抗病虫育种
病虫害的抗性机制与遗传育种
02
遗传育种在病虫害防治中的应用
传统育种
杂交育种
通过有性杂交，将具有抗性的优良性状组合在一 起，培育出具有更强抗性的新品种。
选择育种
在自然或人工创造的条件下，选择具有优良性状 的个体进行繁殖，以逐渐强化其抗性。
系统育种
根据植物的生长发育规律和遗传规律，通过科学 的管理手段，使植物按照人们的意愿生长发育。
病虫害的抗性机制与遗传育种
汇报人:可编辑
2024-01-06
目
CONTENCT
录
• 病虫害抗性机制 • 遗传育种在病虫害防治中的应用 • 病虫害抗性遗传研究 • 病虫害抗性遗传育种策略 • 病虫害抗性遗传育种的前景与挑战
01
病虫害抗性机制
生理抗性
耐受性
病虫害通过生理机制对农药产生的耐受性，使其能 够在农药存在下生存和繁殖。
基因组学技术
利用基因组学技术，全面解析病 虫害的基因组结构，发现与抗性 相关的关键基因，为抗性育种提 供指导。
分子标记辅助选择
利用分子标记辅助选择技术，快 速准确地筛选具有优良抗性基因 的种质资源，加速抗性育种进程 。
抗性遗传资源的挖掘与利用
1 2 3
全球范围内搜集种质资源
搜集和保存全球范围内具有抗性的种质资源，建 立抗性基因库，为抗性育种提供丰富的遗传材料 。
分子育种
分子标记辅助选择
利用分子标记技术，快速准确地检测和选择具有 抗性的基因型，提高育种效率。
CRISPR-Cas9系统
利用这一系统对植物基因进行精确编辑，创造出 具有特定抗性的新品种。
基因转移
将具有抗性的基因从一个生物体转移到另一个生 物体，创造出具有新性状的新品种。
ZFNs和TALENs
作物抗病虫遗传育种-V1
作物抗病虫遗传育种-V1作物抗病虫遗传育种作物是人类最基本的生物资源之一，发展健康、高效的农业生产是保障人类生存和持续发展的重要保障。
作物病虫害一直是农业生产中的重要问题之一，传统的农业防治方法主要依赖化学农药，但化学农药带来的环境污染及其对人类健康的危害已经引起了世界各国的高度关注。
因此，从遗传学的角度来改善作物的抗病虫能力已成为当今农业科学研究的热点之一。
1.抗病虫遗传育种的概念遗传育种是指利用遗传学原理和方法加速农作物品种改良的过程。
抗病虫遗传育种就是通过改良抗病虫性状的遗传基础来培育抗病虫的优良品种。
常用的遗传育种方法主要包括杂交育种、重组育种、转基因育种等。
2.抗病虫遗传育种的原理作物植株的抗病虫性状主要是由遗传因素控制的，可以通过遗传育种来提高植株对病虫害的抵抗力。
抗病虫遗传育种的原理主要包括以下几个方面：(1)基因筛选：将抗病虫相关的基因筛选出来，通过杂交或育种方法将其引入到优良品种中。
(2)克隆基因：将抗病虫基因直接克隆，通过基因工程等技术加速育种过程。
(3)基因组学筛选：现代遗传学技术的发展，如高通量测序等，可以对整个基因组进行筛选，提高效率和精确度。
(4)转座子技术：转座子是一种能够在基因组中移动的DNA序列，可以被用来激活或关闭相应的基因，从而提高作物对病虫害的抵抗力。
(5)组织培养技术：利用组织培养技术可以加速育种过程，如离体培养、植物细胞将性等。
3.抗病虫遗传育种的应用抗病虫遗传育种技术已经广泛应用于植物育种领域，丰富了作物品种资源，培育了许多抗病虫性强、产量高的作物品种。
其中，水稻的抗病虫育种取得了重大进展，新品种不但产量高，而且对病虫害的抵抗力也大大提高。
此外，小麦、玉米、棉花、蔬菜等作物的抗病虫育种也在不断推进中。
4.抗病虫遗传育种的前景随着科技的不断进步和人们对生态环境保护和安全健康的重视，抗病虫遗传育种作为一种优良的农业技术，其在未来的应用前景会越来越广阔。
未来的抗病虫遗传育种技术将更加精细化、高效化，为农业生产提供更有效的技术手段，并推动农业可持续发展。
第十二章 抗病虫育种
第十二章抗病虫育种抗病虫育种是以选育对某些病害或虫害具有抵抗能力的优良品种为主要目标的育种工作。
第一节抗病虫育种的意义与特点一、抗病虫育种的意义与作用二、抗病虫育种的特点一、抗病虫育种的意义与作用1、抗病虫育种的重要性1840 年 ~1845 年爱尔兰马铃薯晚疫病大面积流行，引起饥荒和民族的迁移；1940 年前后，水稻胡麻叶斑病导致了孟加拉国的饥荒；1950 年在中国，小麦条锈病大流行，使小麦减产 15~20% ；1970 年，美国玉米带因小斑流行而减产 15%。
据估计，全世界农作物每年因虫害损失达280~360 亿美元，因病害损失达 230~297 亿美元。
2、抗病虫育种的意义①抗病虫品种的选用是建立综合防治体系的重要基础；②可抑制菌源数量和虫口密度、降低病虫危害、提高防治效果；③减少环境污染和人、畜中毒；④保持生态平衡；⑤投资少、收效大。
3、抗病虫育种的作用①到 1979 年，美国培育出 42 个抗黑森瘿蚊的小麦品种，使小麦年增产值达 2.38 亿美元；②中国广大冬麦区，从 20 世纪 50 年代后，引进、育成抗锈良种，有效地控制了条锈病的发生和危害；③ Gallum,M.L. 等（ 1975 ）估计：美国由于采用了小麦、大麦、玉米、高粱等作物的抗虫品种， 10 年内便可挽回产量损失 30 亿美元。
二、抗病虫育种的特点寄主和寄生物的协同进化在自然生态系统中，寄主植物与有害生物（病原菌和害虫）大多是遗传上具有多样性的异质群体。
双方通过相互适应和选择而协同进化（ co-evolution ）。
定向选择（ directional selection ）：当垂直抗性品种大面积推广后，相应的毒性小种（ virulent race ）便会大量繁殖增多。
稳定化选择（ stabilizing selection ）：当生产上一个抗强毒性小种的品种的面积减少，感病品种的面积扩大时，因强度性小种适应性差，竞争不过无毒性或弱毒性小种，而频率下降，一些无毒性或弱毒性小种的频率升高，而不能形成优势小种（ preferential race,priority race ）。
作物抗病虫遗传育种(一)
作物抗病虫遗传育种(一)作物抗病虫遗传育种作物生长过程中，它们会遭受到各种病虫害的侵袭，从而导致产量下降，甚至全面减产。
在现代农业中，农业科学家为了提高农作物的生产效率和质量，并保障人们的食品安全，开展了作物抗病虫遗传育种研究，以改善作物种质和提高抗病虫性能。
在这篇文章中，我们将讨论作物抗病虫遗传育种的意义、方法以及它的实践应用。
一、意义作物抗病虫遗传育种的意义在于：将野生植物抗病虫的功能基因导入耕作植物；提高作物对病虫的抗性和耐受性；增加抗病虫基因库，提高作物遗传多样性；减少农药使用量，降低环境污染；保障农民和消费者的健康；提高作物产量和质量等。
二、方法（1）选择材料：选择受害最小的、抗病虫最佳的品种和规模化生产材料作为遗传材料，将抗病虫基因与作物材料进行杂交和选育。
（2）筛选病虫：根据病虫的感染能力和杀死率进行挑选，筛选更适合作物生长环境的病虫。
（3）选择导入技术：常用的技术包括融合基因、化学诱导基因变异、基因编辑等。
在选择具体的导入技术时，需要根据作物的生长习性、结构特点、病虫的种类和数量等进行筛选。
（4）选育与鉴定：在所选品种或物种中通过杂交、回交等育种方法，获得遗传材料稳定和优质的抗病虫育种系，通过热带肖孕法鉴定最优抗病虫的稳定遗传系，实现抗病虫功能稳定并具有经济效益的生产物种。
三、实践应用抗病虫遗传育种在实践中的应用非常广泛。
例如，我国水稻的“二系杂交”就是一种通过抗病虫遗传育种改良而来。
同时，抗病虫遗传育种还被广泛用于玉米、黄瓜、番茄等作物的改良中。
此外，在一些国家，例如美国和加拿大，基因编辑对于提高作物的抗病能力和生产高质量作物也得到了广泛应用。
综合来看，作物抗病虫遗传育种的研究和应用不仅有助于保障农民和消费者的健康，减少环境污染，还能促进优质高产的农产品的生产，对于满足全世界日益增长的粮食需求、实现"绿色发展"，都有着非常重要的意义。
抗病虫育种
抗病虫育种一抗病虫育种的意义与作用1 抗病性、抗虫性的概念（1）抗病性：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较小，可称具有抗病性。
（2）抗虫性：指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。
2 抗病虫育种的意义与作用（1）抗病虫育种是防治作物病虫害的主要方法。
（2）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。
3 抗病虫育种的特点抗病虫育种不仅与作物本身的遗传特性有关，而且与寄生物或有害生物的遗传，作物与寄生物之间的相互作用以及两者对环境的敏感性等有关。
寄主植物和寄生物之间具有协同进化的关系。
4 基因对基因学说针对寄主方面每一个垂直抗病基因，在病原菌方面或迟或早也会出现一个相对应的毒性基因；毒性基因只能克服其相应的抗性基因，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另一方相应基因的作用下，才能被鉴定出来。
二作物抗病虫性的类别与机制1 病原菌致病性及其变异(1)致病性：a 毒性（virulence）：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，是一种质量性状，又称为专化性致病性。
b 侵袭力(aggressivenese)：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速率和强度，是一种数量性状，又称非专化性致病性。
(2)生理小种(physiological race)：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。
（3）致病性的遗传毒性：单基因隐性遗传侵袭力：可能是多基因遗传（4）致病性的变异a 突变：真菌和病毒中已发现不少新的毒性基因来自突变。
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。
c 体细胞重组d 适应性变异2 作物抗病虫性的类别（1）按抗病虫性分类免疫：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危害或某种特定害虫取食危害特性。
农作物抗病虫害育种与品种改良
汇报人：可编辑 2024-01-07
目 录
• 农作物抗病虫害育种概述 • 农作物抗病虫害品种改良 • 农作物抗病虫害育种与品种改良的挑战与前景 • 农作物抗病虫害育种与品种改良的实践应用
01
CATALOGUE
农作物抗病虫害育种概述
定义与重要性
定义
农作物抗病虫害育种是指通过遗传改良，培育具有抗病、抗虫能力的作物新品 种的过程。
案例
某地区针对当地主要病虫害，通过传 统育种与分子育种相结合的方法，成 功培育出多个抗病虫害小麦新品种， 有效提高了该地区小麦生产的产量和 品质。
03
CATALOGUE
农作物抗病虫害育种与品种改良的挑战与 前景
面临的挑战
病虫害的多样性
抗性遗传的复杂性
不同地区、不同作物面临的病虫害种类繁 多，增加了育种和品种改良的难度。
未来发展前景与展望
技术进步推动
随着基因组学、生物信息学等领域的不断发展，农作物抗 病虫害育种与品种改良将迎来更多的技术突破和应用。
环境友好型农业的发展
随着人们对环境保护意识的提高，环境友好型农业将成为未来发 展的趋势，为农作物抗病虫害育种与品种改良提供了广阔的发展
空间。
满足可持续发展的需求
在全球气候变化和资源紧张的背景下，发展具有抗逆性、高产优 质、资源节约型的农作物新品种，对于保障全球粮食安全和可持
续发展具有重要意义。
04
CATALOGUE
农作物抗病虫害育种与品种改良的实践应 用
在农业生产中的应用
提高农作物产量
优化农业结构
通过抗病虫害育种和品种改良，可以 减少农作物受到病虫害的侵害，提高 农作物的产量和品质。
病虫害抗性机制与抗性育种
提高抗性育种效率的策略与建议
加强基础研究
加强病虫害抗性机制的基础研究，为抗性育 种提供理论支持。
加强国际合作
加强国际合作，共享抗性资源和育种技术， 提高育种效率。
推广抗性育种技术
推广先进的抗性育种技术，提高育种人员的 技能和素质。
THANK YOU
感谢各位观看
抗性机制单一
单一的抗性机制容易受到病虫害的适应性攻击，导致 抗性效果不稳定。
抗性育种的未来发展方向
发掘新的抗性资源
寻找和发掘更多的抗性资源，提高抗性育种的 多样性。
基因编辑技术
利用基因编辑技术对作物进行精准改良，提高 抗性效果。
联合育种
通过联合育种的方式，将多个抗性基因聚合到同一作物中，提高抗性效果和稳 定性。
变异来源
病虫害抗性的变异来源可以是突变、基因重组、基因漂移等。这些变异可以发生在自然 条件下或通过人工诱变和基因工程技术获得。
选择与进化
在长期的进化过程中，植物对病虫害的抗性不断得到选择和进化，使得植物能够更好地 适应多变的生态环境。
02
抗性育种方法
传统抗性育种
01
抗性品种筛选
通过在自然或人工模拟的环境中 ，对大量品种进行抗性鉴定，筛 选出具有较强抗性的品种。
通过分析数量性状基因座 （QTL），定位与抗性相 关的基因区域。
关联分析
利用全基因组关联分析， 发现与抗性相关的基因变 异位点，为育种提供指导 。
基因编辑技术在抗性育种中的应用
基因敲除
通过编辑技术，使目标基因失去功能，产生具有抗性的新品种。
基因过表达
使目标基因过量表达，提高品种的抗性水平。
基因编辑与其他技术的结合
基因编辑技术可以与传统的杂交、回交等方法结合，加速抗性育种 进程。
抗病虫育种技术
因的影响，即抗性是寄主与寄生物（病虫） 双方的基因型互作的结果，但它们也各自有 其独立的遗传系统。 针对寄主方面每一个垂直抗病基因，在 病原菌方面或迟或早也会出现一个相对应的 毒性基因。毒性基因只能克服其相应的抗性 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 另一方相应基因的作用下，才能被鉴定出来。
上述概念延伸到寄主-昆虫的关系时也同样存 在，即当寄主中每有一个主效抗性基因时，在 昆虫方面便迟早会有一个相应的致害基因。当 寄主具有抗虫基因时而昆虫不具有致害基因时， 则表现为抗虫；而当寄主具有抗虫基因时，但 昆虫具有相应的致害基因时，寄主则是不抗虫 的。
第二节 抗病性及其鉴定
一、病原菌致病性的遗传和变异
过去认为基因对基因学说主要是针对主效基因 制约的垂直抗性而言，目前认为：在微效基因系 统中也可能存在着基因对基因的关系，只是当若 干个乃至多个微效基因共同决定着抗病性和致病 性时，分化互作很小，难以从试验误差中区分开 来而被忽略。 同时，就每一个微效基因而言，虽然存在着基 因对基因的关系，但是其专化性很弱，相对品种 对相对小种的定向选择作用也就不大，因而小种 的组成变化较慢，所以就总的系统而言，抗病性 能稳定持久。
（多基因，水平抗病性）
⑴ 垂直抗性（小种特异性或专化性抗性）
同一寄主品种对病原菌的不同的生理小种具有特异 反应或专化反应。 特点是抗、感反应表现明显，易于识别。往往受单 基因或几个主基因的控制，抗病×感病杂交后代的抗 性一般按孟德尔遗传规律分离。 但抗病性易随病原菌生理小种的变异而丧失，大面 积推广易使侵染它的生理小种上升为优势小种。
（二）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。
植物学中的抗病抗虫育种方法
植物学中的抗病抗虫育种方法植物是人类的重要食物来源，但在生长过程中会受到各种病虫害的侵袭，造成生长受阻和产量下降。
因此，如何研究并开发出抗病抗虫的新品种，是植物育种中极为重要的课题。
本文将从传统手段和现代技术两个方面介绍植物学中的抗病抗虫育种方法。
一、传统手段1.质量选择法这种方法是通过观测不同品种的P覆盖率（病害在种群中的比例），选择病害最少的种子，进行后代的繁殖。
这样在种群中就能筛选出抗病能力强的品种。
2.人工授粉法这种方法主要是对花粉进行人工授粉，将高抗病品种的花粉授粉到病害重的品种上，使得后代具有了更强的抗病性。
3.杂交育种法这种方法与人工授粉法类似，是选择两个或多个不同的品种，将它们授粉或杂交，从而培育出具有更强抗病力的新品种。
通过这种方法育出的新品种具有较高的适应性和病害抵抗能力。
4.紫外辐射法紫外辐射法是使用紫外线对种子进行照射，使得基因发生改变，从而培育出的新品种抗病性更强。
二、现代技术1.遗传工程遗传工程是通过外源基因的导入或者定向突变生成的基因修饰手段，利用生物技术实现抗病、抗虫。
通过生物学、分子生物学、细胞生物学等多门学科的综合应用，可以在病虫害抵抗性、抗逆性、品质改良等多个方面进行改良。
2.分子标记辅助选择法这种方法是通过分子标记分析，选择与抗性相关的分子标记，将分子标记与抗性基因相关联，从而可以高效地筛选出具有抗病抗虫能力的新品种。
3.基因组编辑技术基因组编辑技术也是现代育种技术中的一项重要内容，通过CRISPR/Cas9系统，对自然界生物存在的基因进行剪接，从而使得抗病抗虫能力更强，品质更优，产量更高的新品种诞生。
总之，植物学中的抗病抗虫育种方法十分丰富多样，从传统方法到现代技术，都是育种人员共同研究的方向。
在未来的发展中，我们期待更多新技术的出现，从而更好地提高植物产量和质量，为人类的饮食安全和经济发展做出贡献。
抗病虫育种PPT课件
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32
（1）不选择性（排趋性、无偏嗜性）
某些植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 产卵和栖息等特性。
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33
水稻的株高、茎杆粗与二化螟的着卵量呈正相关
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19
抗病虫品种的选育是建立综合防治体系 的重要基础，它既可以抑制菌源数量和虫口 密度，降低病虫危害，提高防治效果，又可 减少因化学药剂的滥用而造成的环境污染和 人、畜中毒，保持生态平衡，对于农业的可 持续发展和农产品安全有极其重要的作用。
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20
第二节 药用植物的抗病性 一、病原菌致病性及其变异
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36
（3）耐害性 有些植物品种遭到虫害后，仍能正常 生长发育，在个体或群体水平上均表现出 一定的再生或补偿能力，不致大幅度减产 的特性。
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37
第四节 药用植物抗病虫育种
一. 抗源收集 二. 抗病品种选育方法 三. 抗病育种中的若干问题
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38
一. 抗源收集
1.从本地区、本国生产上用过的品种或正在 推广的品种中收集。
抗扩展的机制： ﹡厚壁细胞组织，木栓化组织，胶质层等 ﹡产生植物保卫素，或者钝化病原菌外酶，或中和
致病毒素 ﹡过敏性坏死
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26
过敏性坏死型是寄主对病原菌抗扩 展反应的重要类型。由寄主细胞过度 敏感或积累植物保卫素使寄主细胞迅 速坏死，因而使入侵的病原菌被封锁 或死于坏死的细胞中。
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27
2.植物抗病的理化因素
（1）角质层 角质层越厚，抗病性越强。
（2）碳水化合物 碳水化合物胼胝质，附加在质膜外侧，使次
病虫害防治中的抗性品种选育方法
病虫害防治中的抗性品种选育方法病虫害是农作物生产中常见的问题之一，严重影响着农作物的产量和品质。
为了有效地控制病虫害，选育抗性品种成为了一种重要的策略。
本文将介绍一些病虫害防治中常用的抗性品种选育方法。
一、经典育种法经典育种法是传统的品种选育方法，通过人工选择相对抗性较强的个体进行杂交，将抗性基因逐代固定在后代种子中。
这种方法主要包括品种杂交、选择和后代测试三个阶段。
在品种杂交阶段，选取抗性较强的亲本进行杂交，通过亲本间的配对产生具有抗性基因的杂种。
在选择阶段，对杂交种进行筛选，选择出具有较高抗性的个体，将其作为下一代的亲本。
在后代测试阶段，将选育出的品种进行大田试验，验证其抗性之后再推广应用。
二、基因工程育种法与经典育种法相比，基因工程育种法可以更加精确地导入抗性基因，并且可以在短时间内完成品种选育。
该方法的主要步骤包括基因克隆、转化和品种筛选。
在基因克隆阶段，通过分离和克隆已知的抗虫抗病基因，得到基因的DNA序列。
在转化阶段，将克隆的基因导入目标作物的细胞中，使其表达抗虫抗病蛋白。
在品种筛选阶段，对转基因植株进行抗性鉴定和品质评价，最终选育出具有抗性的品种。
尽管基因工程育种法在品种选育过程中具有一定的优势，但其应用受到一些限制，如转基因作物的安全性和可行性问题，以及公众对转基因食品的担忧等。
三、体细胞遗传育种法体细胞遗传育种法是近年来发展起来的一种新的选育方法。
该方法通过细胞核的重新组合和转移，实现抗性基因的引入。
主要包括细胞核移植和胚胎培养两个步骤。
在细胞核移植阶段，将带有抗性基因的细胞核移植到受体细胞中，使其合并为一体。
在胚胎培养阶段，对移植后的胚胎进行培养，使其发育为完整的植株。
最终，通过遗传学分析和大田试验验证其抗性。
体细胞遗传育种法是一种高效的选育方法，可以克服传统育种方法中的某些限制。
然而，该方法仍然面临技术成熟度和成本效益等方面的挑战。
四、分子标记辅助育种法分子标记辅助育种法是一种通过分子标记技术辅助品种选育的方法。
第11章抗病育种
轮回选择法（可以积累多个抗性基因） ①选用若干个具有水平抗性的亲本系，随机交配，
混合授粉，繁殖成综合品种群体。 ②从中选出若干抗性强的优株自交（人工辅助）。 ③自交后代按病害类别分成几份，分别种植，接种
鉴定，从中再选择具有多抗性的10～20个优系， 再互交，混合授粉，组成第一轮改良的多抗群体。 ④在第一轮的基础上，按上述程序进行第2、3...轮 的选择。
2、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 。
生理小种在形态上难以区分，只能用一套抗 病能力不同的鉴别寄主来区分。 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
➢ 毒性基因只能克服相应的抗性基因而产生毒 性效应。
➢ 在寄主—寄生物系统中，任何一方的上述基 因，都只有在对方相对应基因的存在下，才 能被鉴别出来。
病原菌 小种
0 1 2 3
基因型 A1A1A2A2
甲 r1r1r2r2
感病
a1a1A2A2 感病
A1A1a2a2 感病
a1a1a2a2 感病
寄主品种及其基因型
种工作较好国家或地区收集。 3、从育种的后代材料鉴定筛选。 4、从近缘种属植物中挖掘。
（二） 抗病品种选育方法 1、引种 2、选择育种 3、杂交育种
除采用常规的系普法、混合法选育单基因 或少数主基因抗性外，在选育由多基因控制的、 或者抗多种病虫害的品种时： ➢异花授粉作物可采用轮回选择法。 ➢自花授粉作物可采用双列选择交配法 。
品种的抗性表现，与品种本身、病原（虫）数量和 侵染力以及环境条件等因素相互作用的结果。
《抗病虫育种》课件
抗病虫育种的挑战和限制因素
抗病虫育种面临着一些挑战和限制因素：
1 病虫害的多样性
不同病虫害具有不同的特点和生物学机制，选择适应性较强的抗性基因对抗多病虫害有 一定难度。
2 遗传进展的限制
有些作物的基因组解析和遗传研究进展较慢，限制了抗病虫育种的开展。
3 转基因技术的争议
转基因技术在抗病虫育种中的应用存在一定的争业生产的重要手段，有助于提高粮食产量和质量，减少农药使用，保护环境。未来，我们将继 续深入研究和应用抗病虫育种技术，为农业可持续发展做出贡献。
经济效益
减少农药使用，降低生产成本，提高农民收入。
可持续发展
减少环境污染，保护生态系统平衡，实现农业的可持续发展。
抗病虫育种的基本原理和方法
抗病虫育种的基本原理是选择具有抗性的亲本进行杂交，传递抗性基因到后代。常用的方法包括遗传育种、分 子育种和转基因技术等。
选择亲本
分子标记辅助选择
根据病虫害的特点和作物的需求， 选择具有抗性的亲本进行杂交。
利用分子标记技术快速鉴定和筛 选携带抗性基因的植株。
田间试验
通过田间试验评估作物的抗性表 现，选择优良品种。
抗病虫育种的应用和案例分析
抗病虫育种已经在各个作物领域得到广泛应用。例如，水稻颗粒副产物抗虫基因的引入，显著减少农药 使用，提高水稻产量。
1
玉米抗虫品种
通过转基因技术，将具有抗虫性的基因导入玉米，减少对农药的依赖。
《抗病虫育种》PPT课件
农作物病虫害的危害及挑战。通过抗病虫育种，我们可以提高作物的抗病虫 能力，保证粮食安全和农业可持续发展。
抗病虫育种的意义和重要性
抵御病虫害是保护农作物的关键。抗病虫育种为我们提供了有效的工具，增加作物的抗性，减少 农药使用，降低环境污染。
病虫害防治中的抗性育种技术
病虫害防治中的抗性育种技术病虫害是农作物生产中的重要因素之一，它们给农民带来许多麻烦和损失。
传统的病虫害防治方法往往依赖农药的大量使用，然而这种方式不仅会对环境造成污染，还容易引发抗药性的发展。
因此，病虫害防治中的抗性育种技术应运而生。
一、什么是抗性育种技术？抗性育种技术是通过选择和培育具有抗病虫害能力的农作物品种或杂交种，以提高作物的抗病虫害能力。
它通过遗传学原理和育种方法，利用作物本身的遗传多样性，选育出天然抗性强的品种，从而减少对农药的依赖，降低农业生产成本，保护环境，提高农业生产效益。
二、抗性育种技术的原理抗性育种技术的核心原理是“选择和筛选”。
在病虫害常发的地区，通过大规模的试验田和种质资源的筛选，选出抗病虫害能力强的品种或杂交种。
这些品种或杂交种具有较高的抗性基因频率，能够在病虫虫害发生时有效抵御病虫害的侵袭。
三、抗性育种技术的方法1. 多基因抗性选育方法：通过多基因抗性选育方法，从杂交种或自交系中挑选具有多个抗性基因的品种。
这些抗性基因可以产生协同作用，提高抗病虫害的效果。
例如，在小麦白粉病的抗病性育种中，通过选择具有不同抗性基因的亲本，进行杂交，获得具有多基因抗性的小麦品种。
2. 点位突变选育方法：通过基因突变或点位突变技术，改变作物基因的表达，提高其抗病虫害的能力。
近年来，CRISPR基因编辑技术在抗性育种中的应用受到广泛关注。
利用CRISPR技术可以精确编辑作物基因，使其具备特定抗性。
例如，在水稻的白叶枯病抗性育种中，利用CRISPR技术可使水稻基因失活，从而提高其抗性。
3. 基因组选择育种方法：通过基因组学的方法，筛选具有抗性基因的个体，实现精确的育种目标。
基因组选择育种方法可以大大缩短育种周期，提高育种效果。
例如，在玉米的抗玉米花叶病育种中，利用基因组选择技术筛选出具有抗性基因的杂交种，从而提高抗性。
四、抗性育种技术的应用前景抗性育种技术的应用前景广阔。
随着人们对生态环境的重视和农药使用的限制，抗性育种技术将发挥越来越重要的作用。
抗病虫育种ppt课件
寄主
病害 病原菌 气候
(三)寄主和寄生物的协同进化
1、寄主和寄生物的协同进化 在自然生态系统中，寄主植物与有害 生物（病原菌和害虫）大多是遗传上具有 多样性的异质群体。 寄主植物具有一定程度的群体抗病性 或抗虫性, 以适应寄生物这一不利的外界条 件;而寄生物也会产生一定程度的致病性或 致害性,以繁衍其种族,从而形成大体上势均 力敌的动态平衡关系。
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二 品种的抗病性及其鉴定 （一）病原菌致病性的遗传与变异
1、 致病性 包括毒性（或毒力virulence） 侵袭力（aggressivenese） 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，因某种毒性只能克服其相应的抗病 性，所以又称为专化性致病性（specific pathogenecity）
概念理解: 从生态学和经济学观点，即能把病原菌的 数量压低到经济允许的阈值以下。即是相 对抗病而不是绝对抗病。 抗病品种并不是不需要防治，而是易于达 到有效、经济、安全、稳定的总体效果。
作物的抗虫性：指寄生植物所具有的能抵 御或减轻某些害虫的侵袭或危害能力。即 某一作物品种在相同的虫口密度下，比其 它品种获得高产、优质的能力。
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速率和强度（如潜育期和 产孢能力等），是一种数量性状，它没有专化性， 即不因品种而异，故又称非专化性致病性（nonspecific pathogenecity）。
2、 生理（毒性）小种
同一种病原菌可以分化成许多类型，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 据病原菌致病性差别划分出的类型，就是生理小 种（physiological race），也称毒性小种
作物育种抗病虫育种
（3）致病性的遗传 毒性： 毒性：单基因隐性遗传 侵袭力： 侵袭力：可能是多基因遗传
（4）致病性的变异 ） 突变： a 突变：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 有性杂交：病原真菌小种间、变种间和种间杂 有性杂交：病原真菌小种间、 交后基因发生重组。 交后基因发生重组。 c 体细胞重组 异核现象和拟性重组 d 适应性变异
相 对 病 指 （感 病 性 ）
相 对 病 指 （感 病 性 ）
生理小种
生Байду номын сангаас小种
垂直抗病性示意图
水平抗病性示意图
3 抗病虫性机制
（1）抗病性机制 ） 抗侵入：当病原菌侵入寄主前后， 抗侵入：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， 凭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。 菌的侵入和侵入后建立寄生关系。 抗扩展： 抗扩展：病原菌侵入寄主体内建立寄生关系 仍会遇到寄主某些组织结构、 后，仍会遇到寄主某些组织结构、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
（2） 抗虫性机制 不选择性： a 不选择性：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、 等特征特性，表现出对某些害虫具有拒降落、拒取食、 拒产卵和拒栖息等特性。 拒产卵和拒栖息等特性。 抗生性：某些寄主作物体内含有毒素或抑制剂， b 抗生性：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， 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，其幼龄若虫或幼虫死亡， 使取食后，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。 到有害影响的特性。 耐害性：有些作物品种遭受虫害后， c 耐害性：有些作物品种遭受虫害后，仍能正常生长 发育， 发育，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。 偿能力，不致大幅度减产的特性。
作物抗病虫遗传育种
• 病原形态：冬孢子球形或椭圆形，暗褐色。厚壁，表 面有细刺。无休眠期，潮湿条件下即可萌发。干燥室 内保存，4年后仍有24%的冬孢子可萌发。
•病原
•Ustilago maydis， •玉米散黑粉，属担子菌亚门、散黑粉菌属
二、细菌 1、一般特点
单细胞的原核生物： 薄壁菌门，厚壁菌门， 软壁菌门和疵壁菌门
• 纲（-mycetes） • 目（-ales） • 亚目（-ineae） • 科（-aceae） • 亚科（-oideae） • 族（-inae） •属 •种
菌物包括粘菌、卵菌和真菌三大类
鞭毛菌 接合菌 子囊菌 担子菌 半知菌 命名： 俗名法：寄主+病害名称+菌 如：马铃薯晚疫病菌、棉花黄萎病菌；稻瘟病菌； 双名法（拉丁文命名法）：属名+种名+命名人 如：Phytophthora infestans de Bary 其他: sp.， var.， subsp.， f. sp
稻胡麻斑病（brown spot of rice）
全国各稻区普遍发生，病叶受害产生椭圆或长圆形褐色或暗褐色病斑， 大小于胡麻（芝麻）子粒。严重时病斑联合呈大病斑，可造成植株枯死 。病害还可危害穗颈和谷粒。 病原学名： 无性态：Bipolaris oryzae 有性态：Cochliobolus miyabeanus
小麦叶锈病(Wheat leaf rust)
• 症状 • 病害通常只危害叶片,叶片上产生圆形或近圆形病斑，病斑
排列不整齐，表皮破裂后，散出黄褐色粉末（夏孢子）。
• 后期在叶片背面散生暗褐色至深褐色椭圆形冬孢子堆 • 病原 • 学名：Puccinia recondita f. sp. tritici • 中名：隐匿柄锈菌小麦专化型 • 小麦隐匿柄锈菌，属担子菌亚门柄锈菌属
作物抗病虫遗传育种(1)
作物抗病虫遗传育种(1)作物抗病虫遗传育种作物生产是人类赖以生存的重要基础，而病虫害则是制约着作物生产的最大威胁之一，因此，作物抗病虫遗传育种显得尤为关键。
作物抗病虫遗传育种是指通过对作物中抗病虫基因进行优选、重组和转移等手段，培育具有强大病虫害防御能力的优良品种。
下面，本文将从作物抗病虫遗传育种的意义、方法和局限性三个方面进行分析。
意义作物抗病虫遗传育种具有重要的实践意义。
首先，它能够提高作物的生产能力和产量，保证粮食安全。
其次，它可以减少化学农药的使用，降低环境污染和食品安全问题。
此外，作物抗病虫遗传育种还能够提高农民的收益，推动农村经济的发展，同时对于保障国家粮食安全也起到至关重要的作用。
方法作物抗病虫遗传育种有多种方法，其中较为主要的包括：1. 选择育种法。
通过为具有较强抗病虫害性状的亲本进行筛选、杂交，以培育出抗病虫特性明显的后代。
2. 拮抗菌育种法。
利用微生物拮抗，通过人工选择和筛选制备出具有抗病虫能力的微生物杀虫剂、杀菌剂等。
3. 重组DNA技术育种法。
将外来抗病虫基因导入到目标作物中，形成新的抗病虫品种。
4. 遗传育种法。
对目标作物进行遗传改良，增强其抗病虫能力。
局限性作物抗病虫遗传育种虽然具有重要的实践意义，但其也存在着局限性。
首先，抗病虫基因喜好依赖性很强，同一种基因在不同植物中的表现可能会存在较大差异，因此，病虫害的草根适应性和适应规模也相应不一。
其次，抗病虫遗传育种并不是免费的，其成本可能很高，包括财政、劳动力和扩大生产的成本。
综上所述，作物抗病虫遗传育种是解决病虫害问题的一种有效手段，通过现代生物技术的发展，加速抗病虫基因植物的创制与应用，可以充分挖掘作物植物内源性的抗病虫基因，降低经济成本，提高农民收益，为农业可持续发展做出重要贡献。
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2 作物抗病虫性的类别
（1）按抗病虫性分类
免疫：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危害或某种特定害虫 取食危害特性。 高抗：寄主作物群体受病菌危害很小的特性。 中抗：受病菌危害程度低于该种作物受害平均值。
中感：危害程度等于或大于该种作物受害平均值。
高感：远远高于受害平均值的特性。
作物
病原物
环境
作物、病原物及环境之间的关系
4 基因对基因学说 针对寄主方面每一个垂直抗病基因，在病 原菌方面或迟或早也会出现一个相对应的毒性 基因； 毒性基因只能克服其相应的抗性基因， 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另一方相 应基因的作用下，才能被鉴定出来。源自二 作物抗病虫性的类别与机制
1 病原菌致病性及其变异 (1)致病性： a 毒性（virulence） ：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 一种质量性状，又称为专化性致病性。
b 侵袭力(aggressivenese) ：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速 率和强度，是一种数量性状，又称非专化性致 病性。
三 抗病虫性的遗传
1 主效基因遗传
（1）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。 （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。比如，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： 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 兼抗品种。
四
抗病虫性鉴定
1 田间鉴定 (1)抗病性的田间鉴定 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行。 田间抗病性鉴定依据的指标既有定性的， 也有定量的。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 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 病性差异。
第十二章 抗病虫育种
马铃薯晚疫病
小麦条锈病
一 抗病虫育种的意义与作用
1 抗病性、抗虫性的概念
（1）抗病性：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较 小，可称具有抗病性。
（2）抗虫性：指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。
抗 虫 玉 米
抗 虫 向 日 葵
2 按寄主—病原菌的专化性有无分类
(1)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， 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 菌不同生理小种的抗性反应画成柱形图时，可 以看到各柱顶端高低相差悬殊，所以称作垂直 抗性。
(2)水平抗病性(horizontal resistance)
耐病：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 农艺性状等不受损害或影响较小。
（2） 抗虫性机制 a 不选择性：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、 拒产卵和拒栖息等特性。 b 抗生性：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 耐害性：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 偿能力，不致大幅度减产的特性。
(2)生理小种(physiological race) ：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。
（3）致病性的遗传 毒性：单基因隐性遗传 侵袭力：可能是多基因遗传
（4）致病性的变异 a 突变：真菌和病毒中已发现不少新的毒性基因 来自突变。 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。 c 体细胞重组 异核现象和拟性重组 d 适应性变异
2 抗病虫育种的意义与作用 （1）抗病虫育种是防治作物病虫害的主要 方法。 （2）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。
目前，抗病育种的主要对象是流行性强
的气传病害，如小麦条锈病、白粉病，水稻
稻瘟病、白叶枯病，玉米大小斑病等；顽固
的土传病害， 如小麦赤霉病、根腐病、全蚀
寄主品种对所有小种的反应是一致的，对 病原物不同小种没有特异反应或专化反应。
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，可看到各 柱顶端相差无几，所以叫做水平抗性 。
相 对 病 指 （ 感 病 性 ）
相 对 病 指 （ 感 病 性 ）
生理小种
生理小种
垂直抗病性示意图
水平抗病性示意图
2 微效多基因遗传
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，属于微效多基因遗传。
F2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 境条件的影响。
3 细胞质遗传 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 关。 特点：正、反交表现不一样，抗性表现为母本遗 传；抗、感亲本杂交后代自交或与亲本回 交，抗性不发生分离。
3 抗病虫性机制
（1）抗病性机制 抗侵入：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 菌的侵入和侵入后建立寄生关系。 抗扩展：病原菌侵入寄主体内建立寄生关系 后，仍会遇到寄主某些组织结构、生理生化特 性等方面的抑制而难于进一步扩展。 过敏性坏死反应
避病：感病的寄主品种在一定条件下避开病原菌 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。
病，棉花枯、黄萎病、玉米丝黑穗病，以及
用其它方法很难防治的病害，如小麦红、黄
矮病，马铃薯各种病毒病等。
小麦根腐病
小麦白粉病
水稻白叶枯病
水稻稻瘟病
3 抗病虫育种的特点 抗病虫育种不仅与作物本身的遗传特性 有关，而且与寄生物或有害生物的遗传，作 物与寄生物之间的相互作用以及两者对环境 的敏感性等有关。 寄主植物和寄生物之间具有协同进化的 关系。