第十三章 抗逆性育种.doc

第十三章 抗逆性育种 抗逆性：指作物对环境胁迫的抗耐性。 环境胁迫主要包括水分、温度和矿物质等。 抗逆性育种：利用作物本身的遗传特性，培育获得逆境条件下能保持相对稳定的产量以及应有产品品质的新品种。 第一节抗逆性育种的意义和基本方法一. 作物逆境的种类 合理利用自然资源； 保持农业的可持续发展。三、抗逆育种的特点 抗逆育种要与产量、品质、抗病虫等育种目标相结合。 特点：、逆境发生的时间、地区、程度不同、逆境的鉴定指标不同、作物抗性的遗传由多基因控制、作物对不同逆境的抗耐性有相关性 我国水资源紧缺，严重制约了作物生产和农村经济的持续发展。我国水资源总量2.8万亿m3，人均水资源占有量仅2200 m3，不足世界人均水平的1/4，居世界109位。据统计，全国受旱面积从50年代年均1133万hm2，到80年代的2333万 hm2和90年代的2667万 hm2，每年因干旱缺水减产粮食1000亿左右。 一、抗旱性的含义 作物的抗旱性广义上包括避旱、免旱和耐旱。避旱是指作物通过早熟或发育的可塑性，在时间上避开干旱，其实质上不属于抗旱性。免旱是指作物在生长环境中水分不足时体内仍能保持一部分水分而免于伤害，以至于能正常生长的性能。耐旱是指能忍受组织水势低的能力，其内部结构可与水分胁迫达到热力学平衡，而不受伤害或减轻损害。二、抗旱性鉴定技术和指标、鉴定技术田间试验法、干旱棚法、人工模拟气候箱法、盆栽法、高渗溶液法、大气干旱法等。 田间试验法 是将作物品种直接种植在旱地上，以自然干旱或控制灌水造成干旱条件，根据作物产量或生长状况评价品种的抗旱性。 干旱棚或人工模拟气候箱法 是将作物品种播种在人工控制水分的土壤内，研究不同生育时期干旱胁迫对作物生长发育和生理生化过程的影响或对产量、品质的影响。 盆栽法 是通过控制盆栽作物的土壤含水量而造成对植株的干旱胁迫，可采用苗期反复干旱法、土壤缓慢干旱法等 。 高渗溶液法 是用不同浓度的高渗溶液如聚乙二醇、甘露醇、蔗糖等，对植物的种子萌发或幼苗生长阶段造成干旱，根据种子萌发率和幼苗生长状况评价品种苗期抗旱性。 大气干旱法 是将作物栽种在能控制湿度的干旱室中，用干燥的空气或叶面喷施化学干燥剂造成大气干旱，或将水培的植株根系暴露到空气中。、抗旱性指标（）形态指标 作物抗旱的形态指标有株型、根系的发达程度、茎的水分疏导能力、叶片的形态、根冠比、气孔特征等。研究表明，紧凑株型的品种比松散株型的品种抗旱能力强。根系发达可以提高作物吸收水分的能力，使旱情得到缓解。茎疏导组织发达的品种，其抗旱性强。作物品种的叶小、叶脉发达、蜡质层和角质层厚、茸毛多、叶组织致密、栅栏组织发达，其抗旱性较强。根冠比大有利于植物抗旱。抗旱性强的品种其气孔扩散阻力大于抗旱性弱的品种。气孔扩散阻力大可抑制水分的蒸腾，有利于保持植株的水分。（）生理指标用于指示抗旱的生理指标有水势、叶片相对含水量、叶片保水率、茎叶耐化学脱水性、叶片膨压、光合作用。（） 生化指标渗透调节物质（脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖 ）和渗透调节能力、脱落酸、酶（超氧化物岐化酶（SOD） ）指标。 （4）产量指标抗旱系数（胁迫产量/非胁迫产量）干旱敏感指数（1-胁迫产量/非胁迫产量）/（1-所有供试品种胁迫产量平均值/所有供试品种非胁迫产量平均值）抗旱指数（抗旱系数（胁迫产量/所有品种胁迫产量平均值） （）综合指标抗旱总级别法隶属函数法三、抗旱品种的选育 常规杂交育种是选育抗旱品种的主要方法。 通过远缘杂交、遗传工程等手段可以增进抗旱性的基因。 抗旱性分子标记辅助育种。 在选育过程中，将育种材料进行多点重复的产量试验，育成抗旱性与丰产性相结合的品种。 一、耐盐性的含义由于土壤中可溶性盐类过量对作物造成的损害称盐害。作物对盐害的耐性叫耐盐性。两种类型：避盐性，耐盐性。 二、 耐盐性的鉴定技术与指标、鉴定方法：营养液栽培法，萌发试验法，田间产量试验法。、鉴定指标：形态指标：苗高、根长、根数、叶片数。生理生化指标：Na+、K+含量，或Na+K+产量指标综合指标三、 耐盐品种的选育杂交和轮回选择相结合组织培养遗传工程一.抗寒性的含义 寒害泛指低温对作物引起的损害，分为冻害（0)和冷害(0) 抗寒性包括抗冻性和抗冷性。 抗冻性指作物在低于零度的低温条件下，具有延迟或避免细胞间隙或原生质结冰的特性。 抗冷性指作物在零度以上的低温下，能够维持正常生长发育和成熟的特性。 越冬作物的越冬性与其抗冻性关系密切，如抗雪性和抗霜性等。二、 抗寒性的鉴定与鉴定指标 1、鉴定方法：田间自然鉴定为主，人工冷冻技术为补充。 2、鉴定指标： 形态指标幼苗形态 生理生化指标细胞膜受损程度 生长发育指标种子的发芽力和发芽势三、抗寒品种选育遗传资源：古老的地方品种；引进的抗寒性品种；近缘野生种。育种方法： 抗寒性表现为多基因遗传。 常规育种应用抗寒性遗传基础差异大的品种类型间杂交，有可能产生超亲优势的后代，也有可能产生抗寒性与高产，优质相结合的品种。特别是栽培种与近缘野生种杂交，后代变异更加丰富。 轮回选择 分子标记辅助选择第五节 耐铝性育种一、耐铝性的含义 作物的铝害是由于土壤中可溶性铝含量过多引起的对作物生长的抑制。 作物的耐铝性有差异：黑麦、燕麦较强；小麦、大麦次之。 耐铝性的机理：把铝限制在根内，细胞膜对铝的通透性。二、耐铝性的鉴定方法与指标（一）苏木精染色法 碱性染料苏木精使细胞核和胞质内的嗜碱性物质着蓝紫色。处理方法：将高浓度铝处理后的幼苗的根浸于苏木精溶液中，使根尖染色，再将幼苗转移到营养液中，不耐铝的幼苗根尖保持染色而根不再恢复生长，而耐铝的幼苗的根则恢复生长。 （二）营养液培养法 （三）人工铝毒土培法 三、耐铝性品种的选育 作物的耐铝性由一对或几对主效基因控制。 常规育种 组织培养结合辐射诱变 分子标记一、 耐湿性的含义 湿害分类： 气象原因造成，如雨量过多。 非气象原因造成，如作物布局不合理。 耐湿性：是指在土壤渍水的条件下，作物的根部受到缺氧和其他因素的胁迫而具有减免受害的能力。二