同发源地，寄主的抗病类型和病菌的毒性类型，往往最为复杂多样。例如美国在土耳其南部授集到一个小麦标本（编号PI178383），能抗条锈病4个生理小种，腥黑穗病的35个和矮腥黑穗病的10个生理小种。菲律宾国际水稻研究所在6723个原始

2、材料中筛选抗草丛矮缩病的抗源，结果从印度的一个野生稻（O. nivara）中找到了抗源。苏联在墨西哥野生棉种中找到了抗棉花黄萎病的抗源，并育成了抗病品种塔什干1号、3号。其次，选用抗源时，必须了解本地区本作物主要病害病菌类型及主要生理小种的组成、抗源的抗谱大小。如1963年因出现条中13、16号小种，使南大2419小麦失去抗性；1972年出现新小种条中18、19号，使阿勃、丰产3号小麦失去抗性。据研究，抗源的抗谱与抗性持久性有关系。例如抗条锈品种尤皮，抗10个小种，对1个小种感病，维持抗性18年；丰产3号对7个小种免疫，5个小种抗，2个小种感，维持抗性9年；北京8号对1个小种免疫，2个小种抗，

3、6个小种感病，维持抗性4年。选育抗病品种，利用野生近缘植物或古老的地方品种，往往会带来若干不易克服的缺点，所以一般以利用其衍生种作抗源比较好。例如，用“高加索”作为抗白粉病亲本，高加索的抗源来自德国品种牛朱特（牛朱特与无芒4号杂交，再与无芒1号回交育成高加索），而牛朱特的抗源来自黑麦，抗源也可用人工诱变方法自行创造。必须指出，抗源单一化，实质上就是品种单一化，容易使新品种失去抗性。因此必须广泛授集抗源。例如，日本从1932年就开始进行抗稻瘟病基因的分析研究工作。已鉴定出稻瘟病菌有T、C、N三个群共18个类型，并鉴定出14个抗病基因，其中只有pi-a和pi-i是日本的，其它12个基因都是从国外引

4、进的。如中国的“杜稻”、“荔枝红”（pi-k基因），美国的“辛尼斯”（pi-z），巴基斯坦的“塔杜康”（pi-ta、pi-ta1），印度的TKM-6（pi-zt），印尼的“金娜”（pi-b），马来西亚的“美丽克库宁”（pi-b）等。目前由于生理小种的变化，如中国的杜稻等具有pi-k，或pi-ta2等基因的抗病品种已失去抗性。因而如能累积对所有小种的抗病基因，则可以增强品种的抗病性。日本对水稻抗白叶枯的育种也十分重视。按日本病原菌的菌型和其相对的抗病品种，大致分为四个群和五个菌系（表1）。其中I型菌系群在日本全国都有分布，黄玉群对菌系I的抗性由一对显性基因Xa1所控制，而R. Emas群对菌型I

5、和II的抗性是由两对联锁的显性基因Xa1和Xa2控制的。不同抗病品种的抗病机制也是不相同的。品种群菌系群（型）所属主要品种金南凤群SSSSS金南凤，十石，朝日，幸风，日本晴，霜月等黄玉群RSSSR黄玉，全胜26，农林27，朝风，丰沃，大淀，滨风等R1 EmasRRSSRR. Emas，塔杜康，Te-Tep，nigeria5，NepVai早生爱国群RRRSR早生爱国3号，中新120，TKM-6，lead rice二、 育种材料的抗病性鉴定抗病性鉴定是育种工作基本环节之一。正确的鉴定，又是正确选择的重要依据。1、 抗病性鉴定的方式与方法鉴定抗病性最可靠的方法是直接测定植物的感病性。一般分为：（1）

6、田间鉴定和室内鉴定 田间鉴定容易受气候条件的干扰，有时结果不甚可靠。有些病害有时在自然情况下不发病，必须用人工方法，创造充分发病的条件，如喷水、遮荫、调节播种期和增加施肥量等，或送到经常发病的地区鉴定。 室内鉴定可以不受季节性限制，并便于控制使用各个小种和防止危险性病原菌的污染。但必须有调节温湿度和光照的设施。同时，有些病害，如麦类锈病，马铃薯晚疫病等，抗性常常显现在成株期，如果在温室内鉴定，占用面积较大，鉴定材料不可能很多，故室内鉴定适合于苗期鉴定。（2）成株期鉴定和苗期鉴定 某些病害成株期鉴定与苗期鉴定基本一致。有些病害如小麦锈病，有时苗期感病而在成株期抗病。成株期鉴定一般都在田间进行，最

7、好另设病圃。某些气传病害常发病地区，可种植诱发行，行内种植13个最感病品种的混合种子，每隔一定距离种一长行，与鉴定材料的行向垂直，并在鉴定材料中隔一定距离，种植抗病和感病对照品种，以便检验发病是否均匀，必要时计算相对病指。但为了保证充分发病并获得较为可靠的结果，应该进行人工接种鉴定。接种的方法有注射接种：在适当的生育期（条锈在拔节前后，秆锈在孕穗期）注射本地区的流行小种病孢子悬浮液，并调节环境条件，以利发病。注射接种可在诱发行（每隔1米）注射若干株，也可注射在鉴定材料茎秆上。分圃接种：对杂种后代材料一般采用混合菌种接种，如需要分小种接种，可采用分圃鉴定（1个小种一个圃），小种圃间隔约100米。

8、每个圃中的材料，种植一米长短行即可。喷雾接种：用孢子悬浮液喷洒整个小种圃，用塑料薄膜覆盖保湿，这样发病快，可防止小种间污染。苗期鉴定一般在温室内进行，在短时期内可获得大量材料的鉴定结果。苗期接种一般采用扫抹法，滑石粉稀释孢子撒接法等。其它接种方法因病害种类不同而异，如小麦赤霉病可用麦粒地表接种，腥黑穗病、线虫病可用孢子或虫瘿拌种接种。棉花枯黄萎病，可用肥料拌残毒物（菌种）沟施接种。水稻白叶枯病（伤口传染）可用剪叶或针刺的方法接种。还有些植物的病害，可用植株上摘下来的叶子接种。2、 病害指标和记载方法目前各种作物抗病性鉴定所用的指标大致有三项：即反应型、普遍率和严重率。（1）反应型 这是鉴定过敏

9、性坏死反应抗病性普遍采用的定性分级方法。它表现在植物保护反应的强度和孢子堆的大小方面，主要反应品种的垂直抗性。麦类锈病一般分为下列等级：“0” 免疫，不产生夏孢子堆，完全无症状；“0；”高抗，不产生夏孢子堆，但产生枯死病斑和失绿反应；“1” 抗，孢子堆小而少，常不破裂，周围有枯死反应；“2” 中抗，夏孢子堆小到中，周围有枯死或失绿反应，秆锈夏孢子堆常生长在绿岛中（周围有坏死环）；“3” 中感，夏孢子堆中等大小，周围无枯死反应，但有轻微失绿现象；“4” 高感，夏孢子堆大而多，周围无枯死反应，早期失绿现象不明显（秆锈夏孢子堆愈合）；“X” 混合型，夏孢子堆大小和反应变化不定，同一叶片上出现不同类型

10、的反应。对小麦赤霉病，也可用抗病性反应级。其标准是：1级 高抗，病害仅局限于接种小穗上，不扩展到穗轴上；2级 中抗，接种小穗发病后，病害可扩展到穗轴上，但不侵染到邻近小穗；3级 中感，病害侵染到穗轴和接种小穗邻近的小穗，但其侵染范围在穗长的1/2以内；4级 高感，病害侵染穗轴后，很快蔓延到全穗1/2以上或呈急性凋枯型。（2）普遍率 表示群体发病情况，用百分率表示，即病叶或病茎数占总体的百分比。一般采用目测估计，要求较精确的鉴定时，可随机取样调查。（3）严重度 指病叶或病秆上孢子堆数量的多少，或病斑占全叶面积的比例大小等，用分级方法表示。如秆锈病鉴定，分为8级即1、5、10、25、40、65、8

11、0、100。普遍率和严重度都是品种材料抗病性“量”的指标，在菌量和发病条件一致的情况下，也能反应品种间水平抗性的差异。为了便于比较，可把普遍率、严重率结合为一个指标，即病情指数。式中x0、x1、x2等表示各级病情频率，a0表示不发病，a1、a2表示各级病情等级。n为最高病级（一般4级），T为调查总数，即。此外，某些病害，如黑穗病，个体间感病程度没有差异，可用感病个体的百分数表示。白粉病抗性鉴定计算普遍率时，只要叶片上有病斑就算发病；计算严重度时按各级严重度百分率上限计算（如病斑占叶面积5以下，或610，即以5或10计算）。三、 育种实施抗病育种与一般育种相同，也可运用引种、系统选育、杂交回合和

12、诱变等方法，但也有比较特殊的地方。1、 选择育种用选择育种法选育抗病品种，必须在加强病原菌的选择压力下才有效果。简单地说，即在经常严重发病的地区或病害严重流行的年份，才有较好的选择效果。如江西省万年县在感病的小麦品种南大2419中，选出了较抗赤霉病的万年2号。抗枯萎病棉花品种57681等，也是用这种方法选育成的。2、 杂交育种近代抗病育种，仍然大都是针对专化性抗性进行的。如美国、加拿大等，以单基因（主效基因）抗锈育种为小麦杂交育种程序的基础。一般说来，专化性抗性大都为主基因控制的显性遗传，抗病对感病是显性。但也有某些亲本的抗病性是隐性遗传的。据日本研究，抗稻瘟病基因在杂交后代群体中有显性（50

13、）、不完全显性（25）及隐性（25）三种情况。所以F1感病，F2也可能分离出抗病植株。因此，在F1世代不能只凭抗病性淘汰。一般F2F4为集团种植，到F5进行株系选育，从F6开始进行抗性鉴定，直到育成新品种。但国际水稻研究所选育多抗性品种，以采用系谱选择法为主。积累抗病基因是抗病育种的主要方法。例如，日本在1936年用水稻品种银坊主与朝日杂交，育成了抗稻瘟病的农林8号；用上川和撰一杂交，育成抗叶稻瘟病的农林6号。1943年用农林6号和8号杂交，育成抗稻叶、穗瘟病的农林22号。此后又以农林22号与中京旭杂交，育成了山彦，其抗性与经济性状都有了进一步提高。此外，由于抗病亲本的抗性遗传性不同，如遗传传

14、递力有强弱，抗性基因对数也不同，以及病菌的变化等，杂交后代分离的情况比较复杂，而且抗病性往往与丰产性有矛盾，所以杂交规模与后代群体必须适当加大，才能培育出抗病良种。根据小麦抗锈育种的经验，在亲本选配上至少要有一个遗传传递力较强的抗锈亲本。其组合方式必须是抗锈与丰产相结合，并在杂交后代中注意选拔中间材料，加以改进利用。各代选择必须突出重点，抓住主要性状，进行严格的抗性与丰产性鉴定。3、 回交转育垂直抗性多数属简单遗传，可用回交转育法将抗病基因转入新品种中。例如：一个品种或品系主要性状优良，但不抗病，可用回交法转入抗病基因，保持原品种的其它优良性状。抗病性很好，但有其它不良性状，甚至有连锁的材料；

15、利用中间或属间杂交创造新抗源，可采用渗入回交法，把抗病基因导入新品种中，而排除其它不良性状的干扰。在回交法中，所用抗病亲本遗传性简单而且是显性的，效果较好。如果抗病性遗传基础复杂，回交代数增多，则抗病性会有减弱趋势。但回交法也有一定的缺点，它只能得到与轮回亲本相似的农艺性状，不易进一步提高，除增强转育的抗性外，也不能增强亲本以外的抗性。因此，一般回交12代后就要改用其它选择方法（图1）。亲本回交亲本杂交F1()回交（1次）B1F1回交2次选拔期望单株第一次回交B1F1(自交)选拔图1 X抗病基因转入母本品种示意内容总结（1）抗病育种的步骤和方法如下：抗源的选择广泛授集育种原始材料，从中筛选具有能抗某种或某几种，或抗某一病害的不同生理小种的亲本作为抗源，这是选育抗病品种的最为重要的物质基础（2）（2）成株期鉴定和苗期鉴定 某些病害成株期鉴定与苗期鉴定基本一致（3）注射接种可在诱发行（每隔1米）注射若干株，也可注射在鉴定材料茎秆上（4）病害指标和记载方法目前各种作物抗病性鉴定所用的指标大致有三项：即反应型、普遍率和严重率