种子生产基本原理和技术应用

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1、第三章 种子生产原理与技术 第一节 种子生产的概念和意义 一、种子生产的概念和任务 (一)种子生产的概念 采用最新技术繁育优良品种和杂交亲本的原种， 保持和提高它们的种性；按照良种生产技术规程， 迅速地生产市场需要的、质量合格的、生产上作为 播种材料大量使用的、种植者自己不能留种或留种 效果不好的种子、种苗和无性播种材料。 (二)种子生产的任务 1.对新育成、新引进的品种，加速繁殖，以替代原 有的老品种，实行品种更换； 2.对生产上大量应用推广品种，要有计划地用原种 繁殖生产出高纯度种子加以代替，实现品种更新； 3.要预测市场的需求量，生产出种类齐全、数量充 足、质量上乘的优质种子，满足农业生

2、产播种需要, 又要防止生产过剩压库或市场营销失败压库。 二、品种和优良品种推广 (一) 品种的经济类别特性 1.经济性 2.时效性 3.可生产性 4.地域性 5.商品性 植物新品种应当明显区 别于在递交申请以前已 知的植物品种 栽培品种的 DUS三性 植物新品种经过繁殖，除 可以预见的变异外，其相 关的特征或者特性一致 植物新品种经过反复繁殖后或 者在特定繁殖周期结束时，其 相关的特征或者特性保持不变 特异性 (distinctness ) 一致性 (uniformity ) 稳定性 (stability ) （二）品种审定和合理利用 1、品种的区域试验和生产试验的概念及意义 （1）品种的区域

3、试验 简称区域试验。是由品种审定机构统一组织，将各 单位新选育或新引进的优良品种，有计划地送到有代 表性不同生态的地区进行多点、多年联合比较试验， 对品种的利用价值、适应范围和推广地区、适宜的栽 培技术作出全面的评价。 （2）生产试验 生产试验：将区域试验中表现优异的品种，在较大 面积上，在接近大田生产条件下进行的丰产性试验鉴 定。生产试验可以进一步鉴定表现突出的品种的丰产 性、稳产性和地区适应性。 （3）区域试验和生产试验的作用和任务 区域试验和生产试验的作用 作用：通过试验，对数目较多的品种评定选优，为品质 哦功能审定和推广提供决策的依据；根据试验结果确定品种 的适应范围及栽培特点，为品种

4、的合理利用，品种布局的区 域化和合理搭配，以及种子合理流向提供依据；还可以起到 广泛示范作用，也可起到多点繁殖种子的作用，大大有利于 新品种的迅速推广。 区域试验和生产试验的主要任务 客观地、精确地鉴定新品种的丰产性、温度性、适应性和 产品品质等性状，明确新品种是否具有推广利用价值。 确定各地区最适应、最高产、最优质和高效的品种，并做 好品种搭配，使各品质能在各地区有计划地推广。 为有推广价值的品种划定最适宜的推广区域，做到因地制 宜生产和种植优良品种，充分发挥良种的特性和综合作用。 通过试验，摸索出适应新品种生物学特性要求的栽培技术 ，为新品种推广提出栽培模式，使良种良法配套推广。 2、技术

5、操作要点 （1）试验点的设置 分区定点 （2）参试品种和对照品种的确定 （3）试验年限 区域试验一般23年。 （4）参试品种的分组 参试品种做多不宜超过15个，最少不宜少于4个。参 试品种应该根据品种生态特点进行分组试验。 （5）试验质量的控制 应当最大限度地控制各试验实施的误差。要严格按照 统一的方案进行操作。要统一观察记载及分析总结。 3、品种推广制度 未经审定或审定不合格的品种，任何单位或个人不得 推广。 （三）欧盟的品种认证和推广规则 三、种子级别的分类 (一)我国的种子类别 美国划分为：育种者种子、基础种子(foundation seed)、 登记种子、认证种子；英国划分为：育种者种

6、子、前基础 种子(pre-basic seed)、基础种子、认证种子(一代、二代)。 均是按照一个品种的繁殖世代划分。 国外生产良种或叫生产用种子是要签 发生产许可证的，所以称谓所生产的 种子为签证种子(certified seed)，也称 鉴定种子或合格种子。 (国外的注册种子registered seed)指用 育种家种子繁殖的第一代至第三代， 或按原种生产技术规程生产的达到原 种质量标准的种子。 育种家育成的遗传性状稳定的品种或 亲本种子的最初一批种子，用于进一 步繁殖原种种子。 育种者种子 (breeder seed) 原种 (basic seed) 良种 (certified see

7、d) 种子类别 (二)新品种的来源 1、有偿转让新品种原种种子 2、引进国内外新品种种子 （三）种子生产的意义 种子生产的任务：一是迅速而大量地生产优质种子 ，实现品种的以优代劣的更换，满足广大种植者生 产的要求，满足经销商国内外销售的需求；二是防 止推广品种混杂退化，保持良种的种性，延长良好 的使用年限。 四、纯系学说和种子生产 (一)纯系学说(pure line theory) 1903年丹麦植物学家Johannsen提出，论点： (1)在自花授粉植物的天然混杂群体中，通过单株 选择，可以分离出许多基因型纯合的家系。 选择是有效的。 (2)在纯系内继续选择无效。 理论意义：区分了遗传的变异

8、和不遗传的变异， 指出了选择遗传变异的重要性，对选择的作用也进 行了精辟的论述。因此，它为自花授粉作物的选择 育种和种子生产提供了理论基础。 (二)纯系学说在种子生产中的指导意义 1.保纯防杂 种子生产的中心任务是保纯防杂。 纯度的高低是检验种子质量的第一标准。所有的 农业技术措施重点之一，就是要保持纯度。 “纯”只能是局部的、暂时的、相对的，随着繁殖 的扩大必然会降低后代的相对纯度。因此，在种子 生产中，提出尽可能的较少生产代数的要求。 2.在原种生产中单株选择的重要性 在自交作物三年三圃制原种生产体系中，要按原 品种的典型性，采取单株选择，单株脱粒，对株系 进行比较，一步步进行提纯复壮。

9、五、杂种优势理论和杂种优势利用 （一）杂种优势的概念 杂种优势是生物界的一种普遍现象，是指两个性 状不同的亲本杂交产生的杂种F1，在生长势、生活 力、抗逆性、繁殖力、适应性以及产量、品质等 性状方面超过其双亲的现象。 （二）杂种优势的遗传理论 1、显性假说(有利显性基因假说) 显性假说是1910年由Bruce提出的。 2、超显性假说 超显性假说是1908年Shull提出的。 (三)杂交种子生产的技术路线 在配制杂交种时首先要解决的问题是去雄，即采 用何种方式去掉作为母本一方雄花的问题。 1.人工去雄 用手工直接去除母本的雄花序或两性花中的雄蕊 。 种植杂交种时用种量较小。 作物应具 备的条件

10、： 花器较大，易于人工去雄； 人工杂交一朵花能得到数量较多种子 如玉米、棉花、烟草、某些瓜类、番茄等 。 问题：大面积制种时工作量相当大，且要求去雄 及时、严格、彻底。 优势：能把优势最高的杂交组合随时用于生产。 2.利用理化因素杀雄制种 由于雄性器官对理化因素反应的敏感性不同，用理 化因素处理后，能有选择地杀死雄性器官而不影响 雌性器官，以代替去雄。 （1）物理杀雄 根据性细胞在形成过程中对外界条件反应敏感性 不同的特点，利用控制物理因素(如温度、水分、光 照等)可诱导雄性不育。 （2）化学杀雄 选用某种化学药剂,在作物生长发育的一定时期喷 洒于母本上,直接杀死或抑制雄性器官,造成生理不育

11、以达到杀雄目的。 常用化学杀雄剂如:小麦的Sc2053、Genesis等；棉 花的三氯丙酸；水稻的稻脚青(20%甲基砷酸锌)；玉 米上有DPX3778。 问题： 杀雄剂成本高 可能存在残毒 杀雄效果受天气及植株发育状况影响 喷药时间要求严格 杀雄不彻底 雄性不育不能遗传 亲本选配自由 方法简便 优点： 3.自交不亲和性的利用 自交不亲和是指同一植株上机能正常的雌雄两性 器官和配子，因受自交不亲和基因的控制，不能正 常交配的特性。 表现：自交或兄妹交不结实或结实极少。 如十字花科、豆科、蔷薇科、茄科、菊科等 自交不亲和系A 自交不亲和系B F1 杂交种 (a) Gametophytic self

12、- incompatibility (GSI) (b) sporophytic self- incompatibility(SSI) 4.雄性不育性的利用 (1)核不育 指单纯受细胞核基因控制的不育系，当不育型与 可育型杂交后，其后代的遗传方式符合孟德尔式的 遗传，因此找不到保持系。把不育性固定下来也就 不能得到完全不育或高度不育的不育系。目前在水 稻、小麦、棉花、大豆等作物上都发现了核不育类 型，绝大多数是由隐性基因控制的，少数是由显性 基因控制的。 (2)核质互作不育 受细胞核内雄性不育基因的主导控制，并受细胞 质和细胞核基因的互作控制，是可以稳定遗传的雄 性不育性。此类雄性不育性是通过“

13、三系” 配套的方 式加以利用的。 male-sterile line(left) and male-fertile line(right) of Cherry Tomato . 图 “三系” 配套利用杂种优势 5.标志性状的利用 用某一对基因控制的显性或隐性性状作为标志， 来区别杂交种和自交种，可以用不进行人工去雄授 粉的方法获得杂交种。 标志性状 水稻的紫色对绿色叶枕 小麦红色对绿色芽鞘 棉花绿苗对芽黄苗 棉花有腺体对无腺体 父本 (苗期显性标志性状) 母本 (苗期隐性标志性状) 放任杂交 母本收获种子 (自交和杂交) 播种 幼苗 间苗时拔除具有隐性性状的幼苗 即假杂种或母本苗 方 法 (四

14、)杂交制种技术 1.选地隔离 (1)选地内容和要求 确定杂交制种生产系统的亲本繁殖田和制种田的块 数和面积。 制种基地选择要求： 应选地势平坦,土壤肥沃,排灌方便,旱涝保收,病虫 等危害轻且无检疫性病虫,便于隔离,交通方便,生产 水平较高,技术条件较好,制种成本低,相对集中连片 的地块。 (2)隔离方式和要求 除小面积采用人工套袋、网室以外，应根据当地实 际情况灵活采用以下方法： 1)空间隔离 要求在亲本繁殖和杂交制种区周围一定距离内，不 种植非父本品种。有的作物如十字花科作物属间也应 有一定的隔离。 隔离距离 自花授粉作物异花与常异花授粉作物 。 风力传粉的作物昆虫传粉的作物。 亲本繁殖区制

15、种区。 表 亲本繁殖和杂交制种的最小隔离要求 2) 时间隔离 通过调节播种期，使制种田或亲本繁殖田的花期 与周围同类作物的生产田花期错开，从而达到隔离 目的。 隔离时间的长短，主要由该作物花期长短决定。 一般春播玉米播期错开40 d以上，夏播玉米30 d以 上。水稻错开2030 d。 3)自然屏障隔离 利用山岭、村庄、房屋、成片树林等自然障碍物 进行隔离。 4)高秆作物隔离 在制种区周围一定范围内种植玉米、高粱、麻类 等高秆作物。 要求：第一，高秆作物应提前播种20d以上，以 保证制种田花期到来时有足够的高度；第二，高秆 作物隔离带应有一定宽度。 2.制种田的规格和种子播种 (1)确定父母的播种期 确定父母本播期必须能使父母本的开花期良好相 遇，这是杂交制种成败的关键。 父母本花期相遇的指标是玉米母本吐丝，父本散 粉；水稻和小麦是母本开花，父本散粉。 最主要的方法是采用分期播种父母本。 确定播期应考虑双亲的生物学特性、外界环境条 件、生产条件与管理技术等可能影响的因素，事先 做好调整。 确定播期原则：“宁可母等父，不可父等母”。 确定播种差期准确度:叶龄有效积温生育期。 (2)确定父母本行比 行比是制种田中父本行与母本行的比例关系。 行比大小决定着母本占制种田面积的比例大小和 结实率，进而影响