作物抗病育種

1、四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件第六章第六章 作物抗病育種作物抗病育種 第一節(jié)第一節(jié) 病原物的致病性和寄主的抗病原物的致病性和寄主的抗病性病性 第二節(jié)第二節(jié) 抗病性的鑒定抗病性的鑒定 第三節(jié)第三節(jié) 抗病蟲育種的特點(diǎn)抗病蟲育種的特點(diǎn) 第四節(jié)第四節(jié) 抗病蟲品種的選育及利用抗病蟲品種的選育及利用四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 抗病育種是以選育抵抗某種病害的良種為主要目標(biāo)的育種工作?？共∮N工作主要有：水稻白葉枯病小麥赤霉病小麥赤霉病左:病穗;右:正常麥粒與病麥粒四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件抗病育種工作主要有：小麥的條銹病小麥的條銹病:

2、左左:葉片上的夏孢子;中中:葉片上的冬孢子;右右:葉鞘上的夏孢子水稻白背飛虱小麥白粉病小麥白粉病:左左:病;中中:病穗;右右:田間癥狀稻薊馬稻薊馬四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件玉米大小斑病玉米大小斑病玉米小斑病植株玉米小斑病植株甘薯黑斑病1.病薯長(zhǎng)出病苗 2.病苗的病部放大 3.病薯剖面 馬鈴薯晚疫病1-2.病葉 3.病薯 4.病薯切面 棉花黃萎病棉花黃萎病水稻稻瘟病水稻稻瘟病四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件水稻白葉枯病田間為害狀水稻白葉枯病田間為害狀水稻黃矮病水稻黃矮病1.病株 2.病葉前期 3.病葉后期 4.黑尾葉蟬（傳毒昆蟲） 水稻紋枯病水稻紋枯

3、病玉米絲黑穗病玉米絲黑穗病1.玉米雄穗上的癥狀玉米雄穗上的癥狀 2.玉米雌穗上的癥狀玉米雌穗上的癥狀 玉米紋枯病田間為害狀玉米紋枯病田間為害狀油菜菌核病油菜菌核病四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件小麥桿銹病小麥桿銹病小麥葉銹病夏孢子堆小麥葉銹病夏孢子堆麥圓蜘蛛麥圓蜘蛛長(zhǎng)腿蜘蛛長(zhǎng)腿蜘蛛小麥腥黑穗病小麥腥黑穗病棉花枯萎病棉花枯萎病一、病原物的致病性一、病原物的致病性 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件第一節(jié)第一節(jié) 病原物的致病性和寄主的抗病性病原物的致病性和寄主的抗病性(一一)致病性致病性 包括毒性毒性(或毒力virulence)和侵襲力侵襲力(aggressi

4、venese)兩個(gè)方面。毒性毒性指的是病原菌能克服某一?；傅氖遣≡芸朔骋粚；共』蚨秩驹撈贩N的特殊能力?？共』蚨秩驹撈贩N的特殊能力。因某種毒性只能克服其相應(yīng)的抗病性，所以又稱為?；灾虏⌒?specific pathogenecity)。如稻瘟病菌小種研5333對(duì)水稻品種露明有毒性，小種研5420對(duì)水稻品種愛知旭有毒性。 侵襲力侵襲力是指在能夠侵染寄主的前提下，病原菌在寄生生活中的生長(zhǎng)繁殖速率和強(qiáng)度(如潛育期和產(chǎn)孢能力等)，是一種數(shù)量性狀，它沒有?；?，即不因品種而異，故又稱非?；灾虏⌒?non-spe- cific pathogenecity)。(二二)生理生理(毒性毒性)

5、小種小種 同一種病原菌可以分化成許多類型，不同類型之間對(duì)某一品種的專化致病性有明顯差異，這種根據(jù)病原菌致病性差別劃分出的類型，就是生理小種生理小種(physiological race)，也稱毒性小種。 生理小種的概念在植物病理學(xué)上是很重要的基本概念之一，為了培育抗病品種，需要知道威脅生產(chǎn)的重要病原物存在哪些生理小種?其毒性如何? 這些小種在自然界發(fā)生的頻率，地理分布年分變化如何等等，都是生產(chǎn)中迫切需要了解和解決的問題。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件(三三)生理小種的變異生理小種的變異 生理小種的變異包括兩個(gè)不同的概念。一是原有生理小種的致病能力發(fā)生了變化，二是出現(xiàn)了新

6、的生理小種。 (四四)生理小種組成的變化與品種抗病性的喪失生理小種組成的變化與品種抗病性的喪失 組成病菌群體的各個(gè)小種的種類及其比例，稱為小種組成。其中數(shù)量比例最大的一個(gè)或二、三個(gè)，稱為優(yōu)勢(shì)小種。其它稱為次要小種。 小種組成主要決定于生產(chǎn)上寄主品種的組成，對(duì)于高級(jí)寄生菌來說尤其如此。某個(gè)小種要能上升為優(yōu)勢(shì)小種，必須有最適于它寄生繁殖的品種大量種植，這種品種稱為該小種的“哺育品種”。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 每當(dāng)一個(gè)新的抗病品種大量推廣后，病菌方面就有相應(yīng)的新小種產(chǎn)生和流行，并導(dǎo)致抗病品種的抗性“喪失喪失”。從上可知，抗病品種只能是相對(duì)的，它只能抗某些病害的某些生理

7、小種，一旦生理小種發(fā)生變化，它的抗性也隨之喪失，因而抗病育種工作也必須堅(jiān)持不懈地進(jìn)行，不斷選育出新的抗病品種和采取有效的措施保持品種的抗病性。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件(五五)生理小種的鑒定生理小種的鑒定 從鑒定水稻稻瘟病的生理小種來看，大體作法大體作法是在水稻生長(zhǎng)季節(jié)，從廣大稻區(qū)采取稻瘟病標(biāo)準(zhǔn)樣本。采樣范圍采樣范圍和數(shù)量數(shù)量，因工作單位所負(fù)責(zé)的地區(qū)和人力而定。采樣時(shí)應(yīng)選擇有代表性選擇有代表性的地區(qū)和品種。標(biāo)準(zhǔn)樣本采回后應(yīng)進(jìn)行純化純化和單孢分離單孢分離，繁殖為單孢菌系，把每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本菌絲接到一套鑒別品種鑒別品種上。最后根據(jù)它們?cè)阼b別品種上的反應(yīng)，定出標(biāo)準(zhǔn)樣本標(biāo)準(zhǔn)樣本

8、是什么生理小種。綜合同一年內(nèi)各地區(qū)生理小種鑒定的結(jié)果，可以看出生理小種的組成、分布情況。根據(jù)多年多點(diǎn)鑒定結(jié)果，可以知道生理小種組成的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和流行規(guī)律流行規(guī)律，以便在制定育種目標(biāo)和選配抗病親本時(shí)，可以明確應(yīng)當(dāng)針對(duì)哪些生理小種。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件二、寄主的抗病性二、寄主的抗病性 抗病性的類型和作用 抗病性的類型抗病性的類型：感病感病、抗病抗病、免疫、耐病免疫、耐病、避病、抗侵入、抗擴(kuò)展抗擴(kuò)展 。 植物受病原物侵染后，發(fā)病程度從嚴(yán)重發(fā)病至完全不發(fā)病可以有很大的差別。發(fā)病的稱為感病感病。發(fā)病重的稱為嚴(yán)重感病嚴(yán)重感病。發(fā)病輕的稱為抗病或中度抗病中度抗病。發(fā)病

9、很輕的稱為高度抗病高度抗病。不發(fā)病或觀察不到可見的癥狀的稱為免疫免疫；避病避病在很多情況下植物沒有發(fā)病或者發(fā)病較輕，不是因?yàn)橹参锞哂锌共⌒裕且驗(yàn)橹参餂]有受到病害的侵染，或條件不利于發(fā)病；對(duì)于表皮侵入的真菌，角質(zhì)層厚的就可抗侵入抗侵入。如稻瘟病菌易于從葉片的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞處侵入，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)細(xì)胞壁外部開始時(shí)只有一層果膠層，而其木質(zhì)化的速度也比較遲緩，但其他表皮細(xì)胞壁從開始就已經(jīng)木質(zhì)化。隨著葉齡的增長(zhǎng)，不僅運(yùn)動(dòng)細(xì)胞壁木質(zhì)化，而且在表皮細(xì)胞之外，又增加了硅酸層，從而增強(qiáng)了對(duì)稻瘟病和胡麻葉斑病的抵抗力；抗擴(kuò)展抗擴(kuò)展當(dāng)病原侵入寄主后可以在侵入點(diǎn)限制和孤立病原，減少或排除由病原產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，阻止它進(jìn)一步的發(fā)展

10、。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件環(huán)境環(huán)境的影響的影響 病原物病原物的變異的變異 生育期生育期的變化的變化 抗病性抗病性的變異的變異 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件抗病性的分類抗病性的分類 垂直抗病性垂直抗病性 即寄主品種的抗病性與病原物小種的毒性之間有無特異的相互作用，這種抗病性稱為垂直抗病性。它對(duì)病原物的某個(gè)或某些小種能抵抗，但對(duì)另一個(gè)或另一些小種則不能抵抗。 水平抗病性水平抗病性 即寄主和病原物間沒有特異的相互作用稱為水平抗病性。它對(duì)病原物的多種小種都是能抵抗的。 三、抗蟲性機(jī)制三、抗蟲性機(jī)制（一）不選擇性（一）不選擇性(拒蟲性、排趨性、無偏嗜

11、性拒蟲性、排趨性、無偏嗜性) 某些作物品種本身具有某些形態(tài)和生理等特征特性，表現(xiàn)出對(duì)某些害蟲具有拒降落、拒取食、拒產(chǎn)卵和棲息等特性。 （二）抗生性（二）抗生性(antibiosis) 某些寄主作物體內(nèi)含有毒素或抑制劑；或缺乏昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育所需要的一些特定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如維生素、糖、氨基酸等)，致使害蟲取食后，其幼齡若蟲或幼蟲死亡；或發(fā)育和繁殖受到有害影響的特性。 耐害性耐害性 有些作物品種遭受蟲害后，仍能正常生長(zhǎng)發(fā)育，在個(gè)體或群體水平上均表現(xiàn)出一定的再生或補(bǔ)償能力，不致大幅度減產(chǎn)的特性。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件四、抗病蟲性鑒定四、抗病蟲性鑒定 在種質(zhì)資源的抗病蟲性鑒定

12、或進(jìn)行作物抗病蟲性遺傳規(guī)律研究時(shí)，以及育種中間材料的抗性鑒定時(shí)，都要對(duì)植株的群體或個(gè)體水平進(jìn)行抗病蟲性鑒定。根據(jù)寄主和病蟲害的種類以及抗性和致害性變異程度，選擇適當(dāng)規(guī)模的寄主群體、合適的寄主生長(zhǎng)條件以及合適的菌(蟲)源，保持接種后環(huán)境條件的穩(wěn)定和合適的抗性鑒定指標(biāo)。 抗病性鑒定的方法抗病性鑒定的方法 田間鑒定田間鑒定 室內(nèi)鑒定室內(nèi)鑒定 溫室鑒定溫室鑒定 離體鑒定離體鑒定 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件(一)田間鑒定田間鑒定 自然發(fā)病條件下的田間鑒定是鑒定抗病蟲性的最基本方法，尤其是在病蟲害的常發(fā)區(qū)，進(jìn)行多年、多點(diǎn)的聯(lián)合鑒定是一種有效的方法。 1抗病性的田間鑒定抗病性的田間

13、鑒定 一般在專設(shè)病圃專設(shè)病圃中進(jìn)行，病圃中要均勻地種植感病材料感病材料作誘發(fā)行誘發(fā)行，對(duì)病原菌生理分化程度較高的病害，最好用對(duì)各生理小種易感的材料易感的材料混合種植混合種植作為誘發(fā)行。 2抗蟲性的田間鑒定抗蟲性的田間鑒定 一般在大面積感蟲作物或感蟲品種中設(shè)置抗蟲性試驗(yàn)抗蟲性試驗(yàn)，通過在測(cè)試材料中，套種套種感蟲品種感蟲品種；或種植誘蟲田誘蟲田，利用引誘作物或誘蟲劑把害蟲引進(jìn)試驗(yàn)材料田；也可以用特殊的殺蟲劑控制其他害蟲或天敵，而不殺害測(cè)試?yán)ハx，以維持適當(dāng)?shù)暮οx群體等等。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 (二)室內(nèi)鑒定室內(nèi)鑒定 為了不受季節(jié)及環(huán)境條件的限制，加快遺傳育種研究工作

14、進(jìn)程，在以田間鑒定為主的前提下，也可利用溫室溫室進(jìn)行活活體鑒定體鑒定或?qū)嶒?yàn)室離體鑒定實(shí)驗(yàn)室離體鑒定。它有利于控制特定小種和防止危險(xiǎn)性病原菌在田間的擴(kuò)散。 1抗病性的室內(nèi)鑒定抗病性的室內(nèi)鑒定 在溫室鑒定時(shí)，必須進(jìn)行人工接種，為了獲得準(zhǔn)確的鑒定結(jié)果，要注意光照、溫度、濕度的調(diào)控，使寄主的生長(zhǎng)發(fā)育正常，保證有最適于發(fā)病的環(huán)境條件最適于發(fā)病的環(huán)境條件，有利于病原菌孢子萌芽侵入。接種量既要保證充分發(fā)病，又不要喪失其真實(shí)抗病性。溫室鑒定一般只有一代侵染，不能充分表現(xiàn)出群體(抗流行)的抗病性。 離體鑒定離體鑒定是室內(nèi)鑒定的一種，用植株的部分枝條、葉片、分蘗和幼穗等進(jìn)行離體培養(yǎng)并人工接種，可鑒定那些在組織和細(xì)

15、胞水平表現(xiàn)出抗病性的病害。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件 2抗蟲性的室內(nèi)鑒定抗蟲性的室內(nèi)鑒定 有一些害蟲在田間不一定年年能達(dá)到或保持最適的密度，而且同種昆蟲的不同生物型在田間分布沒有規(guī)律，難以使不同昆蟲個(gè)體在齡期和其他生物學(xué)特性生物學(xué)特性方面達(dá)到一致，為了使鑒定工作更準(zhǔn)確，除進(jìn)行田間鑒定外，必須進(jìn)行室內(nèi)鑒定。 抗蟲性的室內(nèi)鑒定工作主要在溫室溫室和生長(zhǎng)箱生長(zhǎng)箱中進(jìn)行，依植物和昆蟲種類及研究的具體要求而定，相對(duì)于田間鑒定方法，室內(nèi)鑒定的環(huán)境易于人為控制，因此精確度高，也易于定量表示，尤其是某些指標(biāo)在田間鑒定時(shí)是很難掌握的，如利用害蟲的蟲糞等作為抗蟲性鑒定指標(biāo)時(shí)。室內(nèi)鑒定法特

16、別適用于苗期苗期為害的害蟲以及研究作物抗蟲性機(jī)理和遺傳規(guī)律時(shí)。 第二節(jié)第二節(jié) 抗病性的鑒定抗病性的鑒定 一、一、病圃的設(shè)置病圃的設(shè)置 二、二、人工接種人工接種 三、三、環(huán)境調(diào)節(jié)環(huán)境調(diào)節(jié) 四、四、田間設(shè)計(jì)田間設(shè)計(jì) 五、五、感抗對(duì)照的設(shè)置感抗對(duì)照的設(shè)置 六、六、常用的鑒定方法常用的鑒定方法 七、七、病情調(diào)查方法及抗病性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)病情調(diào)查方法及抗病性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目精品課程課件第三節(jié)第三節(jié) 抗病蟲育種的特點(diǎn)抗病蟲育種的特點(diǎn) 作物抗病蟲育種與高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)育種相比有著明顯的特點(diǎn)，它不僅與作物本身的遺傳特性有關(guān)，而且與寄生物或有害生物(病原菌或害蟲)的遺傳，作物與寄生物之間的相互作用以及兩者對(duì)環(huán)境的敏感性等有關(guān)。寄主植物的抗病性或抗蟲性，與植物的其他性狀不同，其表現(xiàn)型如抗病蟲、感病蟲或其他中間類型，并不只是決定于植物本身的基因型，還會(huì)受到相應(yīng)寄生物基因型的影響，是寄主和寄生物雙方基因型在一定環(huán)境條件下相互作用的結(jié)果 四川省高等教育