11 抗病虫育种

耐病性大多发现于叶病、根病等。例如果
树中葡萄根际线虫病、桃根际线虫病及柑橘速 衰病（线虫病）都有耐病品种。 耐病性可能作为潜在的病源，对其它品种 造成严重危害。
1、植物固有的抗菌物质；
酚类化合物；木质素；不饱和内酯
2、诱导的抗菌物质
植物保卫素；免疫信息物质
（二）抗虫性机制
1.不选择性
某些作物品种本身具有某些形态和生理等
状，属于微效基因遗传，其抗病性易受环境条
件的影响，杂交后代群体多呈连续的正态分布
或偏态分布，有明显的超亲现象等。
（三）细胞质遗传
品种的抗病受细胞质的影响。抗、感亲
本杂交时，正、反交所得的F1植株抗性表现不
同。
二、基因对基因学说
寄主植物的抗病性或抗虫性，不仅取决
于本身的基因型，还受相应寄生物（病
原菌或害虫）基因型的影响，是寄主和 寄生物双方基因型互作的结果，但它们 各有其独立的遗传系统。
3.体细胞重组(异核现象和拟性重组) 不同生理小种的菌丝联结或芽管结合，进 行核交换或产生核突变。 4.适应性 病原菌在弱抗性条件的胁迫下，其致病性 增强的现象。如Buxton(1959)用抗枯萎病的豌豆 品种的不同浓度的根系分泌液处理弱毒性小种， 从而获得了能侵染该品种的新菌系。处理浓度越 高，新菌系的致病性越强。 关于适应性变异的遗传机理，有待进一步研究。
3．避病 感病品种因某些原因没受到病菌的侵染而未 发病者，称为避病。 时间避病:作物易受感染的生育期错开了病 原菌侵染的高峰期或适于发病的环境条件； 空间避病:因寄主作物的株型、组织结构、 开花习性等阻碍了病原菌与寄主的接触而表 现不发病或发病较轻。
例如苹果、葡萄及大樱桃等果树的一些早
熟或特早熟品种，很少发生果实病害，即属于
1.要了解作物本身的遗传特性；
2.了解病原菌或害虫的遗传特性；
3.了解作物和寄生物之间的相互作用；
4.了解作物和寄生物对环境的敏感性。
第二节 作物抗病虫性的类别与机制
一、病原菌致病性及其变异 （一）致病性 病原菌的致病性常表现在毒性(virulence) 和侵袭力(aggressiveness)两个方面。 毒性： 指的是病原菌能克服某一专化抗病基因，而侵染 该品种的特殊能力，是一种质量性状，又称专化 性致病性。 侵袭力：是指在能够侵染寄主的前提下，病原菌 在寄生生活中的生长繁殖的速率和强度，是一种 数量性状，又称非专化致病性。
100% 相 对 病 指
1 2 3 4 5 6 7 8 9 生理小种
垂直抗性示意图
2．水平抗病性 (horizontal resistance) 又称非小种特异性抗 性或非专化性抗病 性。特点是寄主品 种对各个小种的抗 病反应大体上接近 同一水平(见图示)， 它对病原菌致病性 的差异是侵袭力的 不同。
100%
相 对 病 指
1 2 3 4 5 6 7 生理小种
水平抗性示意图
（三）其他分类方法（了解）
从抗性表现时期
全生育期抗病性 苗期抗病性 成株期抗病性
从抗性机能
生物学抗病性 形态和组织结构抗病性 生理生化抗病性
主效基因抗性 微效基因抗性
从抗性的遗传
三、抗病虫性的机制
（一）抗病性机制 1．抗侵入 在等量接种病原菌时，如某一品种被侵染的 点数显著少于其它品种，则为抗侵入。 李树果实的表面有一层蜡质，它使带有病原 菌的侵染液不易在果 面粘着，从而抵御了病 原菌的入侵。
小种的消长（了解）： 小种分化明显的病原菌群体，实际上是由 若干毒性有所不同的小种组成，其中比例较大 的小种称优势小种，其余的称次要小种。小种 组成比例常随寄主的品种类型和自然、栽培条 件等的变化而消长。当某一地区大面积推广某 个品种时，能寄生于该品种上的小种便逐渐繁 殖、积累而成为优势小种，因此称该品种为该 小种的哺育品种；而原来的优势小种由于失去 了最优的寄主条件而降为次要小种。
表 基因对基因相互关系的模式（2对基因）
小 种 病原菌 基因型 A1A1A2A2 a1a1A2A2 A1A1a2a2 a1a1a2a2 寄 甲 r1r1r2r2 主 基 因 型 丁 R1R1R2R2
乙 R1R1r2r2
丙 r1r1R2R2
0 1 2 3
感 感 感 感
抗 感 抗 感
抗 抗 感 感
抗 抗 抗 感
1946年Flor在亚麻锈菌的研究中发现： 寄主的抗病基因与病原菌的致病基因间存在着 基因对基因关系。即针对寄主植物每一个抗病 基因，病原菌迟早会出现一个相对应的毒性基 因。毒性基因只能克服其相应的抗病基因，而 产生毒性(致病)效应。 在寄主—寄生物体系中，任何一方的每个 基因都只有在对方相应基因的作用下，才能被 鉴定出来。这就是基因对基因学说，也就是寄 主和寄生物关系的基本模式。
2．抗扩展
当病原菌侵入寄主体内后，会遇到寄主的一系列组 织结构、生理生化特性等方面的抑制而难以扩展。主要 表现在潜育期长、病斑少而小，病斑扩展慢、产孢量低、 传染期(一个病斑维持产生孢子的日期)短。 过敏性坏死反应是寄主对病原菌抗扩展反应的重要 类型。常说的反应型、侵染型或病斑型，就是这种反应 中不同强度的表现。当病原菌侵入具有这种抗性的植物 体内时，受侵细胞及其邻近细胞高度敏感，原生质迅速 坏死，病原菌被封锁或杀死于枯死的组织中。
行，减产一半，导致100多万人饿死，200万人移
居海外。
马铃薯晚疫病是一种毁灭性病害，其危害程度、
防治难度及对社会造成影响已超过水稻稻瘟病和
小麦锈病，被视为国际第一作物病害。
水稻胡麻斑病
水稻各生育期都可发生该病，稻株地上部分均能 受害，以叶片发病最普遍，其次是谷粒、穗颈和 枝梗。
什么是抗病虫育种？
在专设病圃中进行，均匀种植感病材料作诱发行。 育种试验地一般都通过人工接种来建立病圃，病 圃要发病均匀、适度。全年不使用任何杀菌药， 并于发病盛期，调查发病程度，计算病情指数。 优点：能较全面地反应被鉴定材料的抗病性，结 果可靠性较强，操作方便。 缺点:占用较多的土地，费用较高。
寄主植物所具有的能抵御或减轻某些害虫
的侵袭或危害的能力。
即某一作物品种在相同的虫口密度下，比
其它品种能够获得高产、优质的能力。
二、抗病虫育种的意义与作用 1．抑制病原菌数量和虫口密度、 降低病虫危害、 提高防治效果 2．减少环境污染和人、畜中毒 3．有利于保持生态平衡 4．投资少，见效大 采用抗病虫的方法是最经济最好的方法。 通过作物自身的抗性来解决产量的稳定性。 不是提高产量，而是保持产量稳定。
抗病性鉴定的任务：
1. 弄清各育种材料的抗病性和病原菌的致
病性，筛选出抗病性强的材料，
2. 探明抗病性和致病性的遗传、变异特点。
（一）田间鉴定 1.抗病性的田间鉴定 自然发病条件下的田间鉴定是鉴定抗 病性的最基本的方法，尤其是在各种病害 的常发区，进行多年、多点的联合鉴定是 非常有效的方法。促进自然发病
育，在个体或群体水平上均表现出一定的再
生或补偿能力，不致大幅度减产的特性。
第三节 抗病虫性的遗传与鉴定
一、抗病虫性的遗传
（一）主效基因遗传
绝大多数的垂直抗性是受单基因或少数几个主基
因控制的，其杂交后代基本按孟德尔法则进行分离。 1.基因的显隐性 在一般情况下，抗病性为显性，
感病性为隐性。也有抗病性为隐性的个别实例。 (显性程度受品种的遗传背景、测定菌系和环境的影 响 )，
第十一章 抗病虫育种
作物育种学Ⅰ
目录
第一节 第二节 抗病虫育种的意义与特点 作物抗病虫性的类别与机制
第三节
第四节
抗病虫性的遗传与鉴定
抗病虫品种的选育及利用
第一节 抗病虫育种的意义与特点
一、抗病性、抗虫性概念
二、抗病虫育种意义与作用 三、抗病虫育种的特点
马铃薯晚疫病造成“爱尔兰饥馑”
1845-1846 “爱尔兰饥馑” 马铃薯晚疫病大流
说明：1． R-A 抗；R-a 感；r -A 感；r -a 感。 2． 抗病表现为上位性。
Flor以及以后的不少学者通过大量的试验， 直接或间接地证明了寄主与寄生物的这种关 系，不仅在真菌病害中存在，而且在细菌、病 毒、线虫病害 甚至高等寄生植物所致的病害 中，也广泛存在着基因对基因的关系。目前已 证实存在这种关系的还有小麦的三种锈病、三 种黑穗病和白粉病，大麦的白粉病和散黑穗 病，燕麦的秆锈病、冠锈病和散黑穗病，马铃 薯的晚疫病、癌肿病、金线虫病和病毒病，玉 米的锈病，棉花的角斑病等20余种。 但也有许多例外。
Hatchett和Callur(1970)把基因对基因的 概念延伸到昆虫—寄主的关系中。 当寄主中每有一个主效抗虫基因时，在害虫 中便有一个相应的致害基因。
当寄主具有抗虫基因而害虫不具有致害基因 时，则表现抗虫； 当寄主具Hale Waihona Puke Baidu抗虫基因，而害虫具有相应的强 致害基因时，寄主则表现不抗虫。
三、 抗病虫性鉴定
三、抗病虫育种的特点
抗病虫性持久 又要多抗 寄 主
病害 病原菌 气 候
病害与寄主、病原菌和气候的关系
抗病虫育种涉及两种生物，寄主植物和寄生 物是异质群体。寄主和寄生物双方通过相互 适应和选择共同进化，寄主植物有一定的抗 性基因，适应病害、虫害的环境，寄生物又 有一定的致病性。形成动态平衡关系。
抗病虫育种与高产、优质育种相比，具有以下 特点：
特征特性，表现出对某些病虫具有拒降落、 拒取食、拒产卵，表现出抗虫特性。
二化螟
二化螟是我国水稻上危害最为严重的常发性害虫之一，以幼 虫为害水稻，初孵幼虫群集叶鞘内为害，造成枯鞘，3龄以 后幼虫蛀入稻株内为害，水稻分蘖期造成枯心苗，孕穗期造 成枯孕穗，抽穗期造成白穗，成熟期造成虫伤株。
水稻白稃
2.抗虫性 某些寄主作物体内含有毒素或抑制剂；或缺乏昆
避病。
避病不是真正的抗病，避病的植物本身可
能是感病的。
4．耐病
当某一品种被病原菌侵染、并发生了典型 的发病症状，但受害程度较感病品种轻，产量、 籽粒饱满度以及其它农艺性状等不受损害或影响 较小者，称耐病。
耐病品种有一定的生产利用价值和潜力， 其抗性效果虽不如抗病品种，但它不会促进病 原菌小种的变异。不过种植耐病品种，会繁殖 出大量菌源，对邻近地区会造成一定的威胁。
抗病虫育种是利用作物自身的抗病性通过育种方
法选育出抵抗病害或减轻病害危害的品种。 强调选育对病虫害的抗性，不是创造变异。
一
抗病性、抗虫性的概念
1.作物的抗病性 当某种病害流行的时候，作物的某些品种对 这种病害不感染或者是感染程度轻，生长发 育和农艺性状受害程度较小，即为抗病性。 并不要求完全抗病
2.作物的抗虫性
（二）生理（毒性）小种 同一种病原菌可分化成许多类型，不同类型 间对某一品种的专化致病性有明显差异，这 种根据病原菌致病性差别划分出的类型，就 是生理小种。 一般而言，病原菌的寄生性水平越高、寄主的 抗病特异性越强，则病原菌的生理分化也越强，生 理小种也越多。
各小种间在形态上一般难以区别
只能用抗病力不同的鉴别寄主来区别。
（三）致病性的遗传 根据一些真菌病害(如多种锈菌、白粉菌、黑 粉菌等)的遗传研究结果，认为毒性为单基因 隐性遗传。 （四）致病性的变异 小种毒性和侵袭力的变化以及小种组成的消 长，都是病原菌群体致病性变异的表现。其 变异的原因可能有： 1．突变 自然突变率一般为10-7-10-5，自发突变频率 低，人工诱发突变率较高。 2．有性杂交 真菌病原菌通过小种间、变种间和种间杂交 后的基因重组，会产生新的毒性基因型或侵 袭力的变异。
二、作物抗病虫性的类别
（一）按抗病虫性程度可分为 • 1.免疫 • 2.高抗 • 3.中抗 • 4.中感 • 5.高感
（二）按寄主—病原菌的专化性有无可分 1.垂直抗病性(vertical resistance) 又称小种特异性抗病性或专化性抗病性。其特 点是寄主对某些病原菌生理小种是免疫的或高 抗的，而对另一些生理小种则高度感染。
2.复等位性
抗病基因常有复等位性，每个等位基因或
抗不同的生理小种，或具有不同的表型效应。
具有复等位性的抗病基因，其表现型也不
完全相同，有的是完全抗病，有的是中度抗病。
3.不同抗病基因间连锁和互作 抗病基因间还会发生上位、抑制、互补、 修饰等作用。
（二）微效基因遗传
水平抗性多为微效多基因控制的数量性
虫生长发育所需要的一些特定的营养物质，致使
害虫取食后，其幼龄若虫或幼虫死亡；或发育和 繁殖受到有害影响的特性。
稻纵卷叶螟
稻纵卷叶螟
稻纵卷叶螟 是一种典型 的迁飞性害 虫，也是对 水稻危害最 为严重的主 要害虫之一 。多雨日及 多露水的高 湿天气，有 利于猖獗发 生。
3.耐害性
有些作物品种遭受虫害后，仍能正常生长发