第十一章 抗病虫育种

常用的接种方Biblioteka Baidu：
喷雾法、注射法、浸根法、剪叶法、摩擦法、介体介导

真菌病害：
+ 细菌病害： + 病毒病害： 线虫病害： -
+ + + -
+ + +
+ + -
+ -
+/+ -

专门病圃 感病对照 抗病对照 多小种分别或混合接种 鉴定指标（定性或定量）: 免疫、高抗、中抗、感、高感 病株率 病叶率 病斑面积 病情指数……
第一节 抗病虫育种的意义和特点
一、抗病性、抗虫性的概念
二、抗病虫育种意义与作用
三、抗病虫育种的特点
一、抗病性、抗虫性的概念
1.作物的抗病性
广义的抗病性：
某一作物品种不感染或不发生某一病害，或发生 病害，但程度较轻，或产量损失较小。 狭义的抗病性： 当作物遭到病害侵袭后，能够产生一种能动地反 映，去战胜病原菌，或减轻其为害。
因，侵染这个品种的能力。
侵染力：病原菌在侵染寄主的前提下，病原菌 在寄主中生长繁殖的速度和强度。
2.病原菌的生理小种（毒性小种）
植物病理学上，把种内或变种内由一种
生物型或一群生物型所有组成的能侵染
某个特定作物品种的病原菌群体称为生
理小种。
3.生理小种的鉴定与鉴别寄主
用一套抗病能力不同的作物品种来区分，
水平抗病性（小种非特异性、非专化性抗病
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。
（2）抗性的表现形式
垂直抗病性：往往是过敏性坏死型，反应表现明
显，易于识别。
水平抗病性：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
垂直抗病性：使病原菌无法寄生或发展。
3）1950年中国小麦条锈病大流行，减产60亿千克。
4）1985年四川水稻发生稻瘟病大流行，减产几十亿千克。
5）水稻二化螟、三化螟，玉米螟，棉铃虫、棉红蜘蛛等。
• 2.选育抗病、虫的品种是最经济、最安全、最有
效的病虫害防治方法，是作物生产上病、虫害综
合防治最根本的措施。
1)选育和推广抗病虫品种，可以起到保产的作用。
这套品种称为鉴别寄主。
对鉴别寄主的要求： ①鉴别力强， ②病症反应稳定， ③具有不同的抗病基因，
④是有代表性的纯系品种。
4.生理小种的消长
优势小种：小种分化明显的病原菌群体，
它是由若干毒性不同的小种组成，其中比
例较大的小种，称为优势小种。其余的为
次要小种。
小种组成：组成病原菌群体的各个小种的
种类和比例。
2)与其它防治措施相比，选育抗病虫品种经济有
效，简单易行，效果稳定，而且不污染环境，不 会造成人、畜中毒。
三、抗病虫育种的特点：
1.作物抗病性是通过作物与病原物的相互作用而表现 出来的，它是两种生物相互作用的结果。 2.作物的抗病性受环境条件的影响，环境因素可以对 选育和鉴定造成很大的干扰。 3.作物抗病虫育种是作物特殊性状的育种，不是指的

（三）细胞质遗传

控制抗性的遗传物质涉及细胞质中的质体和 线粒体。
二、基因对基因学说

1946年flor对亚麻锈病的研究中提出：

针对寄主的某一个抗病基因，病原菌迟早会出
现对应的毒性基因；

毒性基因只能克服其相应的抗病基因，产生毒
性效应。

寄主与病原菌体系中，一方基因只能通过另一
方相应的基因被鉴定。
第四节：抗病虫品种的选育及利用
一、抗源种质的收集、鉴定、创造和评价

地方品种 原始栽培种 野生近缘种 育种中间材料 主栽品种
起源中心是抗源多样性中心

水稻叶蝉：南亚、东南亚 稻褐飞虱：印度、斯里兰卡 白叶枯病：印度、孟加拉国


创新
诱变、远缘杂交、转基因
遗传研究
第十二章 抗病虫育
Chapter 12 Breeding for Resistance to Diseases and Insect Pests
第十二章 抗病虫育种
第一节
抗病虫育种的意义和特点 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
是抗病虫基因育种有效利用的基础
二、抗病育种方法

1、引种：如早期从意大利引进的抗锈病小麦品 种阿夫、阿勃…. 2、选择育种： 对引进品种的异生态筛选优良变异 3、杂交育种： 抗*感、抗*抗、垂直抗性*水平抗性……


4、回交育种：单基因显性抗性基因

5、远缘杂交：小麦的抗秆锈、叶锈和白粉病基 因大多来自近源物种
性基因控制。

抗性基因的显性程度还受品种的遗传背景、测 定菌系和环境等影响。
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的表型效应。 亚麻的抗锈基因有26个，但其位点只有5个。 杂合效应：即具有2个不同的抗性等位基因的 杂合体能抗更多的小种；纯合体只含一个抗 性基因，只能抗较少的小种。
水平抗病性：减缓病害发展速度，推迟发病高峰 来临的时间。
（4）抗性的遗传
垂直抗病性：单基因或少数基因决定质量遗传。 水平抗病性：受微效多基因决定的数量遗传。
（5）抗性的利用
垂直抗病性：易于识别利用，但容易丧失抗性。 水平抗病性：不易识别利用，但抗性稳定。
第三节 抗病虫性的遗传与鉴定
一、抗病虫性的遗传
一种育种方法。
作物
病原物
环境
作物、病原物及环境之间的三角关系
第二节 作物抗病虫性的类别与机制
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。
在抗病育种中:病原菌侵染某一特定品种， 并在其上生长、繁殖的能力。
致病性常表现在毒性和侵染力两个方面
毒性：病原菌能克服某一品种的专化抗病基
（2）抗虫田间鉴定

寄主群体大小、生长状况；害虫源；接种
后的条件都影响结果。

大面积感虫作物或品种中设置试验；


品种中套种测试材料；
利用特殊杀虫剂控制其他害虫或天敌而不 杀害测试昆虫。
鉴定指标：

寄主受害百分率（死苗率、叶片被害率、减 产率等）； 害虫的产卵量、虫口密度、死亡率、平均龄 期、平均个体重。
感
抗 感
抗
感 感
抗
抗 感
当抗病基因为显性，无毒基因为显性，相互非亲和，寄主表现 抗性。
三、作物抗病虫性鉴定


抗性鉴定是抗病虫育种的重要环节
1、田间鉴定
病虫害高发区，多年多点联合鉴定 发病条件调控：喷雾、遮荫、施肥、播种期 （1）病害鉴定方法 根据病害种类、侵入途径和实际条件，选择合适 的方法，保证病原菌和寄主都处于有利于发病的 环境条件。
生物学抗病性 形态和组织结构抗病性 生理生化抗病性 避病 耐病 抗病 感病
从抗性程度
免疫 高抗 中抗 中感 高感
从抗性 主效基因（单基因、寡基因）抗性
的遗传 微效基因（多基因）抗性
2.抗病性的机制
（1）避病
感病品种由于某些原因不能受到病原菌的
侵袭，未发病。
（2）抗病
①抗侵入：当病原菌侵入寄主前，寄主可以凭 借某种障碍，阻止病原菌侵入，或侵入后难以 建立寄主关系。 ②抗扩展：当病原菌侵入寄主体内后，会遇到 寄主的抑制，难以扩展。
（2）抗源聚集，即选育聚合品种
（3）应用多系品种
（4）利用水平抗性的品种

基因对基因相互关系的模式： 寄主品种及基因型 病原菌 甲 小种 基因型 0 A1A1A2A2 r 1r 1r 2r 2 感 乙 R1R1r2r2 抗 丙 r1r1R2R2 抗 丁 R1R1R2R2 抗


1
2 3
a1a1A2A2
A1A1a2a2 a1a1a2a2
感
感 感
（2）抗病亲本的抗性稳定，能抗较多的生
理小种。
（3）抗病性受少数基因控制，最好选用与
当时推广品种抗源不同的品种。
（4）在优良抗源中,优先使用农艺性状好
的品种，避免有害性状的链锁。
（5）为了综合多个不同的主效抗性基因于
一体，实现多项育种目标要求，可采
用复合杂交方法。
抗病育种杂交后代的选择原则:
（1）使用抗病性遗传复杂的亲本时，杂种
2.作物的抗虫性： 寄主植物所具有的能抵御或减轻某些虫 害侵袭或危害的能力。 即某一作物品种在相同虫口密度下，比 其它品种获得高产优质的能力。
二、抗病虫育种意义与作用
• 1.作物病、虫害具有普遍性和极大的为害性。 1) 1840年爱尔兰发生马铃薯晚疫病大流行
2）1970年美国发生玉米小斑病大流行（T-小种）

2、室内鉴定
优点：不受环境影响，控制病虫密度和小种（生
物型）稳定性和一致性加速鉴定和育种进程
（1）抗病性鉴定
活体鉴定或离体鉴定
温、湿、光的最佳条件 （2）抗虫性鉴定 人工培养虫源、 温室（网箱）、生长箱
育种的抗性鉴定： 以田间鉴定为主，室内鉴定为辅； 低世代育种材料：田间鉴定 高世代：两者结合
（3）耐病（tolerance）
当一个品种对某一病害充分感染时， 产量损 失较小。
耐病性不会因小种变异而丧失，但种植耐病品
种，会繁殖出大量菌源，对邻近地区会造成一
定威胁。
3.垂直抗病性和水平抗病性
（1）抗性的特点
垂直抗病性（小种特异性、专化性抗病性）：
对于某些生理小种高度抵抗，对另一些生理小
种高度感染。

（一）主效基因遗传 绝大多数的垂直抗性或过敏性坏死型抗性是 受单基因或少数几个主效基因控制的，抗、 感亲本杂交后代的分离基本上符合孟德尔分
离比例。
1、基因的显隐性

一般情况下，抗病虫性为显性，感病虫性为隐性：

水稻对褐飞虱的抗性，抗感品种杂交后，F2抗
性表现3：1或9：3：3：1。说明抗性由主效显
群体要大。
（2）因抗病性有显隐性之分，在F1不要
轻易淘汰组合。
三、 抗病育种中的若干问题
1.品种抗病性与丰产优质的结合问题
2.主要病害与次要病害的兼抗问题
3.品种抗性的保持问题
品种抗性丧失的原因：
①病原菌发生变异
②品种抗性基因使用不当
如何保持品种抗性稳定与持久
（1）抗源的合理利用
①抗源轮换 ②抗源多样化 ③抗源合理布局
5.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。
6. 致病性变异
致病性变异的原因： ①突变 ②有性杂交 ③体细胞重组 ④适应性变异
二、 作物抗病性的类别、机制和遗传
1.作物抗病性的类别
从抗性的表现时期
全生育期抗病性 苗期抗病性 成株期抗病性
从抗性机能
从表现形式

3、不同抗病基因间的连锁和互作

亚麻抗锈病的5 个基因位点中，N和P连锁；

抗病基因间还常发生上位、抑制、互补、修饰
等作用。


不同抗性基因间连锁有利；
如一种病害的抗性和对一病害的感病性连锁，
则增加多抗和兼抗品种的选育困难。
（二）微效基因遗传
作物的水平抗性或中等程度抗性多为多基因 控制的数量性状。 抗性程度易受环境影响。 小麦对赤霉病；水稻对纹枯病的抗性。


水稻抗白叶枯病Xa-21、 Xa-23来自野生稻
6、诱变：水稻抗白叶枯病Xa-26(t) 7、转基因：BT抗虫基因的应用 8、多系品种：针对小种复杂多变的锈病、稻瘟 病等

9、轮回选择：聚合抗性
抗病育种亲本选配原则:
（1）在利用垂直抗性的抗源时，一般力求
选用抗病程度最高的作为抗病亲本。