植物抗病蟲育種（簡體書）

《植物抗病蟲育種》系統地介紹了植物抗病蟲育種的基本概念、原理、研究成果和最新進展，並輔以研究實例和試題，幫助讀者更好地理解。全書包括導論、坐鎮以待的有害生物、對病原生物和寄生物的天然防禦、植物病原生物互作的基本概念、抗性機制的多樣性、不同類型的有害生物、如何選育抗病蟲新品種共七章。《植物抗病蟲育種》既考慮了當前的教學需要，又注重聯繫實際育種中遇到的問題。 《植物抗病蟲育種》可作為高等農林院校植物科學領域遺傳育種及植物保護專業本科生和研究生的教材，也可供植物育種公司或育種研究所從事植物抗病蟲育種的專業人員學習參考。．

《植物抗病蟲育種》可作為高等農林院校植物科學領域遺傳育種及植物保護專業本科生和研究生的教材，也可供植物育種公司或育種研究所從事植物抗病蟲育種的專業人員學習參考。

譯者序原書前言第一章 導論1.1 學習指導第二章 坐鎮以待的有害生物2.1 病害的概念2.2 病原生物的分類第三章 對病原生物和寄生物的天然防禦3.1 避害性3.2 抗害性3.3 耐害性第四章 植物-病原生物相互作用：基本概念第五章 抗性機制的多樣性5.1 引言5.2 廣譜抗性5.3 非寄主抗性5.3.1 定義5.3.2 寄生能力5.3.3 寄主範圍5.3.4 專化型5.3.5 非寄主抗性的遺傳5.3.6 非寄主抗性的機制5.4 寄主抗性5.4.1 過敏反應型抗性5.4.2 部分抗性第六章 不同類型的有害生物6.1 脊椎動物6.2 昆蟲和蟎類6.3 線蟲6.4 寄生性植物6.5 （半）活體營養型真菌和卵菌6.6 死體營養型6.7 維管束萎蔫6.8 細菌6.9 植原體和立克次氏體6.10 病毒6.11 類病毒第七章 如何選育抗病蟲新品種7.1 抗性基因的導入是否值得7.2 如何獲得抗性資源7.2.1 抗性資源的收集7.2.2 獲得抗性的策略1：誘導突變體7.2.3 獲得抗性的策略2：利用基因工程進行遺傳修飾7.3 抗性鑒定的場所7.3.1 室內鑒定或室外鑒定7.3.2 離體篩選7.4 抗性鑒定的時期7.4.1 苗期或成株期7.4.2 離體接種部位7.5 抗性鑒定的接種方法7.6 如何選擇接種物的組成7.6.1 混合菌株7.7 潛育7.8 病蟲害級別評價：抗病蟲評價包括哪些方面7.8.1 數量性狀7.8.2 質量性狀7.8.3 組織學特性7.9 需要注意的問題7.9.1 生育期差異7.9.2 小區干擾7.9.3 接種量7.9.4 鑒定時間7.10 植物防禦策略選擇7.10.1 避害性7.10.2 耐害性7.10.3 廣譜抗性7.10.4 過敏反應型抗性7.10.5 部分抗性7.10.6 總結7.11 抗性育種的選擇方法7.11.1 在育種過程中的哪個階段進行選擇7.11.2 回交7.11.3 輪回選擇7.11.4 分子標記的應用7.12 如何更科學地利用非持久性抗性7.12.1 引言7.12.2 抗性基因聚合7.12.3 抗性基因的多樣性7.12.4 多系品種和混合品種7.12.5 綜合防治7.13 抗性育種與生物防治相結合練習題答案專業術語表拉丁名中文名對照表參考文獻．

第一章 導論
在作物生產實踐中，很少能夠獲得理論上應該達到的產量。例如，在最適環境條件下，冬小麥的產量雖然可以達到14噸/公頃，但在荷蘭的平均產量是8～10噸/公頃，其他地方的小麥產量常常更低。作物品質也是一樣，很難實現其遺傳潛力。
造成作物產量和品質損失的各種因素通常被稱為逆境因素（stress factors），作物育種家的任務就是要改良作物防御或適應這些逆境因素的能力。逆境因素可以分成生物逆境因素和非生物逆境因素兩類。非生物逆境因素，如干旱、土壤貧瘠、溫度過高和溫度過低等，但作物耐非生物逆境育種不是本書討論的范疇。
生物逆境因素，如雜草、病原生物和害蟲等本身都是活體生物，有它們自己的生命起源。本書不考慮如何選擇和改進作物與雜草競爭的能力，只闡述在作物上取食的生物，包括病原生物和害蟲等。本書的重點是介紹作物抗病蟲育種的可能性和存在的問題。
本書首先介紹有關生物逆境因素的各個范疇，然后介紹作物本身擁有的各種不同的防衛反應類型。本書的很大一部分是介紹作物抗病蟲育種，即如何在遺傳上提高作物防御病原菌和害蟲的水平。本書遵循作物育種的程序，從決定是否要在一種作物中引進抗性開始，一直到該作物的抗性品種在農業生產上栽培應用。
本書不介紹作物遺傳育種的一般性概念，如不同選擇方法和如何開發分子標記等，讀者可以參考其他育種學教科書獲得這些概念。本書會介紹一些植物病原生物相互作用的分子生物學知識，以幫助育種工作者更好地理解一些原理。本書適合于植物科學領域已經有一些植物學和作物遺傳育種學知識的碩士研究生，以及在植物育種公司或研究所將要從事作物抗病蟲育種的專業人員學習使用。
1.1 學習指導
在書后的專業術語表中，對正文中黑體印刷的學術術語給予了解釋，這些術語都反映了植物病原生物互作的重要原理。當然，在某些學術術語的使用過程中，學術界會有很多不一致的情況，這里對某些學術術語的定義僅代表本書作者的觀點，難免有同行會有異議，希望本書的讀者能理解詞匯表中對這些術語所作的定義。
書中有些部分用仿宋字體印刷，這些補充材料是對正文內容作進一步說明、提供解釋的附加信息。在正文中，引用的科技文獻大多數沒有標出，在補充材料中，將圖表和資料引自何處標了出來，以示感謝。
大多數章節或重要段落的最后，給出了練習題（以Q表示），這些習題可以幫助讀者在學習過程中加深理解和自我測試相關知識，習題答案統一列在書后。
本書最后將全書專業術語和拉丁文進行整理列表，專業術語在正文部分第一次出現時進行加粗顯示，拉丁文中文名對照在正文部分第一次出現時也將全稱補全，再次出現將不再標注。
第二章 坐鎮以待的有害生物
在浩大的自然生態系統中，綠色植物是食物鏈的基礎，只有綠色植物可以將簡單的無機物生產合成復雜的有機物，其他的生物都是直接或間接地依賴植物作為營養來源，所以綠色植物，包括作物，是各種生物的主要營養源。在農業生產系統中，以植物為食物的生物會影響作物的產量和品質，表2.1列出了以植物為食物或能危害植物的各種生物類型，從最簡單的類病毒（侵染性RNA）到脊椎動物等高度進化（evolution）的復雜生物，本書將這些致病生物和害蟲統稱為有害生物（natural enemy）。
本章只是對這些有害生物進行簡單的分組，第六章將詳細討論它們的分類。
有害生物的分組主要是依據它們的大小和取食方式。屬于微生物的有害生物或者比微生物更小的生物，如病毒和類病毒等統稱為病原生物（pathogens）。它們通常生活在植物體內，作為個體，只能用光學顯微鏡或電子顯微鏡來觀察，它們的子實體（如銹菌的孢子器）或大一點的菌落（如白粉病菌）則可以用肉眼來觀察。通常這些病原生物的存在不是立即可以看到的，而是在它們對植物產生了影響，如植物出現萎蔫、葉片變黃等癥狀（symptoms）時，才能發現它們的存在。
一些小動物［如線蟲（Globodera）、介殼蟲、蚜蟲和螨類］通常被稱為寄生物（parasites），它們吸吮植物汁液，移動性差，可以用肉眼或者放大鏡觀察和計數。昆蟲學家通常稱它們為植食性昆蟲（phytophagous insects）。寄生性高等植物，如獨腳金（Striga）和列當（Orobanche）也被認為是寄生物。
食草動物（herbivore）指的是更大一些的、通過咀嚼方式來造成植物組織咬食傷害（bitting damage）的動物（如毛蟲、蝗蟲、嚙齒類動物）。食草的昆蟲也被稱為植食性昆蟲。
還沒有相關文獻對這些學術術語進行統一。許多人稱白粉病菌為病原生物（因為它是微生物），然而，白粉病菌菌落像介殼蟲（一種寄生物）一樣是可以觀察到的，因此，也經常被稱為寄生性真菌，所以，表2.1中，真菌既可歸類為寄生物，也可歸類為病原生物。
能被寄生物或病原生物成功取食的植物稱為寄主植物（hostplant）。植物為其提供了營養和庇護所：生存的場所。例如，黃瓜是蜘蛛螨和黃瓜白粉病菌（Sphaerotheca fuliginea）的寄主植物。作為被食草動物取食的植物也被稱為食料植物（foodplant）（如牧草是奶牛的食料植物），寄主植物和食料植物間沒有嚴格的區分界限。
許多描述病原生物的原理也同樣適用于寄生物，為了避免使用短語“寄生物和（或）病原生物”，本書更多地使用“病原生物”來表示。
2.1 病害的概念
顧名思義，病原生物就是引起病害的生物，但許多病原生物是否真的引起病害還不確定。狹義地說，病害（disease）這個詞表示的是整個植株生理上的失衡，導致黃化、萎蔫、矮化和畸形等癥狀的產生。其中，最典型的癥狀是由病毒、植原體、細菌和維管束萎蔫真菌等侵染（infections）引起的。植物組織對病原生物侵入的局部反應，如抗性反應導致的壞死斑點，或局部侵染導致的壞死病斑，也被稱為癥狀。
癥狀的嚴重度有時并不反映病植株中存在的病原生物的數量（見§3.3耐病性）。
許多病原生物和寄生物有時可以直接觀察、計數和測量。葉片上白粉病菌的菌落數和植株上很多介殼蟲一樣，它們實際上都不是癥狀，而是病原生物本身。在許多科學文獻中，這些菌落可能被稱為癥狀。實際上將這些觀察到的病原生物稱為病征（signs）可能更好。植物受到侵染的結果是產量下降，即損失（damage），它不一定直接可見，也不一定能根據侵染的程度來預測。和人類對流感的侵染有不同忍耐性一樣，不同植物基因型對病原生物侵染的忍耐性也是不同的。
葉斑真菌引致局部病斑，這些病斑是病原生物在植物局部組織中存在的直接結果，雖然看不見病原生物本身，但可以根據病斑的大小和數目間接地估計病原生物的數量。這些病原生物居于導致癥狀的病原生物和直接可見的病原生物之間。
當介殼蟲或白粉病菌的侵染沒有導致整株植物產生生理失衡時，為了避免使用病害這個術語，可以使用侵染來表述正受到病原生物或寄生物傷害的植物（如受銹菌嚴重侵害的植物）；當病原生物導致整株植物發生一定程度的生理失衡時，則用術語“病害”和“發病的植株”來表述（如黃花葉病毒、萎蔫性真菌等侵害的植物）。
害蟲這個術語用來指寄生性動物或食草動物，這一單詞也可以指一種害蟲種，如煙粉虱（white fly）是番茄上的害蟲。當一種害蟲的群體達到一定數量引起損失時，稱之為蟲災（plague），如1993年番茄上發生白蠅的蟲災。植物上棲居了一種害蟲的大量個體時，植物即受到了那種害蟲嚴重的侵擾（infestation）。
為了簡便起見，本書的侵染也包含了這種侵擾。
2.2 病原生物的分類
可以根據病原生物對寄主的侵染過程（infection process）進行簡單的分組，活體營養型（biotrophs）病原生物，如病毒、白粉病菌、銹菌、散黑粉菌（Ustilago）依賴活體植物組織生存，許多活體營養型真菌在植物細胞內形成吸器（haustoria），利用吸器從植物細胞內吸收營養。吸器擠壓原生質膜，直至凹陷，但并沒有侵入到細胞質內。盡管存在這種吸器，但寄主植物細胞依然是活的。吸器也有可能使植物細胞發生重程序化，抑制其可能的防衛反應。
大多數活體營養型病原生物不能在人工培養基上生長，或者只有在采用復雜的培養方法時才能生長。
死體營養型（necrotrophs）病原生物，如殼針孢（Septoria）、長蠕孢（Helminthosporium）的病原菌和其他葉斑真菌以及油菜菌核病菌（Sclerotiniasclerotiorum）和灰霉菌（Botrytis cinerea）等，都是先殺死寄主組織或細胞，然后從這些死亡的組織中吸取養分。這些病原生物通常產生毒素來殺死寄主，它們和腐生物（saprophytes）非常相似（參見專業術語表），在死亡的植物組織上生長旺盛，所以很容易在人工培養基上培養。
半活體營養型（hemibiotrophs）病原生物，如致病疫霉菌（Phytophthorain festans）、霜霉病菌等，是活體營養型病原生物和死體營養型病原生物之間的中間狀態。植物組織在受到這些病原生物侵入后瞬間即死亡，有些種如馬鈴薯致病疫霉病菌在培養基上可以生長，有些種如萵苣盤梗霉（Bremia lactucae）等不能進行人工培養。
偶遇性寄生物/病原生物（opportunistic parasite/pathogen）可以侵染許多種植物，尤其是那些防衛能力受到影響的植物或植物器官，如生長在亞最適條件下的植株、秧苗或成熟的果實等。例如，卵菌中的腐霉（Pythium）和引起幼苗猝倒病的絲核菌（Rhizoctonia）都是這種類型，還有維管束萎蔫病菌（vascularwilt）、根腐和基腐病原真菌等，如尖孢鐮孢菌（Fusariumoxysporum）、黃萎輪枝菌（Veiticilliumalbo-atrum）和榆枯萎病菌（Ceratocystisulmi），前兩種病菌引起木質部的堵塞，導致植株萎蔫，后一種病菌是大家熟知的荷蘭榆樹病（Dutchelmdisease）的病原菌。
Q1：病原生物、寄生物和食草動物有什么異同？
Q2：用病原生物這個術語描述白粉病的病原菌有什么不妥嗎？如果用來描述大麗輪枝菌呢？