抗虫育种课件

抗虫育种课件汇报人:XXXX2025年11月29日CONTENTS目录01

抗虫育种的背景与意义02

抗虫育种技术原理与方法03

抗虫育种关键成果与案例04

抗虫品种应用效益分析05

抗虫育种面临的挑战与展望06

结论与建议抗虫育种的背景与意义01农作物病虫害危害现状

水稻虫害发生情况稻飞虱作为水稻生产中的“头号害虫”，凭借强迁飞性，年均发生面积超3亿亩次，造成稻谷减产30亿斤。

化学防治的局限性为防控病虫害，我国每年需投入大量化学农药，既加剧生态环境负担，也对粮食安全构成潜在威胁，且长期使用易使害虫产生抗药性。

抗虫品种覆盖率不足当前生产中抗稻飞虱品种覆盖率不足1%，成为制约水稻产量提升的瓶颈，凸显抗虫育种的紧迫性。传统防治方法的局限性01化学农药使用的生态负担我国每年需投入大量化学农药防控稻飞虱等害虫，既加剧生态环境负担，也对粮食安全构成潜在威胁。02害虫抗药性问题突出长期使用化学农药易使害虫产生抗药性，导致防治效果下降，需不断增加农药用量或更换农药种类。03传统抗虫品种覆盖率低当前生产中抗稻飞虱等害虫的品种覆盖率不足1%，成为制约水稻等作物产量提升的瓶颈。04防治成本与效益失衡传统化学防治成本高，且农药使用可能影响农产品品质，而单纯依赖化学手段难以实现可持续的虫害治理。抗虫育种的战略价值

01保障国家粮食安全的核心支撑水稻作为我国主要粮食作物，受稻飞虱等害虫年均危害超3亿亩次，造成减产30亿斤。抗虫品种如"玮两优2268"通过精准聚合抗性基因，区试产量比对照增产5%以上，百亩示范片亩产达1174.5公斤，为大面积稳产提供硬性支撑。

02推动农业绿色可持续发展传统化学防治导致生态负担加重，抗虫品种可大幅减少农药使用量。如转基因抗虫水稻可降低30%-50%农药用量，"玮两优2268"等新品种推广能缓解植保压力，提升绿色防控水平，助力农业面源污染治理。

03实现种业科技自立自强的关键路径在农业生物育种重大专项支持下，我国通过企科协同攻关，创新应用分子设计育种技术，成功破解"双抗"与"高产"兼顾难题。"玮两优2268"等入选2025年国家推广目录，标志着我国抗虫育种技术跻身国际前列，打破核心种源依赖。

04提升农业生产经济效益抗虫品种能显著降低防治成本与农民中毒风险，如抗虫水稻减少农药投入的同时，通过氮高效基因提高肥料利用率。以"玮两优2268"为例，其节肥、抗逆特性可降低综合生产成本，助力农民增收和农业产业升级。抗虫育种技术原理与方法02传统抗虫育种技术概述传统抗虫育种的定义与核心目标

传统抗虫育种是指通过遗传改良，利用作物自身遗传变异，培育具有抗虫性的优良品种的过程。其核心目标是提高作物对害虫的抵御能力，减少虫害损失，保障产量与品质。主要技术方法：从自然变异到人工选育

主要包括选择育种（从天然变异群体中筛选抗虫单株）、杂交育种（通过品种间杂交重组抗性基因）、回交育种（将抗性基因导入优良品种背景）及诱变育种（利用物理或化学因素诱发抗虫突变）。抗源收集与抗性鉴定的关键环节

需广泛收集野生种质资源和地方品种作为抗源，通过田间自然感虫、人工接虫等方式进行抗性鉴定，筛选出抗虫性强的材料，为育种提供基础亲本。经典案例：水稻抗虫育种实践

国际水稻研究所（IRRI）通过传统育种方法，将抗虫基因导入栽培稻，培育出抗二化螟、稻飞虱的水稻品种，有效降低了虫害危害，为全球水稻抗虫育种提供了技术参照。传统技术的优势与局限性

优势在于技术成熟、成本较低、公众接受度高，且培育品种遗传背景清晰；局限性表现为育种周期长（通常需6-8年）、抗性基因挖掘效率低，难以实现多抗性基因精准聚合。分子标记辅助育种技术技术定义与核心优势分子标记辅助育种是通过与目标性状紧密连锁的DNA分子标记，在DNA水平上对农作物进行早期、精准筛选的育种技术，可显著缩短育种周期，提高选择效率。关键技术方法与应用主要包括分子标记开发（如SSR、SNP）、关联分析定位抗性基因、标记辅助选择等。例如在抗虫水稻育种中，利用与抗褐飞虱基因紧密连锁的分子标记，可快速筛选聚合抗性基因的个体。在抗虫育种中的实践案例袁隆平农业高科技股份有限公司联合科研团队，应用分子标记辅助选择技术，精准聚合抗褐飞虱、抗稻瘟病及氮高效基因，成功培育出“玮两优2268”等抗虫高产水稻新品种。技术特点与传统育种对比相比传统育种依赖表型鉴定的局限性，该技术不受环境条件影响，可在苗期对目标性状进行选择，减少工作量并提高育种准确性，尤其适用于抗病虫、品质等复杂性状的改良。转基因抗虫技术原理

抗虫基因的来源与种类主要来源于苏云金芽孢杆菌（Bt），如cry基因（编码伴胞晶体蛋白）和vip基因（编码营养期杀虫蛋白），可特异性针对鳞翅目、鞘翅目等害虫。

基因转化核心技术采用农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法等，将抗虫基因导入植物细胞，常用Bt毒蛋白基因等，如我国转基因抗虫水稻“华恢1号”通过基因枪转化法导入cry1Ab/cry1Ac融合基因。

抗虫蛋白作用机制Bt蛋白被昆虫摄入后，在中肠碱性环境下活化，与肠道上皮细胞受体结合，形成孔洞导致细胞渗透压失衡死亡；人类因缺乏相应受体而不受影响。

基因表达调控策略通过优化密码子偏好性、构建基因表达载体等确保抗虫基因稳定遗传和高效表达，如“基因开关”系统可调控基因在特定部位（如非胚乳组织）表达，提升安全性。基因编辑技术在抗虫育种中的应用

基因编辑技术的精准改良优势基因编辑技术如CRISPR-Cas9，能够对作物基因进行精确修饰，实现针对特定害虫的抗性改良，提高抗虫效果的同时降低非靶标效应风险，推动抗虫育种向精准化方向发展。

抗虫基因的靶向编辑与功能验证通过基因编辑技术对植物自身抗虫相关基因（如防御物质合成基因、受体基因）进行定向编辑，或对导入的外源抗虫基因（如Bt基因）表达调控区域进行优化，可显著提升抗虫基因的表达效率和抗虫谱。

多基因抗性叠加与持久抗性培育利用基因编辑技术可将多个不同作用机制的抗虫基因精准导入同一作物，实现多基因抗性叠加，有效延缓害虫抗性产生。同时，通过编辑害虫抗性相关基因的作用靶点，可增强作物抗性的持久性。

环境友好型抗虫品种的快速培育基因编辑技术能够快速培育出无需依赖化学农药、对生态环境友好的抗虫品种。例如，通过编辑调控植物挥发物合成的基因，可使作物产生对害虫具有驱避作用的挥发物，减少农药使用，保护农业生态平衡。"基因开关"系统研发进展

基因开关系统的核心目标研制水稻基因开关系统，确立可靠有效的基因开关信号，建立稳定可靠的外源蛋白表达系统，以培育胚乳零表达型"绿色"抗虫水稻。

基因开关系统的关键构成阐明基因开关调控机制，建立包含诱导子、感应子、响应子等的基因开关库，打造可靠的基因调控系统，实现抗虫基因的精准表达调控。

基因开关系统的应用方向构建胚乳零表达型水稻，使抗虫基因不在胚乳中表达，从而在实现绿色、无化学农药抗虫效果的同时，提升水稻的食用安全性和品质。

基因开关系统的研发意义针对传统育种法和遗传工程法防虫效果不佳、可能降低水稻品质和产量的问题，基因开关系统为培育高效、安全的抗虫水稻提供了新的研究方向和技术途径。多基因聚合育种策略多基因聚合的技术路径通过分子设计育种技术，精准聚合抗褐飞虱、抗稻瘟病、氮高效等系列关键基因，如袁隆平农业高科技股份有限公司联合科研团队培育的“玮两优2268”，成功破解“双抗”与“高产”难以兼顾的行业难题。聚合基因的功能协同效应聚合的抗虫基因与高产基因协同作用，使新品种在抗性提升的同时实现产量突破。例如“玮两优2268”区试产量比对照组增产5%以上，湖南隆回百亩示范片亩产达1174.5公斤，创长江中下游稻区一季稻高产新纪录。多基因聚合的优势与应用多基因聚合育种能显著提升作物综合性能，如“玮两优2268”“扬籼优4278”等品种对褐飞虱和稻瘟病均有显著抗性，且氮肥利用率高，更节肥、绿色，已入选2025年《国家农作物优良品种推广目录》苗头型品种，为水稻大面积高产稳产注入动力。抗虫育种关键成果与案例03抗稻飞虱高产水稻新品种培育

稻飞虱危害现状与传统防治困境稻飞虱作为我国水稻生产“头号害虫”，年均发生面积超3亿亩次，造成稻谷减产30亿斤。当前生产中抗稻飞虱品种覆盖率不足1%，传统化学防治不仅加剧生态环境负担，还对粮食安全构成潜在威胁。

企科协同攻关与分子设计育种技术创新在农业生物育种重大专项支持下，袁隆平农业高科技股份有限公司联合国内优势科研团队，构建企科协同攻关模式，创新应用分子设计育种技术，精准聚合抗褐飞虱、抗稻瘟病以及氮高效等系列关键基因。

“玮两优2268”等新品种核心优势培育的“玮两优2268”“扬籼优4278”等系列新品种，对褐飞虱和稻瘟病均有显著抗性，区试产量比对照组增产5%以上，破解了“双抗”与“高产”难以兼顾的行业难题。其中“玮两优2268”在湖南隆回一季稻百亩高产示范片亩产达1174.5公斤，创长江中下游稻区一季稻高产新纪录。

推广应用前景与国家战略支撑“玮两优2268”“扬籼优4278”已入选2025年《国家农作物优良品种推广目录》苗头型品种。新品种加速推广将大幅缓解基层植保压力，推动绿色防控水平提升，为我国水稻大面积高产稳产注入强劲动力，有力支撑种业科技自立自强和粮食安全。"玮两优2268"等品种特性分析核心抗性特征对褐飞虱和稻瘟病均有显著抗性，成功破解"双抗"与"高产"难以兼顾的行业难题。产量表现区试产量比对照组增产5%以上，其中"玮两优2268"在湖南隆回一季稻百亩高产示范片亩产达1174.5公斤，创长江中下游稻区一季稻高产新纪录。综合农艺性状具有氮高效特性，更节肥、更绿色，是稻田里的"防御能手"，虫子难咬动，比普通品种多收粮。推广应用潜力已入选2025年《国家农作物优良品种推广目录》苗头型品种，将为我国水稻大面积高产稳产注入强劲动力。转基因抗虫水稻研究进展

主要研发品系与核心技术我国自主研发的"华恢1号"和"Bt汕优63"于2009年获得生产应用安全证书，核心技术是通过基因枪介导转化法将人工合成的Bt蛋白基因（如cry1Ab/cry1Ac融合基因）导入水稻基因组。2024年研究发现HD2系列品系在分蘖期至灌浆期持续表达cry2A*基因，糙米中蛋白含量符合安全标准。

抗虫效果与安全性评估实验数据显示，"华恢1号"和"Bt汕优63"对稻纵卷叶螟、二化螟等鳞翅目害虫的抗虫效果稳定在80%以上，可减少30%-50%农药使用量。食用安全性评估表明，其与非转基因品种在营养成分、毒理学指标方面无生物学差异，90天大鼠喂养试验显示无毒副作用；生态安全性研究证实其对非靶标生物和种质资源无显著影响，基因漂移率低于0.01%。

应用现状与技术挑战全球已培育近50个抗虫水稻品系，但商业化种植限于伊朗等少数国家。我国虽取得安全证书，但受限于严格的品种审定制度，尚未开展商业化种植。技术难点包括持续研发广谱抗虫基因、优化转基因沉默调控技术、开发无选择标记转化体系；产业化瓶颈则在于建立基因漂移监控网络、完善害虫抗性管理策略及加强公众科普教育。其他作物抗虫育种成功案例抗虫棉：Bt基因的成功应用1987年美国首次获得转Bt基因抗虫棉，我国已全面推广应用。抗虫棉可减少40%-60%农药使用量，降低棉农中毒风险，缓解农业面源污染，有效防治棉铃虫等鳞翅目害虫。抗虫玉米：多基因抗性策略转Bt基因抗虫玉米如MON89034等，通过导入cry1Ab、cry2Ab等基因，对玉米螟、桃蛀螟等害虫抗性达80%以上。采用高剂量庇护所策略及多基因叠加技术，延缓害虫抗性产生，保障持续防控效果。抗虫马铃薯：RNA干扰技术新突破德国科学家开发RNA干扰抗虫马铃薯，通过叶绿体转入双链RNA特异性干扰害虫基因，影响其生长发育。该技术无需转入外源蛋白，已在多种作物试验，为抗虫育种提供环境友好型新途径。抗虫与高产协同突破的技术路径分子设计育种精准聚合关键基因创新应用分子设计育种技术，精准聚合抗褐飞虱、抗稻瘟病以及氮高效等系列关键基因，成功破解“双抗”与“高产”难以兼顾的行业难题，如“玮两优2268”“扬籼优4278”等新品种。企科协同攻关模式加速成果转化在农业生物育种重大专项支持下，袁隆平农业高科技股份有限公司联合国内优势科研团队，构建企科协同攻关模式，实现从实验室研究到田间应用的快速转化，培育出抗虫高产新品种。抗虫基因高效表达与产量性能优化通过基因表达调控技术确保抗虫基因稳定表达，如新型转基因抗虫水稻品系HD2在分蘖期至灌浆期持续表达cry2A*基因，同时实现区试产量比对照组增产5%以上，如“玮两优2268”百亩示范片亩产达1174.5公斤。抗虫品种应用效益分析04产量提升数据对比分析01抗虫水稻新品种区试产量表现“玮两优2268”“扬籼优4278”等抗虫高产水稻新品种区试产量比对照组增产5%以上，成功破解了“双抗”与“高产”难以兼顾的行业难题。02“玮两优2268”高产示范纪录“玮两优2268”在湖南隆回一季稻百亩高产示范片亩产达1174.5公斤，创长江中下游稻区一季稻高产新纪录。03传统化学防治与抗虫品种产量效益对比水稻生产过程中病虫害频发，传统化学防治成本高、易产生抗药性，还加重生态压力。抗虫高产水稻的推广，能大幅缓解基层植保压力，推动绿色防控水平迈上新台阶，间接保障和提升产量稳定性。化学农药使用量减少成效

抗虫水稻品种的农药减量效果抗虫高产水稻新品种的推广，能大幅缓解基层植保压力，减少化学农药使用，推动绿色防控水平迈上新台阶。

转基因抗虫水稻的农药减量数据实验数据显示，我国自主研发的转基因抗虫水稻品系可减少30%-50%农药使用量，有效降低农药对生态环境的负面影响。

抗虫作物推广的生态效益抗虫作物的应用减少了杀虫剂用量，缓解了农业面源污染，降低了农民中毒风险，同时减少了农药对间作套种作物的污染，提高了这些作物的安全性。生态环境效益评估

农药使用量显著降低抗虫水稻新品种的推广能大幅减少化学农药投入，如转基因抗虫水稻可减少30%-50%农药使用量，有效缓解生态环境负担。

农业面源污染减轻农药使用量的降低直接减少了因农药流失造成的土壤污染、水体污染，推动农业面源污染治理，改善农田生态环境。

生物多样性保护提升减少农药施用有利于保护稻田生态系统中的非靶标生物，如害虫天敌等，维护生物多样性，增强生态系统稳定性。

绿色防控水平迈上新台阶抗虫高产水稻的应用大幅缓解基层植保压力，如“玮两优2268”等品种推动绿色防控技术集成应用，促进农业可持续发展。农业生产经济效益分析

直接成本节约：农药投入降低抗虫水稻品种如“玮两优2268”可减少农药使用量，传统化学防治成本高、易产生抗药性，抗虫品种推广能大幅缓解基层植保压力，降低农药采购及施用人工成本。产量提升带来的增收效益“玮两优2268”区试产量比对照组增产5%以上，湖南隆回一季稻百亩高产示范片亩产达1174.5公斤，创长江中下游稻区一季稻高产新纪录，显著提升单位面积产值。生态效益转化的间接经济价值减少农药使用可降低农业面源污染，保护生态环境，同时降低因农药残留导致的农产品质量安全风险，提升产品市场竞争力，实现生态效益向经济效益的转化。长期种植的综合收益增长抗虫品种入选2025年《国家农作物优良品种推广目录》，加速推广应用后，将为我国水稻大面积高产稳产注入强劲动力，保障农民长期稳定增收，促进农业可持续发展。抗虫育种面临的挑战与展望05害虫抗性管理策略研究抗性产生机制与监测体系害虫抗性源于昆虫中肠受体蛋白突变，如亚洲玉米螟经Cry1Ab汰选后抗性显著增加。需建立田间抗性监测网络，定期跟踪害虫种群敏感性变化，例如对美洲棉铃虫、草地贪夜蛾等抗性种群的动态监控。高剂量与庇护所联合策略采用高剂量策略使Bt蛋白表达量达敏感幼虫致死浓度25倍以上，同时设置非转基因庇护所，如种植常规水稻作为褐飞虱的敏感种群栖息地，延缓抗性基因频率上升。美国抗虫棉推广中该策略使抗性演化周期延长5-8年。多基因叠加与交互抗性防控通过聚合不同作用机制的抗虫基因（如BtCry1Ab+Vip3A），降低交互抗性风险。例如转基因玉米MON89034叠加cry1A.105与cry2Ab2基因，对玉米螟的抗性控制效果达95%以上，且抗性发生概率降低80%。基因开关与生态调控技术研发胚乳零表达型"绿色"抗虫水稻，利用基因开关系统在非食用部位特异性表达抗虫蛋白，减少选择压。结合生态调控措施如间作套种、天敌保护，构建害虫综合防治体系，湖南省应用该技术使稻飞虱防治农药用量减少40%。抗虫育种技术瓶颈与突破方向

01现有技术瓶颈抗虫基因单一，易导致害虫产生抗性；传统育种方法周期长、效率低；转基因抗虫作物存在生态安全争议和公众接受度问题；抗虫性与高产优质性状难以协同改良。

02抗虫基因资源挖掘与创新加强野生种质资源中抗虫基因的筛选与鉴定，如从抗稻飞虱水稻品种中挖掘新的抗性基因；利用基因编辑技术对现有抗虫基因进行改造和优化，拓展抗虫谱，提高抗虫持久性。

03多基因聚合与精准育种技术通过分子标记辅助选择、基因编辑等技术，将多个不同作用机制的抗虫基因及高产、优质基因精准聚合，培育多抗、高产、优质新品种，如“玮两优2268”聚合抗褐飞虱、抗稻瘟病及氮高效基因。

04智能化与高效化育种技术应用利用基因组学、转录组学、代谢组学等多组学技术，结合人工智能和大数据分析，解析抗虫分子机制，开发高效分子标记，实现抗虫育种的精准化和智能化，缩短育种周期。

05生态友好型抗虫品种培育研发“基因开关”系统等新技术，实现抗虫基因在特定组织或时期精准表达，如培育胚乳零表达型“绿色”抗虫水稻，减少对非靶标生物影响，提高生态安全性，推动农业可持续发展。政策法规与市场推广建议

抗虫水稻品种推广的政策支持国家层面可将抗虫水稻新品种纳入《国家农作物优良品种推广目录》，如“玮两优2268”“扬籼优4278”已入选2025年苗头型品种，为大面积推广提供政策依据。

转基因抗虫水稻的法规管理针对转基因抗虫水稻，需严格执行品种审定制度，完善安全评价体系，参考“华恢1号”“Bt汕优63”2009年获安全证书后的管理经验，确保产业化过程合规可控。

基层农技推广与农民培训通过农业农村部门组织技术培训，如湖南省宁乡市推广抗虫高产水稻的做法，向农民普及品种特性、配套栽培技术，缓解植保压力，提升绿色防控水平。

市场推广的多渠道协作推动科研单位、种子企业、政府部门三方协作，建立“企业+基地+农户”推广模式，结合百亩示范片（如“玮两优2268”隆回1174.5公斤亩产纪录）的示范效应，加速品种落地。公众认知与科普教育重要性

当前公众认知现状与挑战公众对转基因等抗虫育种技术的认知存在差异，部分人群因缺乏专业知识对其安全性存在疑虑，影响抗虫品种的接受度和推广。

科普教育对产业发展的推动作用加强抗虫育种技术科普，能帮助公众正确认识其在减少农药使用、保障粮食安全等方面的作用，提升社会对新技术的接受度，促进抗虫品种产业化应用。

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