第十二章抗病虫育种

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。

的形态特征、组织结构或者生理生化特性 等机制影响昆虫的取食、生长、消化、发 育、交配和产卵，表现出抗虫特性。
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（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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水稻的株高、茎杆粗与二化螟的着卵量呈正相关
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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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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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（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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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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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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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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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

中子衰变 中子
质子 电子 反中微子
质子衰变 质子
中子 正电子 中微子
类似的还有宇宙射线、中子射线、 统称粒子射线。
ß 射线：又称乙种射线。它是由放射性同 位素（如32P、35S等）衰变时放出来带负 电荷的粒子。重量很小，在空气中射程短， 穿透力弱。在生物体内电离作用较 γ 射线、 X射线强。
3. 射线
作用于微管蛋白
五、辐射剂量和剂量单位
（一）辐射剂量：单位体积或单位质量的 空气吸收的能量。
（二） 吸收剂量：单位体积或单位质量被 照射物质中所吸收能量的数值称为吸收 剂量。 D=E / M（尔格）
D– 辐射剂量 E– 被照射物质吸收的能量 M– 被照射物质的体积
（三）剂量单位：辐射剂量的单位常因不同射线的 不同计量方法而不同：
6. 紫外线： 是一种穿透力很弱的非电 离射线，可以用来处理微生物和植 物的花粉粒。
7. 激光： 能使生物细胞发生共振吸收，导 致体内某些分子原子的能态的激发，或原 子、分子离子化，进而引起生物体内部的 变异。
四、辐射的作用理论
（一）电离辐射的物理作用： 光电效应：入射的光量子把它的全部能量转
移到一个原子体系的电子上，使电子脱离原子 而运动，释放出来的电子统称光电子，光电子 能使与其相遇的原子产生电离。
自然界产生的可遗传的变异
遗传重组； 染色体数量变异； 染色体结构变异； 基因突变。
人工诱变的方法
➢ 物理方法 ➢ 化学方法
人工诱变的思路
➢ 染色体结构变化 ➢ 染色体数量变化 ➢ 基因突变 ➢ 转基因操作
人工诱变的技术措施
辐射诱变 化学诱变 空间诱变 基因工程
第一节 辐射诱变
二、花卉辐射育种的有利条件

类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶 序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延 伸三个基本反应步骤构成：
PCR的反应体系
模板DNA 引物 4种dNTP Taq DNA聚合酶 含Mg2+的缓冲液。
PCR的基本反应步骤及原理
（1）变性：加热至95 ℃，使模板DNA解开成单链； （2）退火：温度降至适宜，使引物与模板互补结合； （3）延伸：温度升至72 ℃ ，DNA聚合酶以4种dNTP为
主要步骤包括：
1、目的基因的获得（ DNA片段的
切
取得）
2、重组体DNA（ DNA片段和载体
接
的连接）
3、外源DNA片段引入受体组体的筛选
三、基因工程的研究意义
概括地讲，其意义体现在以下三个方面：
1.大规模生产生物分子； 2.设计构建新物种； 3. 搜集、分离、鉴定生物信息资源。
一、DNA的制备 （一）质粒DNA的制备
1. 细菌培养物的生长 2. 质粒DNA的纯化 3. 细菌染色体DNA的制备
二、目的基因的产生与分离
1. 聚合酶链式反应性内切
核酸酶 。 4. 化学合成法：DNA合成仪。
（一） PCR
供体细胞 载体
目的基因 重 组D N A分 子
受体细胞
转化细胞
基因治疗 基因诊断
多肽药物 疫苗、抗体
转基因动物
(畜 牧业、 渔业 生 物反应 器)
转基因植物 冶金、环保
(农 业、林 业 轻工 、食品 生 物反应 器)
基因工程(gene engineering)常和以下名称混用
遗传工程(genetic engineering); 基因克隆(gene cloning); 分子克隆(molecular cloning); 基因操作(gene manipulation); 重组DNA技术(recombination DNA technique)