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03 第三章 种子的生产.doc

页数:29页文件大小:895.0 KB来源: 种子种苗学ppt课件

本课件阐述品种混杂退化的原因与防杂保纯措施,介绍空间隔离与田间选择、原种生产基地建设与去杂去劣,比较大株与中株采种等方法,并给出水稻、玉米、甘蓝、黄瓜、豇豆的采种实例与人工种子的研究进展。

种子生产章节前言页,说明良种繁育意义并列出混合选择与单株选择等基本方法
品种混杂退化说明页,定义退化现象并列举机械混杂与生物学混杂等主要原因
病毒侵染退化页,以马铃薯和果树为例说明系统侵染造成薯块变小与品质下降
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第1页:种子生产概述与选择方法

第三章种子的生产【前言】优质种子的生产是种子工作中最重要的一环,是整个种子工作的基础。对种子经营者来讲,掌握了品种对路、质量优良的种子,才能提高竞争能力,获得良好的经济效益和社会效益;对种子使用者来说,获得了优良品种的优质种子,就意味着丰收和效益的增加;对于农业生产来说,繁育出量足质优的种子,是实现持续、稳定增产的先决条件和重要保证。因此,搞好种子生产对整个种子工作和农业生产都有着十分重要的意义。种子生产的遗传学基础一、繁殖方式与种子生产繁殖是连接生命不同世代间的纽带,也是从事种子生产的根本前提。植物的繁殖方式不仅有雌雄配子结合形成种子长成新植物的有性繁殖方式,而且还有可以利用部分器官、组织甚至个别细胞长成新的个体的无性繁殖方式,不同的繁殖方式对后代群体性状的表现有重要的影响,也直接关系到种子生产的方法与技术。

  • (一)有性繁殖作物有性繁殖作物(sexuallypropagatedplants)按照自然授粉方式的不同,又可分为自花授粉、常异花授粉和异花授粉三类。1.自花授粉作物(self-pollinatedplant):即在天然授粉情况下,雌蕊依靠来自同花或同一植株内的花粉完成授粉受精的作物。如水稻、小麦、菜豆、莴苣、番茄、凤仙花、矢车菊、紫罗兰、半支莲、风铃草等。自花授粉作物由于长期自交,品种内各个体基因型基本纯合,遗传性较稳定,性状较一致,但偶然也会出现异交(天然异交率小于5%)或发生突变。因此,在繁殖自花授粉作物时,仍需选择优良纯正的植株进行自交繁殖。在原种繁殖时,多采用单株选择法,且不同品种间应适当隔离,以保证种子的纯度。繁殖生产用种时,则采用混合选择法。2.常异花授粉作物(oftencross-pollinatedplant):即在天然授粉情况下,以自花授粉为主,但天然异交率达到5-50%的作物。如辣椒、蚕豆、芥菜、黄秋葵等。这类植物在遗传育种上的许多特点与自花授粉作物近似,但由于异交率高于自花授粉作物,因此在它们的品种群体中杂合株率较高,变异较多。繁殖种子时为防天然杂交,不同品种的种子田间隔距离应比自花授粉作物田大些。在原种生产中常采用多次单株选择法,生产大量商品种子时则常采用多次混合选择法。3.异花授粉作物(cross-pollinatedplant):即在天然授粉情况下,雌蕊主要依靠异株或同株异花的花粉完成授粉、受精的作物。如荞麦、黑麦、黑麦草、玉米、蓖麻、萝卜、白菜、甘蓝、菠菜、黄瓜、洋葱、芹菜、石竹、万寿菊、菊花、百日草、鸡冠花等。异花授粉作物因传粉媒介的不同,分虫媒花及风媒花。异花授粉作物品种群体内不同个体的基因型多为杂合体,遗传性比较复杂,个体间差异较大,自交易衰退。因此,这类植物品种进行繁殖时,应注意从品种群体中选择符合品种特征特性的优良个体,而且群体量不可太小。不同品种间要注意隔离。
  • (二)无性繁殖作物无性繁殖作物(vegetatively propagatedplants):即通过母体营养器官、组织或细胞在适宜条件下分化发良形成独立新个体的途径,而不经过两性配子结合进行繁衍后代的作物。如睡莲科、泽泻科、天南星科、姜科、旋花科、薯芋科、香蒲科、莎草科、百合科、禾本科中部分蔬菜及茄科中的马铃薯等。另外,大多数的观赏植物,果树系无性繁殖作物。无性繁殖作物一般以无性繁殖为主,因此繁殖过程中极少产生变异,群体内个体与个体之间具有高度的一致性,繁殖后代的遗传特性也与母体的遗传性高度一致,但无性繁殖系内也会存在一定的差异性,加之病害侵染等因子也可造成品种的退化,故在其繁殖与栽培过程中,仍需进行必要的选择,淘汰机械混杂或自然变异植株,以保持品种种性纯正。其选择通常采用营养系混合选择法、

第2页:品种混杂退化的原因

营养系单株(穴)选择法等。二、品种的混杂退化品种混杂退化(deteriorationofseedstocks)是指优良品种在生产栽培过程中品种纯度降低,原有的优良种性变劣的现象。造成品种混杂退化的原因很多,主要有:

  • (一)机械混杂机械混杂,即在种子生产、加工、贮藏及包装运输过程中,在某作物的品种中人为地混入了其它品种(品种间混杂)、其它作物或杂草(种间混杂)的种子而造成的品种混杂现象。这是种子生产过程中引起品种退化的重要原因。自花授粉作物的混杂退化主要由机械混杂引起。品种间混杂,还会加剧天然杂交,引起分离退化。
  • (二)生物学混杂生物学混杂,即品种在繁殖过程中,由于和其它品种或其它作物发生天然杂交而引起混杂退化的现象。这是有性繁殖作物发生品种退化的另一个重要原因。生物学混杂是常异花授粉作物和异花授粉作物品种混杂退化的主要原因。
  • (三)品种本身的变化品种是一个性状基本稳定一致的群体,品种的“纯”只是一个相对的概念,品种内个体间或多或少都有一定的杂合性,何况自然界某些因素还会导致生物体发生基因突变和重组。因而,品种经过连年种植,本身也会发生各种各样的变异,这些变异经过自然选择常被保存和积累下来,导致品种的混杂退化。目前生产上推广的品种大多是通过杂交,甚至是复合杂交育成的,遗传基础比较复杂,发生变异、分离的机率也相对较高。而且还有些育种单位急于求成,往往把一些表现优异但遗传性尚未稳定的杂交后代材料提前出圃,提交中试和推广,如繁殖过程中不进行严格选择,就会很快出现混杂退化现象。
  • (四)不正确的选择及采留种在种子生产过程中,若未进行严格的选择而淘汰掉混杂劣变的植株,结果必然会导致品种退化或者虽然进行了选择,但选择的方法欠佳或标准不当,如对各种蔬菜只注意产品器官的大小而忽略了性状的典型性和一致性;水稻选种仅注意穗大、粒多、粒重,而对分蘖多少、植株高矮、耐肥抗病强弱很少考虑;或忽视了对原种育性、自交不亲和性等的监测与鉴定;或连年采用小株留种而缺乏对主要经济性状的鉴定;或留种群体太小而导致遗传漂移(geneticdrift)(图3-1);或连续多年实行近亲繁殖等等,都可能导致不同程度的品种退化。此外,在不适的自然环境条件下留种;或种子生产中栽培技术措施不当,如将温室品种连年在露地栽培留种等,都会直接影响到种子的质量,以致引起品种的退化。图3-1

第3页:病毒侵染导致种性退化

  • (五)病毒侵染马铃薯一旦感染病毒,由于系统侵染,经过种薯连续传病,优良的无病毒原种经数年即可完全感病,造成薯块变小,产量逐年下降。果树的组织或细胞受到病毒或类菌体侵染后,会破坏生理上的协调性,直接影响产量和品质,甚至引起细胞内某些遗传物质的变异,如在良种繁殖时,从病树上选取繁殖材料,就会引起品种衰退。大丽花、菊花、香石竹、唐菖蒲、郁金香等,常发生因感染病毒性的萎缩病而使生活力衰退,生长势下降,观赏品质降低等退化现象。三、品种遗传纯度的保持品种发生混杂退化后,纯度显著降低,性状变劣,抗逆性减弱,最后导致产量下降,品质变差,品种也就失去利用价值。因此,必须采取有效措施,防止和克服品种的混杂退化现象。
  • (一).严把种源质量关繁育原、良种所使用的种源是否纯真、可靠,直接关系到所繁种子的质量。所以,生产原种的种源必须是育种者种子或株(穗)行系种子,生产良种的种子田的种源最好每年用原种进行更新,这是确保种子质量的一项重要措施。因此,种子部门要和育种单位密切合作,并认真搞好种子的选优提纯工作,为种子繁殖田提供足量的优质种源。
  • (二).严格隔离对种株或采种地(区)实行严格的隔离,是防止天然杂交引起生物学混杂以及非目的种子掺入引起机械混杂的重要措施,对防止异花授粉作物的天然杂交尤其重要。隔离方法通常有以下四种:1.机械隔离:即利用机械条件如纸袋、网纱、大棚、温室等进行隔离的方法。主要应用于少量原种种子的繁殖及原始材料的保存等。2.时间隔离:即利用分期播种、分期定植、春化或光照处理、摘心整枝等措施,使不同品种的花期前后错开而实行隔离的方法。此法可用于生产用种的大面积繁殖生产。一般玉米、水稻和高粱制种区的播期要和周围其它品种错期25~30天。

第4页:种子生产的空间隔离

对种子寿命较长的蔬菜,如瓜类、茄果类、十字花科等可采用不同品种分年种植留种的方法,以做到有效的隔离。

  • 3.空间隔离:即将易于相互杂交的作物品种、变种或种的种子生产地人为地安排隔开一定距离,以防止非目的杂交的方法。此法常常为大面积的良种繁育所采用。空间隔离是否有效取决于隔离距离,而决定隔离距离时则主要应考虑以下各方面的因素:一是影响天然杂交率的因子;二是隔离区之间的障碍物;三是品种经济价值受天然杂交影响的程度(表3-1)。
  • 4.高杆作物隔离:在使用上述隔离方法有困难时,可采用高秆的其它作物进行隔离。如玉米制种可用高秆高粱作为隔离作物,一般种植50~100行,行距1尺,并要提前10-15天播种,以保证在玉米散粉前高粱的株高超过玉米,起到隔离作用。(三)合理的选择与留种种子生产地内存在杂株,是造成繁殖品种的遗传性污染的重要原因。前作的遗留及机械混杂是此类污染的重要来源。因此,种子生产中必须及时地通过选择进行种株的去杂去劣,以保证繁殖品种的遗传纯度。

第5页:原种生产的田间选择

选择应连续、定向地逐代进行,以最大限度地保持品种的典型性。在原种生产中,必须严格进行株选;而生产用种生产时则可在认真去杂去劣的基础上实行片选。田间选择应抓住品种特征特性易于鉴别的关键时期,分阶段多次进行,以保证种株各个生育期阶段的特征特性均能符合原品种的典型性。留种方面,大株留种繁殖原种,小株留种繁殖生产用种。原种生产的群体不能太小,一般不应少于50株,并注意避免都来自同一亲系,以免品种群体内的遗传基因贫乏,从而导致品种生活力的降低和适应性的减弱。

(四).严格执行种子采后处理的操作规程在种子生产、加工等过程中严格执行各项技术的操作规程,是防止种子机械混杂的主要措施。首先是繁殖品种的田间布置要科学合理,除了应做好隔离工作外,留种地还应尽可能采用轮作,以免发生前后作间的天然杂交;其次要严防种子在采收、脱粒、晾晒、运输、贮藏等操作过程中的混杂。另外,要重视种子的预措和播种。

种子生产中除应注意做好以上各方面的工作外,还应加强对各类种传病害的监测与防治,并严格执行种子签证发放制度,从而真正保证遗传纯度高、播种品质好的优质种子能够最终有效地应用于生产。种子生产的制度为了保证优质种子的生产,制定必要的种子生产制度和措施是很重要的。一、品种审定制度品种审定(cultivarassessment),即指由专门的权威机构(如品种审定委员会)对新育成或新引进的品种能否推广和能在什么范围内推广等作出权威性结论。

建立品种审定制度是为了加强品种管理,加速优良新品种的推广,促进品种布局的区域化,推动生产的发展。品种审定的依据是品种试验。新品种必须通过多点的、二至三年的区域试验和生产试验,在多数试验点连续表现优异,育种者在完全掌握其特征特性的基础上提出成熟的性状标准和栽培管理技术,然后方可向所在地的省、市品种审定委员会提出申报。品种审定委员会再根据品种试验的结果材料和其他条件对该品种是否能推广作出决定。

品种审定委员会一般由农业行政部门、种子管理及推广部门(如种子公司)、科研单位、农业院校等有关单位的代表组成,负责领导和组织作物品种的审定工作。全国农作物品种审定委员会负责审定跨省推广的新品种;各省、市、自治区审定委员会负责审定本省、市、自治区育成或引进的新品种;地、县农作物品种审查小组则负责对本地区育成或引进的新品种进行初步的审查,提出初审意见并决定是否向上一级品种审定委员会推荐,并应结合本地区的自然条件和耕作制度,审议本地区农作物品种的示范、繁育、推广和品种布局计划。

品种审定工作包括:领导和组织品种区域试验和生产试验;评价、审定新品种;对已推广的品种和新品种的示范、繁育和推广工作提出建议;对审定的新品种进行登记、编号、命名和颁发新品种审定合格证书等有关事宜。由此可见,品种审定是良种繁育和推广的前提。只有品种审定合格的品种,经农业行政部门正式公布后,才能在生产上正式地进行大规模的种子生产和推广。

二、种子生产基地的建立。

第6页:种子生产基地的建立

种子(尤指蔬菜、花卉)是一个商品性很强的生产资料,它的种类品种繁多,采种技术复杂、对生态环境条件要求各异,在自然条件优越的地区建立特约种子生产基地,才可能保证种子质量。种子基地的规模,可根据良种推广计划和种子公司对种子的收购量和基地自由量来确定。为了保证大田用种,在计划种子基地面积时,要注意留有余地,宁多勿少。也可建一部分计划外基地,与基地订好合同,与基地互惠互利,共担风险。种子基地的形式一般可分为一级基地和二级基地。一级基地常由国营原、良种场和种子公司建立,承担新品种比较试验和选优提纯、生产原种的任务。二级基地的任务是生产良种供应大田。种子基地确定之后,一定要加强领导,健全组织,实行合同管理,明确双方职责。种子部门对基地要做到“五统四分”,即统一规划、统一种源、统一技术操作规程、统一质量标准、统一价格;分户管理、分户检验、分户交种、分户结算。种子生产的程序育种繁育的程序,是指根据品种繁殖阶段的先后和种子世代的高低而从事种子生产的次序和方式等。正规的种子生产程序应该是由原原种生产原种,再由原种生产生产用种。根据良种繁育程序对三种不同类别的种子实行分级繁殖,是提高种子质量的重要保证。

  • (一)原原种生产原原种是由育种者直接生产和控制的质量最高的繁殖用种,又称超级原种。它是经过试验鉴定的新品种(或其亲本材料)的原始种子,故也称“育种者的原种”。原原种具有该品种最高的遗传纯度,因而其生产过程必须在育种者本身的控制之下,以进行最有效的选择,使原品种纯度得到最好的保持。原原种生产必须在绝对隔离的条件下进行,并注意控制在一定的世代以内,以达到最好的保纯效果。因此,较宜采用一次繁殖,多年贮存使用的方法。
  • (二)原种生产原种是由原原种繁殖得到的,质量仅次于原原种的繁殖用种。原种的繁殖应由各级原种场和授权的原种基地负责,其生产方法及注意事项与原原种基本相同。原种的生产规模较原原种大,但比生产用种小。
  • (三)生产用种生产生产用种是由原种种子繁殖获得的直接用于生产上栽培种植的种子。生产用种的生产应由专门化的单位或农户负责承担,其质量标准略低于原种,但仍必须符合规定的良种种子质量标准。在采种上生产用种的要求与原种有所不同。如为了鉴定品种的抗病性,原种生产一般在病害流行的地区进行,有时还要人工接种病原,但生产用种的繁殖则一般在无病区进行,并辅之以良好的肥水管理条件,以获得较高的种子产量和播种品质。种子生产的一般技术一、种子生产田的建立要科学地建立种子生产田,首先必须将其设在光照、温度、降雨量等生态条件均较适宜的地区。其次是在选定的生态区内选择适宜的采留种地。具体要求:种子生产地以地势较高、平整而便于排灌、隔离条件较好的地方为宜;种子生产地的土壤结构与肥力应尽可能与作物种株生长发育的要求相一致,并应考虑到种性的特殊要求;留种地不应有相同类型的作物以及近缘的各种类型的作物为前作,以

第7页:种株栽培与病害防治

免造成机械混杂和进一步的生物学混杂,并可防止病害的传染流行;大规模的种子生产要特别警惕对土传病虫害的监测与防治,以防造成生产上病虫害大面积流行的毁灭性灾害。二、种株的栽培管理

  • (一)种子处理培育种株用的种子在播种前,常需要经过适当的处理来防治种传病害,打破休眠、促进发芽等等。种子处理的方式主要有化学处理、温度处理、辐射处理、干燥处理及浸泡处理等类型。对于种株栽培用的种子,通过不同处理以消除或减轻各类种传病害的危害有特别重要的意义。种传病害种类很多,如菜豆、辣椒的炭疽病、叶斑病、细菌性斑点病;黄瓜的角斑病、细菌性枯萎病、炭疽病;番茄早疫病;芹菜早疫病和晚疫病;十字花科黑胫病和黑腐病等。
  • (二)选择适当的播种期留种栽培和大田生产的播种期常常不尽相同。由于留种栽培的目的在于收获种子,故播种期的确定主要在于保证种株的发育和开花结籽能在最适季节。例如南方的莴苣菜用栽培周年均可播种,而种株栽培则以寒露和霜降之间播种为宜。播种过早,抽苔开花常遇春季低温,种子发育不良;播种过迟,则开花结实又常逢高温多雨季节,使受精结实受到不良的影响。又如北方的大白菜种子田播种要比生产田播种晚几天至十几天,以掌握在收获时能形成叶球为准。种子田晚播旨在避免因播种过早而造成种株的生活力和抵抗力减弱,从而减轻病害,提高种株的耐贮性。
  • (三)去杂去劣种子生产中,及时地对种株实行去杂去劣,对于保证种子质量极其重要。去杂去劣通常根据性状出现的先后,分别在营养生长期、开花期及成熟期几个阶段进行。对于以营养器官为商品的作物来说,营养生长期的去杂去劣对种子的遗传纯度的

第8页:去杂去劣与辅助授粉

保持具有决定性的作用;在利用雄性不育系配制一代杂种时,开花期是除去不育系中可育株的唯一有效时期;成熟期的去杂去劣对成熟期这一性状本身的保持具有独一无二的作用。

  • (四)辅助授粉种株栽培中,由于严格隔离而需辅助授粉,以确保种子的产量和质量。用纸袋隔离,通常只能进行人工辅助授粉。用纱罩、网室、温室或大棚隔离生产原种种子时,除进行人工辅助授粉外,还可释放昆虫以协助授粉。国外有研究表明,在纱罩内利用大苍蝇辅助授粉效果比人工或蜜蜂授粉更佳。在大面积生产用种的生产时,在空间隔离区内释放蜜蜂辅助授粉则是极其有效的手段。蜜蜂是唯一从事社会性采花活动的昆虫,故在自然环境下利用其辅助授粉效果极好。利用时常以巢箱为单位,根据工蜂量及花量的多少和栽培面积等确定巢箱数的增减。另据报道,日本人工饲喂条纹花虻,并按每公亩100~150只的比例饲放,利用其为十字花科及茄果类蔬菜辅助授粉,取得很好效果。
  • (五)施肥与灌溉在种株栽培中要注意控制氮肥,增施磷、钾肥以促使植株发育健壮,并促进座果与结实。作物开花后可追施一至二次壮花肥、壮果肥,以提高产量和质量。种子生产中灌溉不宜过勤。种株定期成活后,不是过分干旱便不需灌水,在果荚发育时期应注意保证不受干旱,以使种子发育充实保满。三、采种方法
  • (一)定型品种采种法定型品种,即由选种或杂交重组等育种手段选育获得的遗传性相对稳定的系统。由定型品种的种子可以代代相传,故其采种方法比较简单,即只要根据品种的需要进行隔离和针对品种的典型性进行严格的株选,在种株上直接采种即可。对以营养器官为产品的二年生作物的定型品种,根据其种株栽培或移植或直播的技术措施的不同,又可分别采用大株采种、中株采种及小株采种三种方式。1.大株(成株)采种法:即按正常生产季节播种,待产品器官成熟时经选择确定种株(即谓大株),再移植于留种地栽培采种或窖藏于翌春定植采种的方法。如结球甘蓝在结球后、根菜类在采收期根据品种的典型性选留种株,然后将入选株(或其根头)移栽到留种地生产种子等。此法优点是能针对作物各个不同的生长发育阶段进行多次选择,能有效地保持原品种的

第9页:大株与中株采种法

优良种性并使之继续得到改良;生产的种子遗传纯度高,不易退化。此法的缺点是较为费时费工,种株产品的商业价值也得不到利用,因而种子生产的成本较高。由此可见,大株采种法适于原原种、原种的生产。

  • 2.中株(半成株)采种法:即比大株采种晚些播种,待产品器官已表现出品种特性但尚未成熟时即行株选确定种株(即谓中株),也称“半成株”,再移植于留种地栽培采种的方法。此法也可根据品种的经济性状进行一定程度的选择,但不及大株采种法的选择全面和严格,因而保持种性的效果略差于大株采种。然而中株采种占地时间比大株采种短,密度可高于大株,病害也相对较少,所以种子产量较高,成本较低,此法多用于原种及生产用种的生产,但不宜用作原原种的生产。
  • 3.小株采种法:即将种子直接播在留种地区,可以不经过产品器官的形成阶段而在小秧(即小株)上直接采种的方法。这种方法可比大株采种法晚播50-90天,因而占地时间最短,比较经济。如白菜、萝卜等即使在第二年开春后播种,仍能与上年播种的大株采种法同期收到种子。但小株采种未经严格的选择,种子质量不及大株采种和中株采种。因此,小株采种必须用种性纯正的大株采种生产的原种种子作种源;而且小株采种法生产的种子作为生产用种也只能用一次(一代),不能再用其繁殖种子,否则,便会很快造成种性的丧失与退化。(二).杂种品种制种法杂种品种,即经过亲本的纯化、选择、选配、配合力测定等一系列试验而选育的优良杂交组合,亦称F1杂种。杂种品种群体内各个体的基因型是高度杂合的,因而不能代代相传,只能连年制种。杂交制种实际上包括两方面的工作:一是亲本的繁殖与保纯;二是一代杂种种子的生产。亲本繁殖除雄性不育系需有保持系配套外,其他均与定型品种采种法基本相同,只是隔离要求更加严格。一代杂种种子生产的原则是杂种种子的杂交率要尽可能的高;制种成本要尽可能的低。生产一代杂种种子的方法很多,归纳起来大致有以下几种。
  • 1.人工去雄制种法:即用人工去掉母本的雄蕊、雄花或雄株,再任其与父本自然授粉或人工辅助授粉从而配制杂种种子的方法。从原则上讲,人工去雄法适用于所有有性繁殖作物,而实际则要受到制种成本和作物繁殖特性等的限制。如茄果类和瓜类蔬菜,由于其花器大,容易进行去雄和授粉操作,费工相对较少;加之繁殖系数大,每果(瓜)种子可达100-200粒,因而成本低,故适于采用此法。另外,玉米、烟草也适于采用此法。而对那些花器较小或繁殖系数较低的作物则不宜采用此法。人工去雄制种的具体方法是:将所要配制的F1组合的父、母本在隔离区内相间种植,父母本的比例可视作物种类和繁殖效率的高低而定,一般母本种植比例应高于父本,以提高单位面积上杂种种子的产量。亲本生长的过程中要严格地去杂去劣;开花时对母本实施严格的人工去雄。然后,在隔离区内自由授粉或加以辅助授粉,母本植物上所结种子即为所需一代杂种种子。
  • 2.利用苗期标记性状制种法:即选用作物有苗期隐性性状的系统作母本,隔离区内与具有相对显性性状的父本系统杂交以配制一代杂种种子的方法。此法不用去雄,在苗期利用苗期隐

第10页:利用苗期标记性状制种

性性状及时排除假杂种。这种方法虽然制种程序简单,但间苗、定苗等工作都较复杂。此外,对那些尚未找出明确的苗期标记性状或性状虽明显但遗传性不太稳定的作物,此法也不能应用。此法目前仅在番茄、大白菜、萝卜等作物上有少量应用。

  • 3.利用自交不亲和系(self-incompatibilityline)制种法:即利用遗传性稳定的自交系作亲本(母本或双亲),在隔离区内任父母本自由授粉而配制一代杂种的方法。此法不用人工去雄,经济简便,只需将父母本系统在隔离区内隔行种植任其自由授粉即可获得一代杂种种子。此法在存在自交不亲和性的十字花科作物如结球甘兰、大白菜、油菜等中广泛地采用。利用自交不亲和系制种的关键是要育成优良的自交不亲和系。优良自交不亲和系除了须具备农艺性状优良、配合力高等条件外,还要求花期自交亲和指数要尽可能的低(最高不得超过1),蕾期自交亲和指数则应尽可能的高(最低不得低于5)。利用自交不亲和系配制杂种的具体方法是:在隔离条件下将亲本自交系间行种植,任其自由授粉。若双亲都为自交不亲和系而正反交性状差异又不大,则父、母本所结种子可混收;若正反交性状有明显差异,则父、母本所结种子需分开采种,分别加以利用;若双亲中一个亲本的亲和指数较高而另一个较低,则应按1∶2或1∶3的比例多栽亲和指数较低的系统。若双亲中有一个亲本(父本)为自交系,制种时,不亲和系与亲和系的栽植比例一般为4∶1左右,且只能从不亲和母本系上采收一代杂种。
  • 4.利用雄性不育系(male-sterileline)制种法:即利用遗传性稳定的雄性不育系统做母本,在隔离区内与父本系统按一定比例相间种植,任其自由授粉而配制一代杂种种子的方法。此法不用人工去雄,简便易行,且生产的杂种种子的真杂种率可达100%,因而是极具潜力的一代杂种制种方法。目前生产上利用雄性不育系配制一代杂种的作物有水稻、洋葱、大白菜、萝卜等;正在研究但尚未大面积应用的有番茄、辣椒、芥菜、胡萝卜、韭菜、大葱等。利用雄性不育系制种必须有一个前提:首先解决“不育系(A系)”、“保持系(B系)”的配套问题;对那些产品器官为果实或种子的作物,还须育成“恢复系(R系)”而解决“三系配套”。所谓“雄性不育系”,是指利用雄性不育的植株,经过一定的选育程序而育成的雄性不育性稳定的系统;所谓“保持系”,则指农艺性状与不育系基本一致,自身能育,但与不育系交配后能使其子代仍然保持不育性的系统;而“恢复系”则指与不育系交配后,能使杂种一代的育性恢复正常的能育系统。在植物界,雄性不育性可根据其遗传方式的不同而分成:细胞核雄性不育型或核不育型(nuclearmale-sterile,简称NMS);细胞核细胞质互作不育型(cytoplasmaticmale-sterile,简称CMS)。(1)利用NMS生产F1种子:NMS是指雄性不育性由细胞核基因控制,而与细胞质基因无关。不育株的基因型为msms,可育株的基因型为MsMs或Msms。利用NMS生产F1种子主要采用两用系,即一个既是不育系又是保持系的系统,简称AB系。AB系内的可育株与不育株之比为1∶1,它们的基因型分别为Msms和msms,故两用系的繁殖,只要将两用系播于隔离区内,并在不育株上采收种子即可。利用AB系制种方法如图3-2所示。近年来,我国独创的“两系法”杂交稻技术基本成熟,其实质就是利用光敏核不育系制种。该不育性状受一对隐性主效核基因控制。制种原理参见图3-3。(2)利用CMS生产F1种子:CMS是由细胞核和细胞质基因交互作用而产生的。根据CMS的遗传方式,不育株的基因型为S(msms),可育株的基因型有5种:N(msms)、N(MsMs)、N(Msms)、S(MsMs)和S(Msms),其中N(msms)是保持系的基因型(括号内表示核基因)。CMS的选育通常采用测交筛选的方法,而且CMS的选育,实际上就是保持系的选育,因为没有保持系,就不能保证不育系的代代相传。利用CMS制种时,通常设立三个隔离区:不育系和保持系繁殖区,F1制种区和父本系繁殖区。具体制种方法可参见图3-4。

第11页:三系制种隔离区示意图

隔离区1(繁殖两用系)隔离区l(繁殖父本系)o.°••°OO·••°凸AAA凸A凸AAAAA由不育株上选留种子隔离区,(制种区)AAAA凸凸凸A凸A0·0·O··000O·0·O·O·0·.O·0··OO···0·O·0·0·0.O·000000·O·0·0·OO··.°··00·00·AAAAA制种区内两用系作度加倍.初花期间拔除两用系内可育株F1种千.不行株O可行株A父本株利用两用系生产白菜F,种子。

第12页:化学去雄制种法

5.用化学去雄制种法:即利用化学药剂处理母本植株,使之雄配子形成受阻或雄配子失去正常功能,而后与父本系自由杂交以配制杂种种子的方法。迄今在蔬菜方面报道的去雄剂有二。

第13页:常用化学去雄剂种类

氯乙酸、二氯丙酸钠、三氯丙酸、二氯异丁酸钠(FW450)、三磺苯甲酸(TIBA)、2-氯乙基磷酸(乙烯利)、顺丁烯二酸朕胺(MH)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)、萘乙酸(NAA)、赤霉素等(谭其猛,1982),并在番茄、茄子、瓜类、洋葱等作物上进行了广泛的研究。但到目前为止,实际只有乙烯利应用于瓜类(主要是黄瓜)制种上(表3-2)。

利用乙烯利去雄生产黄瓜一代杂种子的方法可用图3-5来表示。但应注意必须在隔离区内留种,并实行人工辅助去雄和人工辅助授粉,以保证杂种种子的质量和产量。父母本原种生产宜另设隔离区。6.利用雌性系制种法:即选用雌性系作母本,在隔离区内与父本相间种植,任其自由授粉以配制一代杂种种子的方法。

雌性系
包括全部为纯雌株的纯雌系和全部或大部分为强雌株,小部分为纯雌株的强雌株系。
强雌株
植株上除雌花外还有少数雄花。

利用雌性系制种,一般采用3∶1的行比种植雌性系和父本系,在雌性系开花前拔去雌性较弱的植株,强雌株上若发现雄花及时摘除,以后自雌性系上收获的种子即为一代杂种。此法通常在瓜类蔬菜上采用。目前在黄瓜、南瓜、甜瓜等作物中都已发现雌性系,但实际只有在黄瓜杂种种子生产上得到广泛应用。雌性系的保存可以采用化学诱雄法(表3-3)。

第14页:利用雌株系制种法

7.利用雌株系制种法:即在雌雄异株的作物中,利用其雌二性株或纯雌株育成的雌二性株系或雌性系作母本,在隔离区与另一父本系杂交以配制一代杂种种子的方法。此法主要在菠菜等作物中采用(图3-6)。具体做法:将雌株系和父本系按4∶1左右的行比种植于隔离区内,任其自然授粉,以后在雌株系上收获的种子即是所需的一代杂种。菠菜雌株系的选育过程,如表3-4所示。

利用雌株系制种的程序如图3-7所示。

第15页:水稻的开花结实习性

采种种子应用实例一、水稻水稻(OryzasativaL.)属禾本科稻属,染色体数2n=24。水稻是雌雄同花的自花授粉作物,在自然条件下,很少发生杂交。水稻为圆锥花序,小穗着生在枝梗上,小穗基部有一对退化颖片,小穗内小花3朵,其中2朵退化成稃片,只有一朵花发育为完全的两性花。在田间自然条件下,花粉散出后3分钟,生活力降低。

第16页:水稻开花与环境条件

一半,5分钟后,绝大部分死亡,10-15分钟后完全丧失受精能力。柱头受精能力是开花当日最高,次日明显减退,开花后3天几乎丧失受精能力。开花最适温度为30-35℃,最高温度约50℃,最低为15℃。开花最适宜的湿度是70-80%。在自然条件下,气温高利于开花,但温度温度过高虽开稃而花药干涸不裂,花粉不飞散,柱头也受生理障碍则不适宜授粉受精。

气温太低则花药开裂困难。(一)采种方法水稻种子生产是按原原种、原种、良种三级程序的,而原种生产是整个种子生产工作中最基本的环节。1.三系七圃法杂种稻三系七辅法原种生产程序,即选择单株、分系比较、混系繁殖。不育系设株行、株系、种三圃;保持系、恢复系分别设株行、株系两圃,共七个圃。第一季,单株选择保持系、恢复系各选100-120株,不育系选150-200株。

第二季,株行圃按常规稻提纯法建立保持系和恢复系株行圃各100-120个株行。保持系每个株行种植200株,恢复系种植500株。不育系的株行圃共150-200个株行,每个株行种植250株。选择优良的保持系作父本行。通过育性、典型性鉴定,初选株行。第三季,株系圃初选的保持系、恢复系株行升入株系圃。根据鉴定结果。确定典型的株系为原原种。

初选的不育株行进入株系圃,用保持系株系圃中的一个优良株系,或当选株系的混合种子作为回交亲本。通过育性和典型性鉴定,确定株系。第四季,不育系原种圃当选的不育系株系混系繁殖,用保持系原原种作为回交亲本(图3-8)。

第17页:三系改良提纯法

2.改良提纯法由不育系、恢复系的株系圃和原种圃组成的改良提纯法,保持系靠单株混合选择进行提纯,并作为不育系的回交亲本同圃繁殖。省去了不育系和恢复系的株行圃,而都从单株选择直接进入株系圃(图3-9)。该方法的关键是单株选择和株系比较鉴定要十分严格,必须选好,此法虽较简易,但不如上法严格。

第18页:原种与良种的质量标准

(二)制种要点1.用原原种直接繁育出来的,或推广品种经提纯后达到原种质量标准的种子称原种。原种再繁殖一、二代的种子即为生产上应用的良种。所以原种的质量及数量直接影响到良种种子的质量和数量。各级种子生产单位繁殖的种子,必须符合政府颁布的《农作物种子分级标准》(表3-5)的要求,才能在生产上应用。

第19页:原原种的穗行株行选择

2.原原种是经过穗选或株选后,种植成穗行或株行,根据品种的典型性将整齐一致的穗行(株行)混收而成。在混收原原种之前,可从中选择单穗(或单株)供次年种植穗行(株行),以生产次年的原原种种子。对原原种除了鉴定农艺性状外,还应鉴定稻米品质和种子质量,检疫性病害等。3.原种和良种繁殖田地,其前作不应是水稻或水稻的秧田,以避免机械混杂和生物学混杂。

二、玉米玉米(ZeamaysL.)原产于美洲大陆,染色体数2n=20,为禾本科一年生草本,是雌雄同株异花授粉作物。在自然条件下,异交率在95%以上。玉米雄花序为园锥花序,顶生,由主轴与分枝组成,一般有15-20个分枝。玉米雄穗抽出顶叶2-3天,主轴中部先开花散粉,随后分别有上而下依次开放。花粉量多而轻,靠风力传播,开花时间持续5-7天。

玉米开花适宜的温度为25-27℃,相对湿度70-90%。在自然条件条件下,花粉活力能保持6-8小时。玉米雌花序为肉穗花序,着生茎杆中部叶腋间,外有苞衣。玉米按子粒性状可分为八种类型,其中以马齿型和硬粒型两种栽培较广。(一)采种方法1.自交系原种生产(1)穗行半分法第一年,种植选择圃选株自交,在抽雄散粉期,根据自交系的典型性、生产性、抗性,选择比较一致的植株套袋自交(约100-1000穗),采用一次授粉。

收获后根据穗形、粒型、粒色、千粒重等进行选择,当选单穗编号、带轴、装袋保存。

第20页:玉米自交系穗行比较

第二年,半穗行比较,设隔离区,每穗半分,一部分种子保存,另一部分种成穗行,在苗期、拔节期、抽雄开花期根据自交系的典型性、一致性、丰产性进行穗行间鉴定比较。本年比较只提供穗行优劣的资料,而不留种。第三年,混合隔离繁殖用第一年预留的一半果穗,生产原种。(2)测交法第一年,种植选择圃选株自交并测交,测交穗应在3穗以上,其种子应够下年产量比较。第二年,种测交鉴定圃,将各自交单株配制的测交种进行产量比较,鉴定单株配合力。第三年,混合繁殖,根据配合力测定鉴定的结果,将在测交中表现优良的相应各自交果穗的种子混合,隔离繁殖,生产原种。(3)三分两步鉴定法把要鉴定的自交材料的每一果穗分作3份,分别利用。整个鉴定要分两步(两年)进行。第一年,将自交穗统一编号,来源不公开,将每穗种子分成3份,分别包装编号。其中,一份室内保存,一份种植于性状鉴定圃,一份种植于测交制种圃。第二年,种植性状鉴定圃和测定鉴定圃。第三年,将当选最佳材料过去两年中套袋繁殖的种子混合投入第一批原种繁殖,将当选最佳材料封存的种子投入第二批原种繁殖。

  • 2.杂交制种由于人工去雄杂交容易,玉米是农作物中最早利用杂种优势的作物。玉米利用杂种优势而组配的杂交组合形式有多种,如单交种、顶交种、双交种、三交种等。目前主要是利用单交种。(二)制种要点1.自交系原种生产亲本自交系是杂交制种的物质基础,要保证杂交种的质量,就必须保持自交系的优良遗传特性和典型性。因此,要建立严格的自交系的原种生产和繁育程序,利用高纯度的自交系配制杂交种,而严格隔离和彻底去杂是自交系繁育中的两个关键环节。
  • 2.杂交制种控制制种田花期相遇,提供充足的花粉。为了提高制种质量,在整个杂交制种过程中,必须做到安全隔离,规格播种,严格去杂去劣,及时去雄,分收分藏,具体操作如下:(1)隔离防杂隔离方式有空间隔离、时间隔离、屏障隔离与作物隔离四种。为确保隔离区安全,一般采用空间隔离与时间隔离的方法。隔离区采用四种隔离方式的安排方法如图3-10所示。(2)规格播种①播种方式:繁殖自交系和配制单交种的隔离区,一般采用单作的种植方式。父母本行数的比例,依父本花粉量而定,采用一行父本、2-4行母本;2行父本、4-8行母本间隔种植的方式,原则是在保证有充足的父本花粉量的前提下,尽可能地增加母本行数,为防止花期不遇现象,应在隔离区上风头的一侧安排采粉区。②播种期:在隔离区内配制杂交种。如果母本抽丝期与父本散粉期一致,则可同期播种,在父、母本花期相差较大,需错期播种时,宁可以雌待雄,而不能以雄待雌。(3)去杂去劣常见的杂株、劣株有以下几种:第一,优势株,这类杂株表现生长势强,植株粗壮、高大,极易识别;第二,混杂株,这类杂株一般不具有亲本自交系的性状,也易识别;第三,劣势株,常见的有白苗、黄苗、花苗,矮缩株和其它畸型株等,这类植株数量不多,易于识别;第四,怀疑株,这类植株很象自交系,一般较难识别,需认真检查,若在苗期不能肯定,则应在拔节期加以鉴别拔除。(4)彻底去雄母本的去雄必须做到及时、彻底、干净六个字。所谓及时,就是在母本的雄穗未散粉之前,即予拔除。所谓彻底,就是母本的雄穗抽出一株,就拔去一株,直至整个隔离区内的母本雄穗被完全拔去为止。所谓干净,就是母本的雄穗要全部拔去,不能留下雄穗基部的小枝梗。去雄抽拔下的雄穗,应立即携出田外。去雄工作必须做至定田到人,建立责任

第21页:杂交制种的分收分藏

制。(5)分收分藏配制杂交种的隔离区在收获时,可先收父本行,将父本行果穗全部收完校核无误后,再收母本行。母本行上收获所得到的即为杂交一代种,供大田生产上应用。在隔离条件很好,母本行去雄干净彻底的情况下,父本行上收获的种子即为父本同胞交配繁殖的种子,可作下一年杂交制种田的父本自交系使用。父、母本行应严格分收、分藏,防止与其它自交系或杂交种混杂。三、萝卜萝卜(RaphanussativusL.)原产中国,为十字花科萝卜属能形成肥大肉质根的二年生草本植物。染色体数2n=2x=18。萝卜从萌动的种子开始即能接受低温感应而通过春化阶段,长日照条件下通过光照阶段。萝卜为异花授粉作物,复总状花序。主枝上的花由下而上开放,主枝上部侧枝往往先开放,渐及下部的侧枝。健壮的种株有1500~3000朵花。开花后50~60天,种子成熟,果荚不易裂开。

  • (一).采种方法采用空间隔离繁殖原种时,不同品种间采种地块隔离距离至少2000米;生产用种田隔离距离至少1000米以上。1.大株采种法:秋季适时播种。为减轻病虫害,提高种子产量,播种期可比一般生产田迟10~15天。因播种偏晚,植株长得较小,种植密度可稍大些,其它管理与一般大田相同。中国北方将种株于立冬前后收获,选择具有品种特性,无病虫害,肉质根大而叶簇相对地较小,肉质根皮光、色鲜、根痕小,根尾细,内部组织致密、小空心的种株。南方冬季气温温和地区,种株的叶子留6~10cm切断,在室内放2~3天使伤口愈合后,栽植于采种田;北方冬季寒冷地区,须将选出的种株用沟窖埋藏,翌春10厘米地温稳定在5℃以上时定植于采种田。定植距离因品种而异。夏秋萝卜一类中型品种是50×50cm2,秋冬萝卜大型品种是60×60cm2,种株栽植的深度,宜使肉质根埋入土中半寸左右,以免受冻。长形品种可以斜栽,或栽前切去根部1/4,伤口加涂草木灰。尤其在排水不良,或地下水位较高时,须用高畦栽植。圆形种或小型种可直接栽植,不必切根,栽植时必须压紧土壤,使肉质根周围不留空隙,以免雨水积聚引起腐烂。采种田花前严格防治蚜虫,花期一般不喷药,以免杀伤传粉昆虫。种株生长前期控制浇水,多次中耕,抽苔后和盛花期可进行追肥,并及时浇水。结果期减少浇水次数。种荚黄熟后采种。春萝卜由于要考察其春季晚抽苔习性,故需春播大株采种。萝卜种株于4月间抽苔开花,每株旁边插一1m高的支柱,上架横杆,将花茎缚在支柱上。当植株上的花开到80%时,摘去各枝的先端,使养分集中到基部的种荚,这样可得到较为充实的种子。一般种子亩产50千克左右。2.中株采种法:在9月上中旬播种,冬前长成半大株,在11月下旬收获,经株选后栽植采种。其栽培管理同大株采种法。3.小株采种法:于早春土壤解冻后直播于采种田,出苗后及时间苗、定苗。其他田间管理同大株采种法。
  • (二)制种要点萝卜的杂种优势比较显著,优良的杂种一代不仅产量高,而且品质好。一代杂种的制种方法主要有:1.人工制种法:即利用雌蕊先熟的特性,选母本植株上将于2~3天后开花的花蕾,用小镊子掐去花蕾先端一部分萼片和花冠,露出柱头,不必去雄,然后授上父本花粉。2.利用CMS制种法:利用不育系做母本进行杂交制种,可采取中株法、小株法采种。不育系与父本的栽植比例为3∶1。盛花后将父本系种株用杆或绳拢好,不使其与不育株交叉,以利杂种种子的采收。四、甘蓝

第22页:甘蓝的采种技术

甘蓝(Brassicaoleraceavar.capitata)起源于地中海沿岸至北海沿岸,为十字花科芸苔属二年生草本植物。染色体数2n=2x=18。甘蓝形成产品器官要求冷凉温和气候。幼苗达到一定大小(即茎的直径0.6cm以上、叶片宽度5cm以上或叶数8-9片以上时)才能感应低温而通过春化,在长日照和较高温度下抽苔开花。甘蓝是以蜜蜂为主要传粉媒介的异花授粉作物,复总状花序,从植株顶芽抽出的花序最先开花,腋芽抽伸的花序陆续从上向下顺次开花,每一花序上的花则是从下向上陆续开放。每朵花开放3-4天,整株花期长达30-40天,一个品种的开花期可达60天左右。每花序中部的花结实率最高。甘兰花的雌蕊比雄蕊先成熟,在开花前雌蕊就有接受花粉的能力,开花前6天的花蕾即有60%左右的结实率,花前1-4天的花蕾结实率在90%以上。花药在花冠完全展开前开始散粉,在自然条件下,保存6天的花粉仍有部分生活力,如果把花粉贮存在2-4℃的条件下,生活力能保持较长时间。

  • (一)采种方法采种时应注意选种和与其他品种及花椰菜、球茎甘兰等隔离,防止混杂。利用空间隔离繁殖原种,需隔离2000米以上;繁殖生产用种也需隔离1000米以上。1.大株采种法:目前生产上大多采用这种方法。第一年培育母株,秋天长成叶球,从中选择优良植株留作种株,到第二年春天抽苔,开花结实。采种母株的培育方法基本上与菜用栽培相同。根据各品种从播种到叶球形成需要的天数决定播种期。一般甘蓝采种的播期较菜用栽培的播期稍晚,但应适当。播种过晚,到收获前还没有形成叶球,品种的典型性不能充分表现出来,不能准确的选择种株。播种太早,叶球早成熟,在北方收获后很难保存到立冬前后下窖,而且病害严重。田间管理同菜用栽培管理相同。在结球期中根据品种的典型性、丰产性、抗病性、结球性等进行严格的株选,去杂去劣,然后进行种株处理。南方留种一般于露地栽植,将留种植株的叶球进行处理。可采用留心柱(十字形或摘帽顶的方法)与不留心柱(割掉叶球,留腋芽)的处理方法。切球时注意选择晴天并且不要伤了花芽。在低温寒潮来临之前定植在一起,以免温度太低不利生根,甚至死亡。北方由于冬季寒冷,种株采用窖藏越冬,窖温保持在0-3℃。待春季气温上升时再定植于留种地,栽植前切球。留种植株在第二年春季抽苔前进行一次中耕,然后追施氮、磷、钾复合肥。抽苔前应立支柱防止种株倒伏,可在种株旁插竹杆或在每一行种株后两头打桩,然后用绳子拉起来把种株挟住。如花枝过多,可将后发的瘦弱侧枝及茎生侧枝摘掉,以利通风透光。为了使养分集中用于花序中、下部的角果中去,开花后期要摘心,将花序顶尖掐掉,促使种子成熟,提高种子质量。在种株生长期间,要特别注意菜青虫,小菜蛾及蚜虫的危害,可用菊酯类药防治。甘兰果荚成熟后容易开裂,所以种株有三分之一的种荚变黄,就应及时采收,晾晒后脱粒一般种子亩产量可达30-50千克。2.中、小株采种法:这种方法采种比正常菜用栽培晚播15-25天,应掌握在秧苗大小必须足以感受低温时为准。为此在不同的地区留种,应根据当地气候的变化情况,预计到5~6℃温度时刚好是大苗阶段,以此来确定播种期和定植期,秋收时叶球只达到半包球或刚开始结球,由于品种的典型性没有充分表现出来,因此不能准确的选择种株。这种方法容易造成种性退化,但由于占地时间短,可以密植,成本低,可用于繁殖用地。其采种管理技术用大株采种法。
  • (二).制种要点利用甘兰不同的品种,自交系或自交不亲和系配制的杂种一代,具有明显的杂种优势,表现出早熟、丰产、抗病、适应性强及一致性强的特点。目前在甘兰生产上已广泛应用杂种一代品种,而种子生产上则是利用双亲自交不亲和系配制一代杂种,以降低种子生产成本,提高杂种种子的质量和数量。亲本自交不亲和系的繁殖,又必须在严格隔离的条件下,利用人工蕾期授粉方法获得种子。利用双亲自交不亲和系配制一代杂种,采种量没有差异时,即按1:1隔行栽值。有差异时可按2:1或3:1栽值,以达到提高F1杂交率和采种量。但双亲比例

第23页:甘蓝自交不亲和系制种

应把3:1作为实用限度,超过这个比例就会引起F1杂交率和产量降低的危险。配制杂种一代双亲花期是否相遇,是保证F1杂种种子质量和数量的最重要问题。因为自交不亲和系本身并非绝对不结实,有时随植株的营养条件和温度等环境条件的变化,自交不亲和性也不一定稳定。例如,开花2-3天后的老龄花和植株生长衰退的开花末期的花,不亲和性降低,若花期不遇,有时还会产生自交的种子。所以,在F1的采种栽培方面应细心考虑。双亲的开花期一致是最理想的。若双亲系统间开花期有差别时,需采取调节花期的措施:整枝摘花;合理调节播种期;利用不同定植期调节花期或采取施肥、灌水等加强田间管理的措施调节花期。五、番茄番茄(LycopersiconesculentumMill)原产于南美热带地区,为茄科番茄属中以成熟多汁浆果为产品的草本植物。染色体数2n=2x=24。番茄为雌雄同花的自花授粉作物,天然异交率在4%以下。花序有总状花序、复总状花序和不规则花序三种,因品种不同而异。花自基部先开,顺次向上陆续开放,通常第一花序的花尚未开完,第二花序的花已开始开放。一朵花从花冠开放到谢花约需3-4天。开花多在上午4~8时,下午2时以后很少开花。一般温度在21℃~32℃时开放最多,通常低于15℃停止开花,高于35℃常发生落花落蕾。雌花在花药开裂前二日即可接受花粉授精,受精能力可保持4~5天,但以当天开放的花授粉效果最好。

  • (一)采种方法番茄种子生产与商品果实生产的栽培管理措施基本相同,商品果实的生产是为了获得经济价值较高的果实,常采用早熟、高产的栽培方法。采种,应在尽量降低生产成本的前提下提高种子纯度,质量和产量。采种时,原种田与其他番茄田隔离100-300米,生产用种田应隔离30-50米。果实成熟后选择具有本品种特征植株作种株。果实收后剖果取种,在非金属容器中,25-30℃温度下发酵24~36小时,用清水搓洗,晾晒。进行大量种子生产时,可不经发酵,用酸碱处理:每公斤种子胶质混合液用7ml~14ml36%HCL处理20~40分钟或用12ml~24mlNH4OH处理20-40分钟,接着水洗,晾晒。
  • (二)制种要点番茄杂种一代在早熟性、抗逆性、一致性、丰产性和品质方面都表现出较明显的优势。近年来,在番茄生产上已广泛利用一代杂种。一代杂种的种子生产主要是采用人工去雄授粉法。1.亲本的播种期:播期早晚可决定父母本花期是否相遇和能否在最适季节杂交制种。为了使父母本花期相遇,促进父本提前开花,一般父本提前7~10天播种。2.定植:定植距离为便于制种时人工去雄授粉操作需适当加宽。父母本种植比例一般为1∶4~8。3.杂交技术:一般杂交用的花序以第2-4花序为最好,其营养充分,环境条件适宜,座果率高,发育好,因而种子数量多,质量也高。选这些花序中基部发育正常的3-4朵花作杂交用,以获得2-3个杂交果实为宜。适宜的去雄时期是在花粉尚未成熟以前,此时花冠已露出萼片,花朵快要开放但尚未开放,去雄时用镊子尖端把花瓣轻轻拨开,露出花筒,镊子从药筒基部插入,把整个药筒摘出。在大面积制种时,可于去雄同时授粉,但开花的当日(即去雄后1-2天)授粉效果最好。花粉采集一般在上午9时至下午4时进行,但以上午10时左右,花冠展开90-180°之间,花粉尚未散发时最好。大量采粉时,可用电动采粉器采集当天开的花。取到花粉后及时用于授粉或贮藏备用。授粉以上午9时左右,露水干后开始为宜,中午气温超过28℃时应尽量避开不授粉,下午2-3时又可授粉。待杂交果实完全成熟后采收。六、黄瓜黄瓜别名胡瓜(CucumissativusL.)原产于印度,汉时传入我国,为葫芦科(Cucurbitaceae)甜瓜属中幼军具剌的栽培种,一年生攀缘性草本植物。染色体数2n=2x=14。黄瓜在我国南北各地均有栽培。目前生产上使用的栽培品种,大致上可以区分为华北系统和华南系统两大类别。

第24页:黄瓜的开花结实习性

华北系统品种的主要特点是瓜形瘦长,皮薄有刺,肉质坚脆,节间和叶柄长,根群细长,再生力弱。华南系统品种的主要特点是瓜形粗短,皮光滑无刺,肉质较软,叶厚根群强,耐移植。黄瓜开花的适温是18-21℃,低于14℃停止开花,低于16℃花药不散粉。在适温下,雌花、雄花从现蕾到开花约需5-6天。一般是黎明开始开花,上午6-10时花冠全展开。雄花的雄蕊散粉后,当时即闭合凋萎;雌花开1-2天,未授粉受精者开2-4天。花粉离开花药或处于高温、高湿的环境中,生活力只能保持几个小时,这是缩短黄瓜自然隔离距离的主要依据。雌花开花当天上午受精能力最强,下午即显著降低。多数黄瓜品种具有单性结实的习性。黄瓜一般为雌雄同株异花的异花授粉作物,由昆虫传粉,授粉后约4-5小时,可以看到花粉管到达子房,授粉后24-48小时左右,可以观察到受精作用。在适宜的温度、光照等条件下,雌花谢花后40-50天,种瓜老熟,种子发育成熟。

  • (一).采种技术要点黄瓜为异花授粉的虫媒作物,为保证种子纯度,大面积留种需要隔离。一般繁殖原种,品种间隔离距离1000米,繁殖生产用种200-500米。因其他瓜类的花粉可以促进黄瓜的单性结实,故为了提高种子产量,黄瓜与其他瓜类也要隔离。留种区种植多品种时,也可采用套袋人工辅助授粉的方法,最适宜的授粉时间是上午6-10时。留种部位一般以第2-4个雌花留种为宜。大果型品种每株留种瓜1-2条,小果型品种3-4条,其余瓜及时摘掉。为防止种瓜后熟过程中过早腐烂,可将种瓜放在1%的福尔马林药液中浸泡一下进行表面消毒后进行后熟处理5-7天。个别品种,种瓜收获稍迟,种子会在瓜内发芽,应早收种瓜,收后不必后熟。采种时,用刀将种瓜纵剖,挖出胎座和种子,放入盆或缸等非金属容器内,不要加水,令其自然发酵。气温15-20℃时,需3-5天;气温25~30℃,只需1-2天。在发酵过程中,若见大部分种子与粘液分离而下沉时,即停止发酵,水洗、晾晒。晒干后入库贮藏,入库时,种子含水量应低于12%。
  • (二)制种技术要点近年来黄瓜杂种优势利用在我国发展很快,已成为获得高产、早熟、抗病的一项重要措施。目前采用的一代杂种的制种方法有人工授粉法、雌性系利用法和化学去雄法。1.人工授粉法:在开花前一天,将花冠已变黄的雌雄花蕾扎花,用小纸筒套上,不使其花瓣张开,第二天上午8-10时授粉。雄花也可采摘开花前一天的花蕾置于干燥条件下,次日应用,授粉后随即在花梗或座里节上作上已杂交记号,便于以后确认杂交果。人工授粉法,父母本比例要适当增加至1∶5。在进行父母本系统间交配生产一代杂种种子的同时,可以进行母本系统内和父本系统内的交配,这样在同一制种隔离区内,可以分别生产三种种子。这种方法在实际生产中适用于一般的雌雄异花的亲本系统,只需要一个隔离区,当然也可以另设母本系统繁殖区和父本系统繁殖区,采用自然授粉繁殖两个亲本系统。2.利用雌性系法:利用雌性系配制杂种一代,需设两个隔离区,即一个制种区和一个雌性系繁殖区。在制种区栽植雌性系作母本,雌雄株系作父本,父母本比例为1∶3,自然授粉。从母本株上收获的,就是一代杂种种子,把杂种一代种子播种后就有一部分是雌性株,另一部分是雌雄株,这样就保证了生产田内有足够雄花供自然授粉用。在雌性系繁殖区内,采用赤霉素处理促使雌性株开雄花,以保证授粉。3.化学去雄法:目前国内普遍采用的黄瓜去雄剂为乙烯剂。利用乙烯剂去雄制种时,需要设置两个隔离区,一个母本系统繁殖区,一个制种区同时繁殖父本系统,制种区父母本比例可按1∶3-5行栽植。当母本植株第一片真叶展足时,选择无雨的晴天喷一定浓度的乙烯剂。每隔4-6天喷1次,共喷3-4次,喷药量要达到雾滴满布叶面,接近滴流。七、豇豆豇豆(Vignasesquipedalisweight)原产于东南亚热带地区,为豆科豇豆属的一年生草本植物,茎有蔓性、半蔓性及矮性三种,染色体数2n=2x=22。豇豆属于短日照作物。缩短光照可降

第25页:豇豆的开花结荚习性

低花序着生节位,提早开花。但也有不少品种对日照长短的要求并不严格,表现为中光照。一般矮生种较蔓生种对日照长短的反应稍为严重一些。豇豆为总状花序,腋生。每一花序有花4-6朵。花为蝶形花。豇豆开花、结荚最适宜的温度是25-28℃,35℃时仍能生长、结荚。开花后25天左右,种子发育成熟。豇豆为自花授粉作物,其花药在开花前一天晚9时开始开裂散粉,但此时柱头粘液不多,次日太阳出来后,花瓣展开前,柱头粘液很多,完成授粉。豇豆花粉发芽速度快,在花粉散出后的12小时左右,花粉管已伸长。豇豆虽为较严格的自花授粉作物,但由于花大,色丽,开花时常有土蜂、蜜蜂采粉,而且由于在花未开放时部分花的雌蕊,雄蕊露出龙骨瓣,故有一定的杂交率。采种中应以单株或双株栽植为宜。采种应选具有本品种特性,无病虫害、生长健壮的植株,并选同一花序上两个豆荚大小、粗细一致,籽粒排列整齐的留种。在部位上宜选植株基部和中部的荚果留种,以保持结荚早的特性,如种荚拖地,应提起挂在叶柄上,以防腐烂。种荚以外的嫩荚应及早摘除。种荚老熟后摘下晒干脱粒贮藏。豇豆种子贮藏期易被虫蛀,大量种子可在清洗后在晴天晒一次,趁温度稍高及时包装入库,或撒入敌百虫粉剂以防虫蛀。豇豆是较为严格的自花授粉作物,可以不必担心采种圃里的杂交,只拔除异株则维持品种性状,但与其他品种需隔离100米以上为宜。为改良品种要进行杂交,应在开花前一天傍晚去雄,次日晨授粉。人工种子一、人工种子的意义天然种子是有性生殖的结果,在生产上受季节限制,有性过程因减数分裂引起的基因重组,分离现象,杂交种必须年年制种。而人工种子在本质上属于无性繁殖,从目前的理论上估计,它可能具有许多优势。

  • (一)在栽培上的优势人工种子在制作过程中可以加入各种生长调节物质、有益微生物或农药等,从而可人为地影响控制植物的生长发育与抗逆性;组织培养的幼小植株从试管取出后,都要进行适应自然环境的驯化过程,而人工种子不必再专门进行驯化操作,可以直接播入土中,这样可大大节省劳力。
  • (二)在育种上的优势使在自然条件下不结实的或种子很昂贵的某些植物得以快速繁殖;繁殖速度快(用一个12L体积的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制作1000万粒人工种子,可供种植几百亩地);可保存及快速繁殖脱毒苗,并避免脱毒苗在繁殖过程中重新受病毒的侵染;固定杂种优势,使F1代杂交种可多代利用,使杂交育种和杂种优势便显威力;使体细胞融合、基因工程等尖端育种技术迅速实

第26页:人工种子的应用优势

  • (三)在流通上的优势与普通试管苗相比,人工种子体积小且不需带试管,故运输方便;与营养器官(如块茎)相比,优势更明显。此外,人工种子可促进细胞分化、胚状体及有性胚(合子胚)的生物学研究。二、人工种子制作人工种子的制作主要包括胚状体的诱导、包裹制种与发芽试验三个主要步骤。其基本流程如下:
  • (一)天然种子或幼嫩外植体进行表面消毒;
  • (二)在无菌条件下培养获得无菌苗(一般外植体除外);
  • (三)下胚轴或子中等外植体,在适宜的培养基上诱导产生胚状体或不定芽;
  • (四)挑选一定生长时期的胚状体(或不定芽)悬浮于海藻酸钠溶液中;
  • (五)滴珠法制作人工种子,固化剂为氯化钙水溶液;
  • (六)无菌水冲洗人工种子;
  • (七)在无菌条件下萌发长成植株;
  • (八)小植株移入盆中栽培生长。若在有菌条件下播种,在包裹过程中需添加防腐剂和活性炭。图3-11为滴珠法制备人工种子。

第27页:胚状体与人工种子要求

三、胚状体胚状体(embryoid)是指在细胞、组织或器官的离体培养中,通过体细胞或性细胞未经受精而分化出与合子胚相似的胚胎。它包括体细胞胚与性细胞胚,人工种子目前主要使用体细胞胚。人工种子对胚状体有如下要求:

  • ①播种后能马上发芽出苗,且根与芽几乎同时生长;
  • ②下胚轴无膨大,无愈伤组织化;
  • ③同步化程度较高或经分选后能达到大小基本一致,使包裹制作的人工种子发芽生长整齐;
  • ④活力强,有一定的指逆性;
  • ⑤发芽后幼苗形态与生长基本正常。胚状体的发生在植物界中是一个普遍现象。但遗憾的是许多物种的体细胞胚质量太低,还不能满足人工种子的需要。胚状体的发生除了受植物的生理因素、组织培养方法等影响外,亦受遗传因素的影响。根据胚状体发生的研究在分子机理方面的进展,将来有可能将某种植物产生胚状体能力强这一特性通过遗传工程手段转移到其他植物中去。有大量的胚状体才能制作大量的人工种子。固体培养法产生的胚状体数量较少,而且需要手工用镊子取胚,操作慢;悬浮培养法较好;发酵罐法则比普通的悬浮法能更大规模诱导胚状体。为了使人工种子发芽整齐,同步化处理及包裹制种前的筛选是必要的,以过滤分选法实用、有效和快速。另外,由愈伤组织获得的胚状体,遗传变异的可能性大,故不通过愈伤组织培养来直接获得体细胞胚,可能是今后的研究课题。四、包裹技术包裹技术要满足4个基本条件:
  • ①常规操作的外部力量不会伤害内部植物幼体;
  • ②保持内部幼小植株体生存的必需的水分,而且具有通气性;
  • ③保持供给发芽和发育初期所需要的营养;
  • ④所包材料能被发芽的力量所穿破。

第28页:人工种子的包裹方法

包裹制种方法主要分为三类:干燥法、离体交换法和冷却法。其中以离子交换法最实用、方便,以海澡酸钠最为常用。将体细胞胚和芽包入海澡酸胶囊,发芽是不成问题的,但不耐干燥,必须混入保水剂来改善,即使这样,也不能耐长时期的干燥,所以必须再在外面包上既保水又透气的薄膜(图3-12)。此外,还要检查各种作物人工种子的形态和包装方式,以适应不同机械化播种的需要,这样,包装材料和制作方法也将随之改变(图3-13)。

第29页:人工种子的防污与添加物

为了促进发芽,培育壮苗,在人工种子中包裹许多营养物质,容易招至微生物的繁殖而妨碍芽的生长。故往往又在其中添加了抗生素等农药。但这种农药可能在尚未发挥效果前,却抑制了胚或芽,甚至造成死亡。因此,对具有抗微生物的高分子膜的研究也是一大课题。五、人工种子的贮藏性因农业生产的季节性所限,需要人工种子能贮藏一定的时间,但人工种子含水量大,常温下易萌发,也易失水干缩,贮藏难度较大。

目前,对在4℃冷库贮藏、低温保藏下,经休眠物质ABA或香豆素处理,使幼小植株保持休眠状态等方面进行了研究。天然种子含水量低,其胚保持一定的干燥水平,故天然种子贮藏期长,因此,可从此着手,进行有关体细胞胚干燥的基础研究,如对体细胞胚干燥的耐性、胚发育状态、干燥速度、ABA处理、渗透压调节剂处理、冷却处理、树脂包埋等因素进行研究。

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