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1、第十一章抗病蟲育種本章重點:作物抗病蟲性的類別;抗病蟲性的遺傳;抗病蟲品種的選育方法與利用策略。講授內(nèi)容:一、抗病蟲育種的意義與特點二、作物抗病蟲性的類別與機制三、抗病蟲性的遺傳與鑒定四、抗病蟲品種的選育及利用一、抗病蟲育種的意義和特點(一)抗病性、抗蟲性的概念1、作物的抗病性植物避免、中止或阻滯病原物侵入與擴展,減輕發(fā)病和損失程度的一類特性。2、作物的抗蟲性:植物具有抵御或減輕某些害蟲侵襲或危害的能力。(二)抗病蟲育種意義與作用作物不同品種對同一種病害或蟲害具有不同的抗性。這種抗性可以遺傳并在作物上表現(xiàn)出來。通過一定的技術(shù),培育既豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),又具有抗性的品種的
2、過程稱為抗性(病、蟲)育種。換言之,就是通過遺傳改良以增強品種的抗性。與其它防治措施相比,選育和利用抗性品種是一項經(jīng)濟有效的措施,而且有利于生態(tài)環(huán)境保護。一些重大病害如小麥銹病、麥類白粉病、小麥赤霉病、馬鈴薯晚疫病等基本上都是采取以應(yīng)用抗病品種為主或為基礎(chǔ)的綜合防治措施才得以控制的。對于氣傳病害,如小麥銹病、稻瘟病、玉米大小斑病等,這類病害發(fā)生面積大,重復(fù)侵染次數(shù)頻繁,通過空氣傳播,化學(xué)藥劑難以全面防治。推廣抗病品種是最有效的防治方法。對于土傳病害,如棉花枯、黃萎病及其他土傳病害,由于對土地進行全面消毒處理是不現(xiàn)實的,推廣抗病品種同樣重要。病毒病和其他尚無藥劑防治的病
3、害,只能靠利用抗病品種來防治,選育和利用抗病品種顯得更重要。(三)抗病蟲育種的特點1、抗病蟲育種可以綜合運用各項育種技術(shù)。2、與其它育種目標相比,抗病蟲育種更復(fù)雜。品種是否表現(xiàn)抗性與下列因素有關(guān):①作物本身的遺傳特性,(抗性基因,哪個基因?)②病原菌或害蟲的遺傳特性,(毒性基因)③作物和寄生物之間的相互作用,(基因?qū)颍茏魑锖图纳飳Νh(huán)境的敏感性。(小種、生物型變化)品種的抗性表現(xiàn),與品種本身、病原(蟲)數(shù)量和侵染力以及環(huán)境條件等因素相互作用的結(jié)果。(四)抗病育種現(xiàn)狀1、成效顯著:各種作物均選育了不少抗病蟲品種,使一些毀滅性的病蟲害得以控制,生產(chǎn)得到恢復(fù),如小麥銹
4、病、馬鈴薯晚疫病等。2、進展不快:在水稻上,甚至有倒退的趨勢。如,2000~2006年福建審定109個雜交稻品種(組合),抗稻瘟病的僅2個;2003~2005年全國審定116個雜交稻品種,中抗稻瘟病以上的僅18個(15.5%),中抗白葉枯病以上的僅10個(8.61%),只有極個別組合同時具備對稻瘟病和白葉枯病的抗性。3、抗性易喪失:抗病品種常常在推廣種植3~5年后就喪失抗性,引起病害暴發(fā)和流行。稻瘟病菌易變異,小種多且復(fù)雜。我國8個群85個小種。抗性喪失與病原菌致病性變異及品種的專化抗性有關(guān)。大面積、長時間使用某一抗性品種,其致病小種上升,最終品種表現(xiàn)不抗病。抗性品種
5、可能在本地表現(xiàn)抗病,換個地方種植可能不抗病。白葉枯病抗性育種也存在同樣問題。我國白葉枯病病原菌存在多個小種群。水稻品種對白葉枯病的抗性也具有很強的?;?。白葉枯病病菌不像稻瘟病病菌那樣易變多變,抗性也相對比較穩(wěn)定。將分散在不同品種中的多個抗病基因聚合到同一個品種中,被認為是獲得持久抗性的有效方法。研究表明,抗病基因聚合后,抗譜增寬、抗性加強,而且并不是簡單地表現(xiàn)為各個抗病基因的抗譜相加,而是表現(xiàn)為不同抗病基因之間的互作,使其能夠抵抗各個抗病基因單獨存在時皆不能抵抗的生理小種。因此,抗病基因聚合已成為抗病育種的主要發(fā)展方向。二作物的抗病性及其鑒定(一)病原菌致病性的遺傳
6、與變異1、病原菌的致病性:病原菌危害寄主引起寄主病變的能力。表現(xiàn)在兩個方面:毒性:病原菌能克服某一品種的專化抗病基因而侵染該品種的能力。(質(zhì)量性狀,?;虏⌒裕┣秩玖Γ翰≡秩炯闹骱螅诩闹髦猩L繁殖的速度和強度。(數(shù)量性狀,非?;虏⌒裕?、病原菌的生理小種同一種病原菌(種或變種)可以分化出不同的類型,它們對不同品種有不同的毒性,某個特定病原菌類型稱為生理小種,也叫毒性小種。生理小種在形態(tài)上難以區(qū)分,只能用一套抗病能力不同的鑒別寄主來區(qū)分。要求:鑒別力強;抗性反應(yīng)穩(wěn)定;具有不同的抗病基因;有代表性的純系品種。3、生理小種的消長有小種分化的病原菌群體(如,稻瘟?。?,
7、是由若干小種組成,其中比例較大的小種,稱為優(yōu)勢小種,比例小的稱為弱勢小種。隨著品種、自然、栽培條件的變化,優(yōu)勢小種和弱勢小種會發(fā)生轉(zhuǎn)化(消長)。例如,當生產(chǎn)上大面積推廣某一抗病品種時,會對原來的病原菌群體產(chǎn)生選擇壓力。結(jié)果是,對該品種有毒性的生理小種就逐漸繁殖、積累、傳播,數(shù)量逐漸增大,成為優(yōu)勢小種;而原來的優(yōu)勢小種,由于失去了最優(yōu)的寄主條件,就轉(zhuǎn)為弱勢小種。當優(yōu)勢小種上升到絕對優(yōu)勢時,這個品種就會喪失抗病性,成為這個生理小種的哺育品種。4、致病性的遺傳對真菌病害的遺傳研究認為:毒性為單基因隱性遺傳侵染力是多基因遺傳。5、致病性變異毒性基因突變有性雜