2植物抗病育种

• 人工病圃用病原物进行接种，造成人为的病害流行。
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二、抗病性鉴定方法
• (二)室内鉴定 在温室以及人工气候室、植物生长箱或 其他人工设施内鉴定植物抗病性，不受生长季节和自 然条件的限制，且主要在苗期鉴定，周期短，可以在 较短期间内进行大量育种材料的初步筛选和比较。
• 在温室和植物生长箱内虽然能接种鉴定包括成株期在 内的各生育期的抗病性，但为了经济有效地利用空间， 多进行苗期鉴定。苗期鉴定省工省时，出结果快，适 于大量材料的初步筛选和比较 。
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一、种质资源(即抗源)类型
• (四)抗病中间材料 已有的种质资源经加工和 创新后所得到了可直接用于育种的抗病新物种、 新类型。抗病中间材料的来源主要有以下三个 途径：
• 1．种内杂交
• 2．远缘杂交
• 3．诱发变异
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二、抗病种质资源的搜集
• 前苏联学者瓦维洛夫(N，T.Vavilov)在对植 物种质资源的系统考察和深入研究的基础上 提出了作物起源中心学说，并认为在作物的 原产地，存在大量有价值的变异。菇可夫斯 基进一步提出在植物与病原物的共同起源中 心存在丰富的抗病类型。
是评价其他方法鉴定结果的主要依据。
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二、抗病性鉴定方法
• (一)田间鉴定 在田间自然条件下进行，是最基本的 鉴定方法。田间鉴定能在植物群体和个体两个层次认 识抗病性，尤适于鉴定成株抗病性、慢发抗病性、耐 病性、避病性等。在田间通过病害发生的系统调查， 可以揭示植株各发育阶段的抗病性变化。与其他鉴定 方法相比，田间鉴定能较全面地反映出抗病性类型和 水平。品种抗病性鉴定结果能较好地代表品种在生产 但是，田间鉴定周期长，受生长季节限制，不适于 中的实际表现。 对大量育种材料进行初筛。在田间不能接种危险性 新病原或新小种，通常也难以分别鉴定对多种病害 或多个小种的抗病性。田间环境条件较难控制，不 宜研究单个环境因子对抗病性的影响。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu、抗病育种的进展和问题
• 3．需要尽快改变抗源单一化和品种单一化的局面。抗病育种过 程中往往偏重使用少数优良抗源，在生产中因集约化经营和机 械化作业等原因又偏向大面积推广‘少数优良抗病丰产品种， 结果造成了抗源和品种单一化(遗传种质单一化)。抗源单一化 有利于毒性小种的迅速繁衍，加速了品种抗病性变异，往往导 致病害大流行。 • 4．有些病害因品种间抗病性差异小，难以育成抗病品种。 • 5．植物抗病性多与不良农艺性状连锁，抗病材料往往产量较低， 农艺性状较差，农家品种和远缘材料这一矛盾尤其突出 。
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二、抗病育种的目标
• 抗病育种目标必须兼顾品种的抗病性、丰产性和适应 性三个方面。有时对品种的品质、抗逆性，植物学性 状等还会有特殊要求，也需要包括在育种目标中。 • (一)育成品种的主攻目标和兼抗范围
• (二)对所利用的抗病性类型要有明确的选择 • (三)合理确定抗病性程度
• (四)防止降低亲本品种原有的背景抗病性和削弱亲本 群体的遗传基础
• 难以完全模拟田间生态条件 ，鉴定针对单株，难以反 映群体抗病性、耐病性和避病性。
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二、抗病性鉴定方法
• (三)离体鉴定 如果所要鉴定的抗病性能够在器官、 组织和细胞水平表达，与整个植株的形态和机能特征 无关，那么就可能利用离体的器官、组织、细胞作材 料，进行抗病性鉴定。
• 离体材料需用培养液或水培养并补充细胞激动素、苯 胼眯唑等植物激素，以保持其正常的生理状态和抗病 能力。 • 离体鉴定作为一种抗病性的实验室辅助鉴定方法，具 有快速易行、可在短时间内筛选大量材料的优点。
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三、接种技术和田间试验设计
• 在接种时，必须采用有代表性的接种物。 • 首先要保证接种物种(或变种、专化型) 的真 实性，不得混杂有其它类群，另外还要求接种 物在致病性(或毒性)上的代表性。病原物群体 大，变异性强，往往包含有多个致病性(或毒 性)不同的小种或株系。如果希望育种材料抵 抗的对象是病原物总体而不是其中某一毒性基 因型，则应当使用混合菌种接种。在小种专化 性抗病性鉴定中，如果需要了解对病原物各个 毒性类型的抵抗性，就要用单一小种，甚至是 单孢菌系接种。
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二、抗病性鉴定方法
• (四)间接鉴定 是以一些生理的、生物化学的、形态的， 血清学的性状为指标来间接地判定抗病性的水平。这 些性状可能与病原物的侵染过程或抗病性的表达有一 定的关系，也可能没有病理学意义，仅仅与抗病性水 平之间有显著的相关性。
• 植物组织的电生理学特性是较好的抗病性间接鉴定指 标。 • 抗病性的间接鉴定，只有当其鉴定结果与田间鉴定结 果一致时，才有可能付诸使用但也不能完全取代常规 鉴定方法。
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二、抗病性鉴定方法
• 田间鉴定需在特设的抗病性鉴定圃即病圃(disease nursery)中实施。依初侵染菌源不同，病圃可分为天 然病圃与人工病圃两种类型。 • 天然病圃依靠自然菌源造成病害流行，因此应设在病 害常发区和老病区的重病地块，并采用调节播期，灌 水，施肥等措施促进发病。 • 天然病圃可以按统一的设计，用同样试验材料的同批 种子在不同地区多点设臵，这称为统一病圃 。
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二、抗病种质资源的搜集
• 植物种质资源的鉴定和评价 种质资源鉴定和评价的项目很多， 诸如分类地位、形态特征、农艺性状、抗逆性、抗病、抗虫性， 品质性状，生理和遗传特性等等。抗病性鉴定和抗源筛选一直 受到普遍重视。
一个完整抗源筛选、鉴定和研究过程应包括如下内容： 1．抗病材料的鉴定和筛选 2．抗病性性质研究
3．遗传学研究
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第三节 植物抗病性鉴定
• 抗病性鉴定是植物抗病育种工作的重要环节， 其主要任务是在病害自然流行或人工接种发 病的条件下，鉴别植物材料的抗病性类型和 评定抗病性程度。抗病性鉴定主要用于抗原 筛选、杂交后代选择和高代品系、品种的比 较评定。
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一、基本要求
(一)目标明确 根据育种目标，确定对象病害或小种， 所期望抗病类型和应达到的抗病性水平，有针对性地 选用鉴定方法。 (二)结果准确 鉴定结果应能代表该材料在病害自然流 行条件下的病害水平以及在生产中产量或品质的损失 程度。 (三)全面衡量 对重要抗源材料或品种，应全面鉴定其 潜在的抗病能力而不以一时二地的育种要求而决定取 舍，需针对多种病害或小种，在不同生育阶段，在变 动的环境条件下用多种方法测定。
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第二节 植物抗病性种质资源
• 抗病种质资源，即抗源，是植物抗病育种的原 始材料。系统地搜集、保存、评价和研究抗源 是抗病育种工作最重要的基础建设。在育种目 标确定之后，育种的成效往往取决于育种材料 的目标性状及其遗传特性，因而选择适宜的抗 源至关重要。
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一、种质资源(即抗源)类型
• (一)地方品种 在长期自然选择和人工选择过程中， 各地的原始地方品种积累了丰富的抗病性。 • (二)改良品种 国内育成的改良品种和由国外引进的 改良品种综合性状好，多具有抗病效能高的主效抗病 基因，又易于通过常规杂交育种方法转移抗病基因， 因而是当前利用最多的抗源。 • (三)近缘植物 栽培植物的近缘属、种具有高度的抗 病性和抗逆性，有极大的潜在应用价值。
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三、接种技术和田间试验设计
• (二)田间试验设计
• 试验地的选择 病圃应设在地势平坦，土质与土壤肥力均匀， 排灌方便的田块内，四周无高大建筑物或树木。土传病害受土 壤差异影响更大，对试验地要求更为严格)应多次耕耙匀地，接 菌量务求均匀。 • 试验小区的大小 • 重复次数2-3次 1-4行一个小区
• 设标准感病品种和抗病品种对照，以利于试验资料的统计分析。
• 随机区组设计
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三、接种技术和田间试验设计
• • • • • • • 1．喷雾接种法（孢子+水+吐温20） 2. 喷粉接种法 （干孢子粉+滑石粉） 3．病植物接种法 （利用得病植物） 4．直接接种法 （病原菌培养物） 5.致伤接种法 （利用针刺等制造创伤） 6.介体接种法 （利用一些传毒介体） 7.土壤接种法 （麦粒或玉米粉等混入土壤）
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三、接种技术和田间试验设计
• （一）接种技术 通过人工接种诱发病害发生是抗病 性鉴定的基本手段。为保证接种成功；必需要培育处 于规定发育阶段，无病虫发生的健壮植株，使用高质 量的代表性接种体(菌种)，采用适宜的接种方法，在 接种和潜育期间保持适于侵染发病的环境条件。
• 在抗病性鉴定中常用的接种方法有以下7类：
• “基因对基因”规律的发现又促进人们研究合理 进行抗病育种的策略，深入研究抗病性的机制。 利用远缘杂交和诱变育种技术开拓了大量新抗源， 扩大了抗病育种的范围。自70年代后期逐渐兴起 细胞工程和基因工程，把解决植物抗病性问题列 为主要目标之一。 • 抗病育种的历史证明，选育和使用抗病品种是防 治农作物病害最经济有效的措施。
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三、接种技术和田间试验设计
• 接种时还必须掌握适宜的诱发强度。 • 调节诱发强度可从控制接种菌量和调节病圃 的环境条件两方面下手。对于低速流行病害， 应以调节接种菌量为主来掌握诱发强度，对 于流行速度高的病害，则应以调节环境条件 为主。 • 为保证接种成功，田间喷雾或喷粉接种应选 择傍晚有结露条件时进行或接种后用塑料布 覆盖保湿。
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一、基本要求
• (四)经济、快速 鉴定方法应有利于节省人力、物力、 简便易行，适于在较短时期内筛选大量育种材料。 • (五)实行标准化 不断改进鉴定方法，逐步实行规格 化、标准化，不断提高鉴定结果的准确性、可重复性 与可比性。 • (六)实行联合鉴定 加强不同地区、不同层次的育种 单位之间的协作，建立统一病圃，实行多点联合鉴定。 并加强国内外信息交流，及时掌握小种变化情况和抗 源品种抗病性变异动态。
第七章
植物抗病育种
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第一节 植物抗病育种概述
植物抗病育种的原理和方法与一般 植物育种相同，但在抗病性的鉴定和转 导方面有所侧重。
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一、抗病育种的进展和问题
• 人类利用植物抗病性防治病虫害的历史非常久远， 在孟德尔遗传规律被重新发现和抗病性的遗传性 质被确认以后，现代抗病育种工作才逐渐发展起 来了。
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二、抗病性鉴定方法
• 离体鉴定还可同时分别测定同一植物材料对不同病原 物或不同小种的抗病性，也可以鉴定田间任一单株当 代的抗病性而不妨碍其结实，便于在重点杂交组合的 后代分离群体中选拔抗病单株。
• 部分病原真菌和病原细菌能产生植物毒素(寄主选择 性毒素和非寄主选择性毒素)，植物离体材料对多种 毒素的抗性能代表植株抗病性，可利用毒素代替病原 菌进行抗病性鉴定。 • 病原菌产生的毒素还用于处理植物原生质体，筛选抗 病突变细胞。
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一、抗病育种的进展和问题
• 另一方面，植物抗病育种工作还存在以下有待解决的 问题： • 1．长期以来，主要农作物病害的抗病育种，主要使 用了小种专化性抗病性(过敏性坏死反应类型)， 由 于病原菌生理小种变异，抗病品种的抗病性“丧失” 现象愈益突出，大大缩短了抗病品种使用年限。 • 2．随着农作物产量水平的提高和农田生态条件的变 化，新病害不断出现，许多次要病害也渐趋严重，甚 至演变成主要的病害问题。
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二、抗病性鉴定方法
• 植物抗病性鉴定的方法很多，可以在群体水平、个体 水平乃至组织和细胞水平，按照不同的要求进行鉴定。 这些方法按鉴定的场所区分有田间鉴定和室内鉴定； 按植物材料的生育阶段或状态区分有成株鉴定，苗期 鉴定和离体鉴定，按评价抗病性的指标区分有直接鉴 定法和间接鉴定法。田间鉴定是最基本的鉴定方法，
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二、抗病种质资源的搜集
• 1978年中国农业科学院成立了作物品种资源研究所，各省区也先后设 立了相应的研究机构，建立了现代化的国家长期种子库，有计划进行 作物种质资源的搜集、保存、整理和研究工作。 • 世界著名种质资源保存和研究中心还有全苏作物栽培研究所(VIR)、美 国农业部国家种子储藏研究室（NSSL）、美国农业部植物遗传和种质 资源研究所、意大利农业研究所种质研究室、国际玉米和小麦改良中 心(CIMMYT)、国际水稻研究所(IRRI)、斯拉夫玉米研究所、国际半干 旱热带地区作物研究所(ICRISAT)、日本农林省农业生物资源研究所、 印度农业研究所等。另外，设在罗马的国际植物遗传资源委员会 (1BPGR)还组织了国际基因库网络。