医学专题—抗病虫育种16291.ppt

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1、第十二章第十二章 抗病虫育种抗病虫育种(y zhng)第一页，共三十四页。马铃薯晚疫病马铃薯晚疫病马铃薯晚疫病马铃薯晚疫病小麦小麦小麦小麦(xiomi)(xiomi)条锈病条锈病条锈病条锈病第二页，共三十四页。一一 抗病虫育种的意义抗病虫育种的意义(yy)(yy)与作用与作用1 1 抗病性、抗虫性的概念抗病性、抗虫性的概念（1 1）抗病性抗病性：农作物某品种对某种病害不感染：农作物某品种对某种病害不感染或感染程度较轻，生长发育和农艺性状受害或感染程度较轻，生长发育和农艺性状受害(shu(shu hi)hi)较小，可称具有抗病性。较小，可称具有抗病性。第三页，共三十四页。（2 2）抗虫性抗虫性：

2、指寄主植物所具有的能抵御或减：指寄主植物所具有的能抵御或减轻某些害虫轻某些害虫(hichng)(hichng)的侵袭或危害的能力。的侵袭或危害的能力。抗抗抗抗虫虫虫虫玉玉玉玉米米米米(y y mm)抗抗抗抗虫虫虫虫向向向向日日日日葵葵葵葵第四页，共三十四页。2 抗病抗病虫育种的意义与作用虫育种的意义与作用(zuyng)(zuyng)（1）抗病抗病虫育种是防治作物病虫害的主要虫育种是防治作物病虫害的主要方法。方法。（2 2）比其他防治病害的方法经济有效、简单易）比其他防治病害的方法经济有效、简单易行、效果稳定，而且也没有药剂引起的公害。行、效果稳定，而且也没有药剂引起的公害。第五页，共三十四页。

3、目目前前，抗病育种的主要对象抗病育种的主要对象是流行性强是流行性强的气传病害的气传病害，如小麦条锈病如小麦条锈病、白、白粉病粉病，水稻水稻稻瘟病、稻瘟病、白叶枯白叶枯病病，玉米大小玉米大小(dxio)(dxio)斑病等斑病等；顽固的土传病顽固的土传病害，害，如小麦赤霉病、根腐病、如小麦赤霉病、根腐病、全蚀病全蚀病，棉花棉花枯枯、黄萎病、黄萎病、玉米丝黑穗病玉米丝黑穗病，以及用其它方法很难防治的病害以及用其它方法很难防治的病害，如小麦红、如小麦红、黄矮病黄矮病，马铃薯各种病毒病等。马铃薯各种病毒病等。第六页，共三十四页。小麦小麦小麦小麦(xiomi)(xiomi)根腐病根腐病根腐病根腐病小麦小麦

4、小麦小麦(xiomi)(xiomi)白粉病白粉病白粉病白粉病第七页，共三十四页。水稻水稻水稻水稻(shudo)(shudo)稻瘟病稻瘟病稻瘟病稻瘟病水稻水稻水稻水稻(shudo)(shudo)白叶枯病白叶枯病白叶枯病白叶枯病第八页，共三十四页。3 抗病虫育种的特点抗病虫育种的特点 抗病虫育种不仅与作物抗病虫育种不仅与作物本身的遗传特性本身的遗传特性有关，而且与有关，而且与寄生物或有害生物的遗传寄生物或有害生物的遗传，作，作物与寄生物之间的物与寄生物之间的相互作用相互作用以及两者以及两者对环境对环境的敏感性的敏感性等有关。等有关。寄主植物和寄生物之间具有寄主植物和寄生物之间具有协同协同(xitn

5、g)进进化化的关系。的关系。第九页，共三十四页。作物作物(zuw)环境环境(hunjng)病原病原(bngyun)物物作物、病原物及环境之间的关系作物、病原物及环境之间的关系作物、病原物及环境之间的关系作物、病原物及环境之间的关系第十页，共三十四页。4 基因对基因学说基因对基因学说 针对寄主方面每一个垂直针对寄主方面每一个垂直(chuzh)(chuzh)抗病基因，抗病基因，在病原菌方面或迟或早也会出现一个相对应的在病原菌方面或迟或早也会出现一个相对应的毒性基因；毒性基因；毒性基因只能克服其相应的抗性毒性基因只能克服其相应的抗性基因，而产生毒性（致病）效应；在寄主基因，而产生毒性（致病）效应；在

6、寄主寄寄生物体系中，任何一方的每个基因都只有在另生物体系中，任何一方的每个基因都只有在另一方相应基因的作用下，才能被鉴定出来。一方相应基因的作用下，才能被鉴定出来。第十一页，共三十四页。二二 作物抗病虫性的类别作物抗病虫性的类别(libi)与机制与机制1 1 病原菌致病性及其变异病原菌致病性及其变异(1)(1)致病性：致病性：a a 毒性毒性（virulence）：指的是病原菌能克服某：指的是病原菌能克服某一专化抗性基因而侵染该品种的特殊能力，是一专化抗性基因而侵染该品种的特殊能力，是一种质量性状，又称为专化性致病性。一种质量性状，又称为专化性致病性。b b 侵袭力侵袭力(aggressive

7、nese)：指在能够侵染寄主的：指在能够侵染寄主的前提下，病原菌在寄生生活前提下，病原菌在寄生生活(shnghu)(shnghu)中的生长繁中的生长繁殖速率和强度，是一种数量性状，又称非专化殖速率和强度，是一种数量性状，又称非专化性致病性。性致病性。第十二页，共三十四页。(2)(2)生理小种生理小种(physiological race)：同一病原菌可：同一病原菌可以分化成许多类型，不同类型之间对某一品种以分化成许多类型，不同类型之间对某一品种的专化致病性有明显差异，这种根据病原菌致的专化致病性有明显差异，这种根据病原菌致病性差别病性差别(chbi)(chbi)划分出的类型，就是生理小种。划分

8、出的类型，就是生理小种。第十三页，共三十四页。（3 3）致病性的遗传）致病性的遗传 毒性毒性(d xn)(d xn)：单基因隐性遗传：单基因隐性遗传 侵袭力：可能是多基因遗传侵袭力：可能是多基因遗传第十四页，共三十四页。（4）致病性的变异）致病性的变异a a 突变突变：真菌和病毒中已发现不少新的毒性基因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 b 有性杂交有性杂交：病原真菌小种间、变种：病原真菌小种间、变种(binzhng)(binzhng)间和间和种间杂交后基因发生重组。种间杂交后基因发生重组。c c 体细胞重组体细胞重组 异核现象和拟性重组异核现象和拟性重组d d 适应性变

9、异适应性变异第十五页，共三十四页。2 作物作物(zuw)抗病抗病虫虫性的性的类别类别（1 1）按抗病虫性分类）按抗病虫性分类 免疫免疫：某寄主作物群体在任何已知的条件下，从不：某寄主作物群体在任何已知的条件下，从不 受某种特定病原菌浸染受某种特定病原菌浸染(jnrn)(jnrn)危害或某种特定害虫危害或某种特定害虫 取食危害特性。取食危害特性。高抗高抗：寄主作物群体受病菌危害很小的特性。：寄主作物群体受病菌危害很小的特性。中抗中抗：受病菌危害程度低于该种作物受害平均值。：受病菌危害程度低于该种作物受害平均值。中感中感：危害程度等于或大于该种作物受害平均值。：危害程度等于或大于该种作物受害平均值

10、。高感高感：远远高于受害平均值的特性。：远远高于受害平均值的特性。第十六页，共三十四页。2 2 按寄主按寄主病原菌的专化性有无分类病原菌的专化性有无分类(1)(1)垂直抗病性垂直抗病性(vertical resistance)寄主对某些病菌生理小种具有免疫或高抗寄主对某些病菌生理小种具有免疫或高抗，而对另一些生理小种则高度感染而对另一些生理小种则高度感染。如果把具有这种抗病性的品种对某一病原如果把具有这种抗病性的品种对某一病原菌菌不同生理小种的抗性反应画成柱形图时不同生理小种的抗性反应画成柱形图时，可可以看到各柱顶端高低相差悬殊以看到各柱顶端高低相差悬殊，所以所以(suy)(suy)称作称作垂

11、垂直直抗性抗性。第十七页，共三十四页。(2)(2)水平抗病性水平抗病性(horizontal resistance)寄主品种对寄主品种对所有所有小种的反应小种的反应是一致的，对是一致的，对病原病原(bngyun)(bngyun)物物不同小种不同小种没有没有特异反应或专化反特异反应或专化反应。应。若把具有这种抗性的品种对某一病原物不若把具有这种抗性的品种对某一病原物不同小种的抗性反应画成一柱形图时同小种的抗性反应画成一柱形图时，可看到各可看到各柱顶端相差无几柱顶端相差无几，所以叫做水平抗性所以叫做水平抗性 。第十八页，共三十四页。相相对对(xingdu)病病指指（感感病病性性）垂直垂直垂直垂直(

12、chuzh)(chuzh)抗病性示意图抗病性示意图抗病性示意图抗病性示意图水平水平水平水平(shupng)(shupng)抗病性示意抗病性示意抗病性示意抗病性示意图图图图相相对对病病指指（感感病病性性）生理小种生理小种生理小种生理小种生理小种生理小种生理小种生理小种第十九页，共三十四页。3 抗病虫性机制抗病虫性机制(jzh)（1）抗病性机制）抗病性机制 抗侵入抗侵入：当病原菌侵入寄主前后，寄主可以凭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，阻止病原菌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。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

13、内建立寄生关系后，病原菌侵入寄主体内建立寄生关系后，仍会遇到寄主某些仍会遇到寄主某些(mu xi)组织结构、生理生化特组织结构、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。过敏性坏死反应过敏性坏死反应 第二十页，共三十四页。避病避病：感病的寄主品种在一定条件感病的寄主品种在一定条件(tiojin)下避开病下避开病原菌的侵染而未发病的现象称为避病。原菌的侵染而未发病的现象称为避病。包括时间避病和空间避病。包括时间避病和空间避病。耐病耐病：当某一寄主品种被病原菌侵染，其发病程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、籽粒饱满度及其他度与感病品种相当，

14、产量、籽粒饱满度及其他农艺性状等不受损害或影响较小。农艺性状等不受损害或影响较小。第二十一页，共三十四页。（2 2）抗虫性机制抗虫性机制 a a 不选择性不选择性：某些作物品种本身具有某些形态和生理等特征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、拒产卵和拒特性，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。栖息等特性。b b 抗生性抗生性：某些寄主作物体内含有毒素或抑制剂，或缺乏昆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，致使取食后，其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

15、，或发育和繁殖受到有害影响的特性。幼龄若虫或幼虫死亡，或发育和繁殖受到有害影响的特性。c c 耐害性耐害性：有些作物品种遭受虫害后，仍能正常生长发育，有些作物品种遭受虫害后，仍能正常生长发育，在个体或群体水平上均表现出一定的再生或补偿在个体或群体水平上均表现出一定的再生或补偿(bchng)(bchng)能能力，不致大幅度减产的特性。力，不致大幅度减产的特性。第二十二页，共三十四页。三三 抗病虫性的遗传抗病虫性的遗传(ychun)1 1 主效基因主效基因(jyn)(jyn)遗传遗传（1 1）基因的显隐性：在一般情况下，抗病虫性）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。为显性，

16、感病虫性为隐性。（2 2）复等位性：抗性基因常有复等位性，每个）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类型效等位基因或抗不同生理小种或具有不同类型效应。应。比如，有的是完全抗病，有的是中度抗病。比如，有的是完全抗病，有的是中度抗病。第二十三页，共三十四页。（3 3）不同抗病基因）不同抗病基因(jyn)(jyn)间连锁和互作：间连锁和互作：同一病害不同抗性基因间的连锁或不同同一病害不同抗性基因间的连锁或不同病害抗性基因间的连锁都有利于培育多抗和病害抗性基因间的连锁都有利于培育多抗和兼抗品种。兼抗品种。第二十四页，共三十四页。2 2 微效多基因遗传微效多基因遗传 作

17、物的水平抗性或中等程度作物的水平抗性或中等程度(chngd)(chngd)抗性多为抗性多为多基因控制的数量性状，属于微效多基因遗传。多基因控制的数量性状，属于微效多基因遗传。F2F2的抗性分离呈连续的正态分布或偏正态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，其抗性程度易受环分布，有明显的超亲现象，其抗性程度易受环境条件的影响。境条件的影响。第二十五页，共三十四页。3 3 细胞质遗传细胞质遗传 又称非染色体遗传，即控制抗性的遗传物又称非染色体遗传，即控制抗性的遗传物质涉及细胞质中的质体和线粒体，与染色体无质涉及细胞质中的质体和线粒体，与染色体无关。关。特点：正、反交表现不一样特点

18、：正、反交表现不一样(yyng)(yyng)，抗性表现为母，抗性表现为母本遗本遗 传；抗、感亲本杂交后代自交或与亲本回传；抗、感亲本杂交后代自交或与亲本回 交，抗性不发生分离。交，抗性不发生分离。第二十六页，共三十四页。四四 抗病抗病虫性虫性鉴定鉴定(jindng)(jindng)1 1 田间鉴定田间鉴定 (1)(1)抗病性的抗病性的田间鉴定田间鉴定 一般在专设病圃中进行。病圃中要均匀一般在专设病圃中进行。病圃中要均匀地种植感病材料做诱发地种植感病材料做诱发(yuf)(yuf)行。行。田间抗病性鉴定依据的指标既有田间抗病性鉴定依据的指标既有定性的定性的，也有也有定量的定量的。如根据病菌侵染点及

19、周围枯死如根据病菌侵染点及周围枯死反应的有无或强弱、病斑大小、色泽等分为反应的有无或强弱、病斑大小、色泽等分为免疫、高抗、中抗和高感等级别；或根据病免疫、高抗、中抗和高感等级别；或根据病株率、病叶率、严重度和病情指数等区分抗株率、病叶率、严重度和病情指数等区分抗病性差异。病性差异。第二十七页，共三十四页。(2)(2)抗抗虫性的虫性的田间鉴定田间鉴定 a a 测试材料中，套种感虫品种测试材料中，套种感虫品种 b b 种植诱虫田，利用引诱作物或诱虫剂把害虫种植诱虫田，利用引诱作物或诱虫剂把害虫 引进材料田引进材料田 c c 用特殊的杀虫剂控制其他害虫或天敌，而不用特殊的杀虫剂控制其他害虫或天敌，而

20、不 杀害测试昆虫，以维持适当杀害测试昆虫，以维持适当(shdng)(shdng)的害虫群体。的害虫群体。第二十八页，共三十四页。2 室内室内(sh ni)鉴定鉴定(1)(1)抗病性的室内鉴定抗病性的室内鉴定 a a 温室鉴定时：必须进行人工接种。温室鉴定时：必须进行人工接种。b b 离体鉴定离体鉴定 c c 利用利用(lyng)(lyng)组织培养和原生质体培养等法鉴组织培养和原生质体培养等法鉴定定第二十九页，共三十四页。(2)(2)抗抗虫性的室内鉴定虫性的室内鉴定 由于一些害虫在田间不一定年年能达到由于一些害虫在田间不一定年年能达到或保持最适密度，而且同种昆虫的不同生物或保持最适密度，而且同

21、种昆虫的不同生物型在田间分布没有型在田间分布没有(mi yu)(mi yu)规律，因此为了使鉴规律，因此为了使鉴定工作准确，除田间鉴定外必须进行室内鉴定工作准确，除田间鉴定外必须进行室内鉴定。定。第三十页，共三十四页。五五 抗病虫品种抗病虫品种(pnzhng)的选育的选育1 1 抗源的搜集抗源的搜集（1 1）普通育种群体）普通育种群体（2 2）栽培品种间的不同）栽培品种间的不同(b tn)(b tn)反应型反应型（3 3）近缘野生种、属材料）近缘野生种、属材料 抗源的收集一般先从本地区、本国开始，抗源的收集一般先从本地区、本国开始，或者去植物与病原菌和害虫的共同原产地及病或者去植物与病原菌和害

22、虫的共同原产地及病虫害常发地区去搜集，也可到抗病虫育种工作虫害常发地区去搜集，也可到抗病虫育种工作基础较好的国家或地区去搜集。基础较好的国家或地区去搜集。第三十一页，共三十四页。2 2 选育抗病虫品种的方法选育抗病虫品种的方法（1 1）引种：简易有效的育种方法。）引种：简易有效的育种方法。从外地或外国引进若干优良的品种，在本从外地或外国引进若干优良的品种，在本地区多点试种至少地区多点试种至少2 2年，确认其产量、品质与年，确认其产量、品质与当前推广当前推广(tugung)(tugung)品种相当，而抗病虫性优于当品种相当，而抗病虫性优于当地品种时，即可以在生产上直接利用。地品种时，即可以在生产

23、上直接利用。第三十二页，共三十四页。（2 2）选择）选择(xunz)(xunz)育种法育种法（3 3）杂交育种法）杂交育种法（4 4）回交育种法）回交育种法（5 5）远缘杂交）远缘杂交（6 6）诱变育种）诱变育种（7 7）生物技术）生物技术（8 8）多系品种）多系品种（9 9）轮回选择及双列选择交配法）轮回选择及双列选择交配法声明：本章声明：本章(bn zhn)所有图片均源于网所有图片均源于网络络第三十三页，共三十四页。内容(nirng)总结第十二章 抗病虫育种(y zhng)。b 有性杂交：病原真菌小种间、变种间和种间杂交后基因发生重组。受某种特定病原菌浸染危害或某种特定害虫。包括时间避病和空间避病。（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类型效应。特点：正、反交表现不一样，抗性表现为母本遗。（9）轮回选择及双列选择交配法。声明：本章所有图片均源于网络第三十四页，共三十四页。