抗病虫育种技术.ppt

抗病虫育种的意义抗病虫育种的意义 抗病虫性的类别抗病虫性的类别 抗病虫性的鉴定抗病虫性的鉴定 抗病虫品种的选育抗病虫品种的选育 教学重点教学重点 一、抗病性、抗虫性的概念一、抗病性、抗虫性的概念 抗病性：抗病性：当植物遭受病原菌的侵染后，能产生当植物遭受病原菌的侵染后，能产生一种能动的反应，去战胜病原菌的侵染或减轻一种能动的反应，去战胜病原菌的侵染或减轻其危害的能力。其危害的能力。抗虫性：抗虫性：寄主植物所具有的能抵御或减轻某些寄主植物所具有的能抵御或减轻某些害虫的侵袭和危害的能力，即某一植物品种在害虫的侵袭和危害的能力，即某一植物品种在相同的虫口密度下，比其它品种获得高产、优相同的虫口密度下，比其它品种获得高产、优质的能力。质的能力。第一节第一节 抗病虫育种的意义与特点抗病虫育种的意义与特点 二、抗病虫育种的意义与作用二、抗病虫育种的意义与作用 1、选育和推广抗病虫品种，可以起到保产的、选育和推广抗病虫品种，可以起到保产的作用。作用。2、选用抗病、虫品种，是一项最经济有效而、选用抗病、虫品种，是一项最经济有效而又简单易行的措施。与化学防治相比，它可以又简单易行的措施。与化学防治相比，它可以降低生产成本，减轻环境污染，有利于保持生降低生产成本，减轻环境污染，有利于保持生态平衡；投资少，收效大，易于大面积推广。态平衡；投资少，收效大，易于大面积推广。化学农药化学农药 增加成本增加成本 增加工作强度增加工作强度 防治为害不彻底防治为害不彻底 污染环境污染环境 破坏生态平衡破坏生态平衡 有机食品不得使用有机食品不得使用 农药使用状况农药使用状况 全球已经注册的农药全球已经注册的农药800种种 全球使用量全球使用量460余万吨余万吨/年年 禁用农药仍在某些国家使用：禁用农药仍在某些国家使用：Erdrin,DDT,Lindane,Aldrin,Chlordane 我国农药年用量在我国农药年用量在120万吨左右，用在万吨左右，用在农作物、果树、蔬菜等约占农作物、果树、蔬菜等约占95以上。以上。喷施农药时，仅有喷施农药时，仅有10-20%的农药附在植的农药附在植物上，物上，40-60%降落在地面、降落在地面、5-30%飘落飘落于空中，造成大气、水体及土壤的污染。于空中，造成大气、水体及土壤的污染。农药破坏了农田生态平衡和生物多样性，农药破坏了农田生态平衡和生物多样性，出现了抗药性害虫；化学农药残留在作出现了抗药性害虫；化学农药残留在作物体内形成一定的累积，造成人畜中毒。物体内形成一定的累积，造成人畜中毒。三、抗病虫育种的特点三、抗病虫育种的特点 核心是寄主植物与寄生物（病虫）之间的关系核心是寄主植物与寄生物（病虫）之间的关系。1、寄主植物本身的抗病虫遗传特性；、寄主植物本身的抗病虫遗传特性；2、寄生物（病虫）的致害性遗传特性；、寄生物（病虫）的致害性遗传特性；3、寄主植物和寄生物（病虫）之间作用关系；、寄主植物和寄生物（病虫）之间作用关系；4、寄主植物和寄生物（病虫）对环境敏感性。、寄主植物和寄生物（病虫）对环境敏感性。人们不仅要求品种的抗病虫性持久又要求人们不仅要求品种的抗病虫性持久又要求多抗。所以抗病虫育种工作在某种程度上比高多抗。所以抗病虫育种工作在某种程度上比高产、优质育种更具艰巨性和复杂性。产、优质育种更具艰巨性和复杂性。四、寄主和寄生物（病虫）的相互关系四、寄主和寄生物（病虫）的相互关系 1、寄主和寄生物（病虫）的协同进化、寄主和寄生物（病虫）的协同进化 寄主植物具有一定程度的群体抗病性或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（病虫）这一不利的抗虫性，以适应寄生物（病虫）这一不利的外界条件；而寄生物（病虫）也会产生一定外界条件；而寄生物（病虫）也会产生一定程度的致病性或致害性，以繁衍其种族，从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。而形成大体上势均力敌的动态平衡。2、基因对基因学说、基因对基因学说 寄主植物的抗病（虫）性不仅取决于其自寄主植物的抗病（虫）性不仅取决于其自身所携带的抗性基因，还会受对应寄生物基身所携带的抗性基因，还会受对应寄生物基 因的影响，即抗性是寄主与寄生物（病虫）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。其独立的遗传系统。针对寄主方面每一个垂直抗病基因，在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。在寄主基因，而产生毒性（致病）效应。在寄主-寄寄生物体系中，任何一方的每个基因都只有在生物体系中，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。另一方相应基因的作用下，才能被鉴定出来。基因对基因相互关系的模式基因对基因相互关系的模式-寄寄主主基基因因型型病原菌病原菌甲甲乙乙丙丙丁丁小种小种基因型基因型r1r1r2r2R1R1r2r2r1r1R2R2R1R1R2R2-0 A1A1A2A2感感抗抗抗抗抗抗1 a1a1A2A2感感感感抗抗抗抗2 A1A1a2a2 感感抗抗感感抗抗3 a1a1a2a2 感感感感感感感感-过去认为基因对基因学说主要是针对主效基因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：制约的垂直抗性而言，目前认为：在微效基因系在微效基因系统中也可能存在着基因对基因的关系，统中也可能存在着基因对基因的关系，只是当若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性时，分化互作很小，难以从试验误差中区分开来而被忽略。来而被忽略。同时，就每一个微效基因而言，虽然存在着基同时，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，抗病性的组成变化较慢，所以就总的系统而言，抗病性能稳定持久。能稳定持久。上述概念延伸到上述概念延伸到寄主寄主-昆虫昆虫的关系时也同样存的关系时也同样存在，即当寄主中每有一个主效在，即当寄主中每有一个主效抗性基因抗性基因时，在时，在昆虫方面便迟早会有一个相应的昆虫方面便迟早会有一个相应的致害基因致害基因。当。当寄主具有抗虫基因时而昆虫不具有致害基因时，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，寄主则是不抗虫昆虫具有相应的致害基因时，寄主则是不抗虫的。的。第二节第二节 抗病性及其鉴定抗病性及其鉴定 一、病原菌致病性的遗传和变异一、病原菌致病性的遗传和变异 不仅与植物本身也与病原菌致病性有关。不仅与植物本身也与病原菌致病性有关。毒性（或毒力）毒性（或毒力）侵袭力。侵袭力。毒性毒性是指是指病原菌病原菌能克服某一能克服某一专化抗病基专化抗病基因因而侵染该品种的特殊能力，属质量性状，而侵染该品种的特殊能力，属质量性状，又称专化性致病性。又称专化性致病性。侵袭力侵袭力是指在能够侵染寄主的前提下，是指在能够侵染寄主的前提下，致病性致病性 病原菌在寄生生活中的生长繁殖速率和强度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），属数量性状，它（如潜育期和产孢能力等），属数量性状，它没有专化性。又称非专化性致病性。没有专化性。又称非专化性致病性。（一）生理（毒性）小种（一）生理（毒性）小种 同一种病原菌可以分化出许多类型，不同类同一种病原菌可以分化出许多类型，不同类型之间对某一品种的专化致病性有明显差异，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这种根据病原菌致病性差别划分出的类型就是生理小种，也称为毒性小种。生理小种，也称为毒性小种。一般而言，病原菌的寄生性水平（专化性）一般而言，病原菌的寄生性水平（专化性）越高，寄主的抗病特异性越强，病原菌的生理越高，寄主的抗病特异性越强，病原菌的生理小种分化越强（生理小种数目越多）。小种分化越强（生理小种数目越多）。生理小种的鉴定方法生理小种的鉴定方法 鉴别寄主鉴别寄主-国际鉴别寄主（标准鉴别寄主）国际鉴别寄主（标准鉴别寄主）利用一套对一种病原物不同小种抗性反应不同的品种利用一套对一种病原物不同小种抗性反应不同的品种（或抗病基因类型）作为鉴别品种（寄主（或抗病基因类型）作为鉴别品种（寄主）。）。对鉴别寄主的要求：对鉴别寄主的要求：a a 鉴别力强鉴别力强 b b 病症反应稳定病症反应稳定 c c 含有不同抗病基因含有不同抗病基因 d d 代表性的纯系品种代表性的纯系品种 致病性鉴定的程序致病性鉴定的程序 标样采集、登记、分离保存、致病性鉴定、反应型记标样采集、登记、分离保存、致病性鉴定、反应型记载以及结果分析等步骤。载以及结果分析等步骤。鉴定结果分析鉴定结果分析 结果与文献中描述的已知小种比较，确定其属于哪个结果与文献中描述的已知小种比较，确定其属于哪个生理小种。如与已知的小种都不相同，应深入研究。生理小种。如与已知的小种都不相同，应深入研究。（二）致病性的遗传（二）致病性的遗传 对真菌病害的遗传研究认为：对真菌病害的遗传研究认为：毒性毒性为单基因隐性遗传。为单基因隐性遗传。侵染力侵染力是多基因遗传。是多基因遗传。（三）致病性的变异（三）致病性的变异 1 1、突变：、突变：自发突变频率低，人工诱发突变率则较高。自发突变频率低，人工诱发突变率则较高。2 2、有性杂交：、有性杂交：小种、变种和种间杂交后的重组。小种、变种和种间杂交后的重组。3 3、体细胞重组：、体细胞重组：不同生理小种的菌丝联结或芽管结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，使单个菌丝的细胞或合，进行核交换或产生核突变，使单个菌丝的细胞或 孢子中含有遗传性质不同的核的现象，叫异核现象。孢子中含有遗传性质不同的核的现象，叫异核现象。异核融合或交换某些遗传物质，发生基因重组，产生异核融合或交换某些遗传物质，发生基因重组，产生 新基因型的菌丝，叫准（拟）性重组。新基因型的菌丝，叫准（拟）性重组。二、抗病性的类别、机制和遗传二、抗病性的类别、机制和遗传 （一）抗病性的类别（一）抗病性的类别 1 1、表现时期：、表现时期：全生育期、苗期、成株期；全生育期、苗期、成株期；2 2、机能：、机能：生物学、形态和组织结构、生理生物学、形态和组织结构、生理生化；生化；3 3、程度程度：免疫免疫、高抗高抗、中抗中抗、中感中感、高感高感；4 4、遗传遗传：主效基因主效基因、微效基因微效基因；5 5、病原菌小种病原菌小种:专化性专化性、非专化性非专化性。6 6、从遗传方式分类、从遗传方式分类 分质量分质量（单基因，垂直抗病性）（单基因，垂直抗病性）和数量遗传的抗病性和数量遗传的抗病性（多基因，水平抗病性）（多基因，水平抗病性）垂直抗性垂直抗性（小种特异性或专化性抗性）（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。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，基因或几个主基因的控制，抗病抗病感病感病杂交后代的抗杂交后代的抗性一般按孟德尔遗传规律分离。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。积推广易使侵染它的生理小种上升为优势小种。相对病指（感病性）相对病指（感病性）垂直抗病性示意图垂直抗病性示意图 生理小种生理小种 水平抗病性水平抗病性（非小种特异性或