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《抗病育种》PPT课件.ppt

花匠小妙招
2024-11-07 00:34

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1、第十一章第十一章抗病虫育种抗病虫育种本章重点：本章重点：作物抗病虫性的类别；抗病虫性的遗传；抗病虫品种的选育方法与利用策略。讲授内容：讲授内容：一、抗病虫育种的意义与特点二、作物抗病虫性的类别与机制三、抗病虫性的遗传与鉴定四、抗病虫品种的选育及利用一、抗病虫育种的意义和特点一、抗病虫育种的意义和特点（一）抗病性、抗虫性的概念（一）抗病性、抗虫性的概念1 1、作物的抗病性、作物的抗病性植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展，减轻发病和损失程度的一类特性。2、作物的抗虫性：、作物的抗虫性：植物具有抵御或减轻某些害虫侵袭或危害的能力。（二）抗病虫育种意义与作用（二）抗病虫育种意义与作用作物不同品种对

2、同一种病害或虫害具有不同的抗性。这种抗性可以遗传并在作物上表现出来。通过一定的通过一定的技术技术，培育既丰产、优质，又具，培育既丰产、优质，又具有抗性的品种的有抗性的品种的过程过程称为抗性（病、虫）育种。称为抗性（病、虫）育种。换言之，就是通过遗传改良以增强品种的抗性。换言之，就是通过遗传改良以增强品种的抗性。与其它防治措施相比，选育和利用抗性品种与其它防治措施相比，选育和利用抗性品种是一项经济有效的措施，而且有利于生态环境保是一项经济有效的措施，而且有利于生态环境保护。一些重大病害如小麦锈病、麦类白粉病、小护。一些重大病害如小麦锈病、麦类白粉病、小麦赤霉病、马铃薯晚疫病等基本上都是采取以应麦

3、赤霉病、马铃薯晚疫病等基本上都是采取以应用抗病品种为主或为基础的综合防治措施才得以用抗病品种为主或为基础的综合防治措施才得以控制的。控制的。对于气传病害，如小麦锈病、稻瘟病、玉米大小斑病等，这类病害发生面积大，重复侵染次数频繁，通过空气传播，化学药剂难以全面防治。推广抗病品种是最有效的防治方法。对于土传病害，如棉花枯、黄萎病及其他土传病害，由于对土地进行全面消毒处理是不现实的，推广抗病品种同样重要。病毒病和其他尚无药剂防治的病害，只能靠利用抗病品种来防治，选育和利用抗病品种显得更重要。（三）抗病虫育种的特点（三）抗病虫育种的特点1、抗病虫育种可以综合运用各项育种技术。、抗病虫育种可以综合运用各

4、项育种技术。2、与其它育种目标相比，抗病虫育种更复杂。品种是否、与其它育种目标相比，抗病虫育种更复杂。品种是否表现抗性与下列因素有关：表现抗性与下列因素有关：作物本身的遗传特性，作物本身的遗传特性，（抗性基因，哪个基因？）（抗性基因，哪个基因？）病原菌或害虫的遗传特性，（毒性基因）病原菌或害虫的遗传特性，（毒性基因）作物和寄生物之间的相互作用，（基因对基因）作物和寄生物之间的相互作用，（基因对基因）作物和寄生物对环境的敏感性。（小种、生物型变化）作物和寄生物对环境的敏感性。（小种、生物型变化）品种的抗性表现，与品种本身、病原（虫）数量和品种的抗性表现，与品种本身、病原（虫）数量和侵染力以及环境

5、条件等因素相互作用的结果。侵染力以及环境条件等因素相互作用的结果。（四）抗病育种现状（四）抗病育种现状1、成效显著：、成效显著：各种作物均选育了不少抗病虫品种，使一些毁灭性的病虫害得以控制，生产得到恢复，如小麦锈病、马铃薯晚疫病等。2、进展不快：、进展不快：在水稻上，甚至有倒退的趋势。如，20002006年福建审定109个杂交稻品种（组合），抗稻瘟病的仅2个；20032005年全国审定116个杂交稻品种，中抗稻瘟病以上的仅18个（15.5%），中抗白叶枯病以上的仅10个（8.61%），只有极个别组合同时具备对稻瘟病和白叶枯病的抗性。3、抗性易丧失：、抗性易丧失：抗病品种常常在推广种植35年后就

6、丧失抗性，引起病害暴发和流行。稻瘟病菌易变异，小种多且复杂。我国8个群85个小种。抗性丧失与病原菌致病性变异及品种的专化抗性有关。大面积、长时间使用某一抗性品种，其致病小种上升，最终品种表现不抗病。抗性品种可能在本地表现抗病，换个地方种植可能不抗病。白白叶叶枯枯病病抗抗性性育育种种也也存存在在同同样样问问题题。我我国国白白叶叶枯枯病病病病原原菌菌存存在在多多个个小小种种群群。水水稻稻品品种种对对白白叶叶枯枯病病的的抗抗性性也也具具有有很很强强的的专专化化性性。白白叶叶枯枯病病病病菌菌不不像像稻稻瘟瘟病病病病菌菌那那样样易易变变多多变变，抗抗性性也也相对比较稳定。相对比较稳定。将分散在不同品种中

7、的多个抗病基因聚合到将分散在不同品种中的多个抗病基因聚合到同一个品种中，被认为是获得持久抗性的有效方同一个品种中，被认为是获得持久抗性的有效方法。法。研究表明，抗病基因聚合后，抗谱增宽、抗研究表明，抗病基因聚合后，抗谱增宽、抗性加强，而且并不是简单地表现为各个抗病基因性加强，而且并不是简单地表现为各个抗病基因的抗谱相加，而是表现为不同抗病基因之间的互的抗谱相加，而是表现为不同抗病基因之间的互作，使其能够抵抗各个抗病基因单独存在时皆不作，使其能够抵抗各个抗病基因单独存在时皆不能抵抗的生理小种。因此，抗病基因聚合已成为能抵抗的生理小种。因此，抗病基因聚合已成为抗病育种的主要发展方向。抗病育种的主要

8、发展方向。二二作物的抗病性及其鉴定作物的抗病性及其鉴定（一）病原菌致病性的遗传与变异（一）病原菌致病性的遗传与变异1、病原菌的致病性：病原菌危害寄主引起寄主病变的能力。表现在两个方面：毒性：毒性：病原菌能克服某一品种的专化抗病基因而侵染该品种的能力。（质量性状，专化致病性质量性状，专化致病性）侵染力：侵染力：病原菌侵染寄主后，在寄主中生长繁殖的速度和强度。（数量性状，非专化致病性数量性状，非专化致病性）2、病原菌的生理小种、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，也叫毒性小种毒性小种。生理小种在形态上难以区分，只

9、能用一套抗病能力不同的鉴别寄主来区分。要求：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、生理小种的消长有小种分化的病原菌群体（如，稻瘟病），是由若干小种组成，其中比例较大的小种，称为优势小种，比例小的称为弱势小种。随着品种、自然、栽培条件的变化，优势小种和弱势小种会发生转化（消长消长）。例如，例如，当生产上大面积推广某一抗病品种时，会对原来的病原菌群体产生选择压力。结果是，结果是，对该品种有毒性的生理小种就逐渐繁殖、积累、传播，数量逐渐增大，成为优势小种；而原来的优势小种，由于失去了最优的寄主条件，就转为弱势小种。当优势小种上升到绝对优势时，这个品

10、种就会丧失抗病性，成为这个生理小种的哺育品种哺育品种。4、致病性的遗传、致病性的遗传对真菌病害的遗传研究认为：毒性为单基因隐性遗传侵染力是多基因遗传。5、致病性变异致病性变异v毒性基因突变毒性基因突变v有性杂交，基因重组有性杂交，基因重组v体细胞重组（异核现象和拟性重组，体细胞重组（异核现象和拟性重组，p191）v适应性变异适应性变异(选择性适应，种群繁衍需要选择性适应，种群繁衍需要)（二）（二）作物抗病性的类别和遗传作物抗病性的类别和遗传1、作物抗病性的分类、作物抗病性的分类全生育期抗病性抗性表现时期苗期抗病性成株期抗病性形态学抗病性抗性机能组织结构抗病性生理生化抗病性避病：不一定是非真实

11、抗病耐病：发病，但影响小表现形式抗病：病症无，或轻感病：病症重，影响大抗病抗性程度中抗中感感病高感垂直抗性寄主与小种关系水平抗性2、垂直抗性和水平抗性、垂直抗性和水平抗性（1）抗性的特点）抗性的特点垂直抗性垂直抗性（特异性抗性，专化性抗性）：对于某些生理小种高度抵抗，对另一些生理小种高度感染。即同一寄主品种对同一病菌的不同生理小种具有“特异”反应或“专化”反应。水平抗性水平抗性（田间抗性，非特异性抗性，非专化性抗性）：对不同生理小种没有专化反应或特异反应，对各种生理小种的反应大体在一个水平上波动。v有些品种具有综合抗性和多抗性（垂直抗性有些品种具有综合抗性和多抗性（垂直抗性+水平抗性）水平抗性

12、）（2）抗性的表现形式）抗性的表现形式垂直抗性：垂直抗性：往往是过敏性坏死型，反应表现明显。水水平平抗抗性性：过敏性坏死以外的多种抗性，表现不突出，大多为中度水平。（3）抗性的作用）抗性的作用垂直抗性：垂直抗性：使病原菌无法寄生或发展。水平抗性：水平抗性：减缓病害发展速度。（4）抗性的利用）抗性的利用垂直抗性：垂直抗性：易于识别利用，但容易丧失抗性。水平抗性：水平抗性：不易识别利用，但抗性稳定。3、抗病性的遗传抗病性的遗传（1）主效基因遗传）主效基因遗传单基因或寡基因（少数主基因），有显隐性之分。抗稻瘟病基因至少已鉴定了27个，均为显性。如，Pi-t,Pi-z,Pi-ta,Pi-b,Pi-k,

13、Pi-1,Pi-2,Pi-9等。抗白叶枯病基因至少已鉴定了26个，有的是显性，有的为隐性。如，Xa-4、Xa-7、Xa-21；xa-5、xa-13等。抗性基因的显性度在不同品种的遗传背景中可能表现不同。复等位性。许多抗性基因位点存在复等位基因，如Pi-k位点存在Pi-ks，Pi-kp，Pi-km，Pi-kh。连锁与互作水稻第水稻第11号染色体上号染色体上4个抗病基因的连锁情形个抗病基因的连锁情形（2）多多基基因因遗遗传传，由微效多基因控制。如小麦赤霉病，水稻纹枯病、细菌性条斑病等。（3）细胞质遗传）细胞质遗传作物的有些抗病性可能与细胞质有关。玉米T型雄性不育细胞质（cms-T）易感小斑病菌T小

14、种，正常细胞质或其它不育细胞质抗小斑病菌。v抗病毒性一般为隐性。抗病毒育种难度大。抗病毒性一般为隐性。抗病毒育种难度大。4、基因对基因学说、基因对基因学说（Flor1956）针针对对寄寄主主植植物物的的每每一一个个垂垂直直抗抗病病基基因因，病病原原菌方面早迟会发现一个相对应的毒性基因。菌方面早迟会发现一个相对应的毒性基因。毒毒性性基基因因只只能能克克服服相相应应的的抗抗性性基基因因而而产产生生毒毒性效应。性效应。在在寄寄主主寄寄生生物物系系统统中中，任任何何一一方方的的上上述述基基因因，都都只只有有在在对对方方相相对对应应基基因因的的存存在在下下，才才能被鉴别出来。能被鉴别出来。毒性基因：毒性

15、基因：a1，a2；抗性基因：；抗性基因：R1，R2a1R1；a2R2v该学说该学说n指指出出了了品品种种抗抗病病基基因因型型与与病病原原物物致致病病性性基基因因型的鉴定方法；型的鉴定方法；n可以预测病原菌新小种的出现；可以预测病原菌新小种的出现；n解解释释了了为为什什么么小小种种会会消消长长，抗抗性性品品种种的的抗抗性性为何会丧失。为何会丧失。n是指导作物抗病育种的主要理论。是指导作物抗病育种的主要理论。（三）（三）作物抗病性鉴定作物抗病性鉴定1、控制发病条件控制发病条件利用自然病圃建立人工病圃，人工接种诱发2、鉴定的方法、鉴定的方法田间鉴定和温室鉴定田间鉴定和温室鉴定成株鉴定和苗期鉴定成株鉴

16、定和苗期鉴定离体鉴定离体鉴定3、鉴定标准和记载方法鉴定标准和记载方法反应型：反应型：根据侵染点及周围枯死反应的有无或强弱、病斑大小、色泽、产孢量的多少，分为抗至高感等。（定性标准）（定性标准）普遍率：普遍率：受病害侵染的植株或叶片的百分率。严重度（严重度（病情等级）病情等级）：病叶或病株的发病程度。分为0-9级，0-没发病，9-发病最严重。XaX1a1+X2a2+Xnan病情指数（病情指数（%）=100nXnTX0X1.Xn普遍率普遍率a0a1an病情等级，病情等级，a0不发病，不发病，an最高级最高级T调查总数调查总数福建稻瘟病抗性评级福建稻瘟病抗性评级三、三、品种的抗虫性及其鉴定品种的抗虫性及其鉴定（一）抗虫性的类别、机制和遗传（一）抗虫性的类别、机制和遗传 1.抗虫性的类别抗虫性的类别抗虫抗虫抗虫性程度抗虫性程度中抗中抗中感中感感虫感虫高感高感寄主避免寄主避免抗虫性机能抗虫性机能诱导抗虫性诱导抗虫性逃避逃避寄主避免：寄主避免：寄主以快速的生长发育速度，渡过最易被害虫侵害的时期，避免受害。诱导抗虫性：诱导抗虫性：通过专门农业农业措施，改变土壤水分和肥力水平，使植株暂时增加抗