草育种学12 抗性育种

第十二章抗性育种第一节抗病虫育种第二节抗逆性育种逆境胁迫因素及植物的抗逆性因素胁迫因子耐性物理因素化学因素生物因素人为因素温度水分养分土壤PH病原菌害虫大气污染药剂低温——耐冷性、耐寒性、耐冻性高温——耐暑性缺乏——耐旱性过剩——耐湿性缺乏——微量元素缺乏耐性过剩——耐盐性、耐重金属性耐碱性、耐酸性抗病性抗虫性耐臭氧性、耐SO2性、耐紫外线耐药性1.病原菌的致病性和变异：（1）生理小种的概念：病原菌形态相似，但在培养性状、生理、病理（致病力）或其他特性上有差异的生物型或生物型群。（2）病原菌的致病性：指病原菌引致病害的能力。病原菌变异的途径：

A有性杂交B体细胞重组C突变D适应抗病育种植物病原物的遗传变异机理1）病原真菌的变异（途径）：有性生殖过程中核基因重组、突变、无性重组2）病原细菌的变异（途径）：

DNA在细胞间转移形成新株系；转化；转导；突变3）病原病毒的变异（途径）：杂交→新病毒株系（杂种RNA或DNA）；突变转化是指供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌，使受体菌获得新的性状。转导是以温和噬菌体为媒介，把供体菌的DNA小片段携带到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状。接合是两个完整的细菌细胞通过性菌毛直接接触，由供体细菌将质粒DNA转移给受体细菌的过程。植物抗病性的等级免疫：寄主对病原物侵染的反应表现为完全不发病，或观察不到可见症状；抗病：寄主受病原物侵染后发病轻微，分高抗、中抗、低抗；感病：寄主对病原物侵染能发病的，严重的称高度感病；耐病：植物忍受病害的性能；避病：由于种种原因未受到侵染未发病（时间、空间下的）植物的抗病机制：抗侵入类型抗扩展类型过敏性坏死过敏性坏死属于抗扩展类型，在受到病原菌侵害后，由于寄主细胞过度敏感，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。过敏性坏死类型的抗病性是小种特异性的，当病原菌产生变化时，具有这种抗病性的品种常有“丧失”其抗病性的危险。水平抗病性和垂直抗病性

①垂直抗病性—又称“专化性抗病性”是指寄主对病原菌不同生理小种所具有的“特异”反应或“专化”反应，即寄主对某些生理小种高度抵抗，但对另一些小种则高度感染。特点：

往往属于过敏坏死型的抗病性，最高程度可达免疫；属单基因或少数主效基因的简单遗传，杂种后代分离简单；表现突出、明显、受环境影响较小，易于识别利用；缺点：会因病原菌生理小种的变化而使抗性“丧失”②水平抗病性—指寄主对不同生理小种没有“专化”和“特异”反应，对各种小种的反应大体上接近一个水平。特点：对各小种反应一致，抗病性比较稳定和持久；属微效基因控制的数量遗传，杂种后代分离比较复杂；植物病害的类别及起因植物病害非侵染性病害：由植物生长条件的不适应（如旱、涝）或环境中有害物质的影响，无其他生物侵染，不传染；侵染性病害：由其它生物寄生而引起，故又称寄生性或传染性病害。病原物：引起植物病害所有生物的统称，如：细菌、真菌、病毒、类菌原体、线虫、寄生性植物种子、少数放线菌和藻类植物、类立克氏体。病害的农业防治1、通过农机具、土壤消毒、驱除或杀灭媒介昆虫等以切断病毒的感染途径。该方法行之有效，但颇费人力、物力及时间，杀虫剂会造成环境污染。2、通过组织脱毒法获得无毒种植材料成本高、工作量大，病毒如田间再感染，使得植株无毒期不长。3、培育抗病品种植物与病原菌的相互作用1、基因对基因学说

“基因对基因”的关系可以用“一把钥匙开一把锁”来解释。即寄主的抗性基因像一把锁，能锁住病害不发生；而病原物的致病基因像一把钥匙企图开锁而侵染寄主。对于寄主的每一个主效抗性基因，病原物中便存在一个相应的致害基因。当寄主植物具有抗性基因，而病原物不具致害基因时，寄主表现抗病；相反一旦病原物出现具有致害基因的生物型时，寄主便变为感病2、蛋白质对蛋白质假说

寄主蛋白质与病原菌蛋白质的共聚合反应，来自病原菌的同一种蛋白质，如发生共聚作用，则呈亲和反应→致病；不发生共聚，不亲和→具抗病性。

抗病育种的方法和程序一、育种材料1、地方品种和栽培品种2、野生种和引入种3、复合种质4、突变材料（人工或自然诱发的）抗病性鉴定1、室内鉴定2、田间鉴定：要设病圃（隔离），用于成株鉴定3、鉴定标准：发病率＝发病植株数/调查植株数×100％病情指数：表示发病的程度，以病斑在叶病上的面积进行分级（1－5级）反应型：主要用于鉴定过敏性坏死抗性抗病品种的培育方法1、轮回选择法：2、回交育种法：

综合农艺性状好的品种（♀）×抗病品种（♂）3、杂交育种法：4、选择育种法：1、程度免疫高抗低抗感虫高感2、机能寄主避免诱导抗虫逃避3、稳定性水平抗性垂直抗性植物抗虫性的类型抗虫育种一、不选择性1、拒降落（与叶色有关）2、拒产卵：主要是植物体本身理化因素的影响3、拒取食二、抗生性1、抗生性与不选择性2、植物抗生性的营养学说3、植物抗生性的毒素学说（生物碱）三、耐害性1、耐害性：植物对害虫危害的承受能力2、优点：①无需使用杀虫剂灭虫②害虫无法生出新的生物型

③植物对虫害的自主反应特别可取硅的作用WTMutant抗虫育种的方法和技术一、抗原收集与保存二、抗虫性鉴定

1、田间鉴定：受害方式、部位；产卵量、虫口密度等。

2、室内鉴定：三、抗虫育种方法

1、直接筛选法：

2、杂交选育法：不抗虫×抗虫

3、回交转育法：

4、复合杂交法：

5、轮回选择法：

6、生物技术：转BT基因到受体植物第二节抗逆性育种1、抗逆性育种：也称抗性育种，是指植物在不良环境条件（气、水、土）胁迫下，对逆境条件的抵抗性和耐受性。2、植物逆境胁迫因素：温度胁迫：低温、冻寒＜0℃，冷害，高温，水分胁迫：干旱矿物质胁迫：盐碱、酸、铝动物胁迫：啃食、过渡放牧践踏、畜粪污染抗寒育种一、抗寒性和越冬性1、抗寒性：植物对低温寒害的抵抗能力。2、越冬性：植物对低温寒害及越冬过程中冬春季复杂逆境的综合抗性。二、抗寒育种的意义扩大栽培种植区域三、抗寒性的鉴定（方法）1、大田条件下直接测定法2、人工冷冻技术3、营养成分测定法4、电导法5、叶绿素荧光法6、秋眠性（falldormoncy）测定四、抗寒性育种法主要采用选择法进行，其中混合选择、改良混合选择、轮回选择、群体逐代筛选均有效。抗旱性育种一、概念避旱：植物通过早熟或生长发育上的可塑性，在时间上避开旱害免旱：在水分胁迫时，体内仍能保持一部分水分而免受旱害耐旱：植物忍受低水势的能力，在其内部结构可与水分胁迫达到热力学平衡，从而不受损割或减轻损害。二、抗旱性鉴定1、田间直接鉴定2、以产量测定间接鉴定（常旱干旱地区）3、盆栽法4、形态特征鉴定5、理化指标（乙稀、脯氨酸、脱落酸、叶绿素等的含量）鉴定三、育种方法1、参照抗寒育种的选择法2、杂交育种法植物气孔运动SLAC1蛋白能调节植物吸入二氧化碳和蒸发水分保卫细胞玉米根系耐盐碱性育种一、抗盐机制1、盐害种类及危害程度：Na+

K+CL-CO32-HCO3-SO24-碳酸盐＞氯化物＞硫酸盐2、耐盐性机制：拒盐：拒绝吸收过量的有害盐离子（如：碱茅、芦苇、赖草等）泌盐：盐分进入体内后，可通过不同方式将其排出而免受盐害（如：海韭菜、滨藜等）稀盐：采用快速生长或增加肉质的方式，将体内盐分稀释至不发生盐害的程度（如：盐爪爪、灰绿碱蓬、盐角草）二、耐盐性鉴定直接鉴定：（不同浓度盐溶液处理种子、幼苗、成株）盐分胁迫