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1、实实验验十十三三 杂杂交交水水稻稻繁繁种种制制种种技技术术一一、实实验验目目的的1熟悉杂交水稻繁殖制种的基本原理及主要技术环节。2初步掌握杂交水稻繁殖制种的技术和方法二二、内内容容说说明明杂种优势利用在自花授粉作物中以杂交水稻的选育推广最为突出，主要有三种类型：三系法杂交稻。两系法杂交稻。化杀法杂交稻。目前主要应用推广的是 “三系法”杂交稻繁殖制种技术。杂交水稻“三系法”是指雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系。优良不育系的不育性稳定，不育度和不育株率达 100%，其雄性不育性不因多代繁殖和温度等环境影响而出现自交结实；可恢复性好，配合力强，较易配组出强优势组合；花器发达，开花习性好，表
2、现开颖角度大，持续时间长，柱头大而外露率高；穗不包颈或包颈轻等。保持系实质上是不育系的同核异质类型。保持系除雄性可育外，其他性状均与不育系十分相似。优良的保持系应具有良好的保持雄性不育系的不育性和较好的丰产性，性状整齐一致，花药发达，花粉量多。优良恢复系应具有如下特点：恢复性能强，与不育系配制的杂交种结实率高，性状稳定，配合力好；具有较好的农艺性状，抗逆性较强和稻米品质优良；开花习性良好，花期长，花时不过早，花粉量多。目前对三系杂交稻的恢复系选育有测交筛选和杂交选育以及辐射诱变等方法。“三系法”制种就是在一定隔离区内，将不育系与保持系相间种植，让保持系给不育系授粉，即繁殖得到雄性不育系；在另一
3、隔离区内，用不育系与恢复系杂交，即得到可供生产上使用的杂交一代种子 (F1)。为保持 F1代杂种优势，必须年年制种。保持系和恢复系可分别设隔离区繁殖。也可在上述两个隔离区内通过自交繁殖自身种子。杂交水稻“三系”制种在开花时，对气候条件的要求比较严格。籼型杂交稻开花一般在日平均气温 2428，开花时气温 2832，相对湿度 7080%，昼夜温差 10左右，日照充足，有微风的条件下，开花正常，异交结实率高。当日最高温度高于35，最低温度低于 24，或日平均温度低于 22，开花时穗层气温 26以下，昼夜温差过大，田间相对湿度低于 65%或高于 90%，对开花、散粉和异交结实都有明显的不利影响。粳型杂
4、交稻“三系”适宜的日平均气温为 2631，低于 20不开花，在 2023.9则很少开花。杂交水稻的繁殖制种，按其季节来分，有春繁、春制（即在早稻生产季节的繁殖制种） 、夏繁夏制（即中稻生产季节的繁殖制种 )、秋繁秋制（即晚稻生产季节的繁殖制种）。以春、夏繁殖制种产量和种子质量均高，经济效益高。秋繁秋制则差，因为前期高温不利高产苗穗的形成，后期低温阴雨不利扬花授粉和灌浆结实，且黑粉病严重，影响种子的产量和质量。三三、材材料料仪仪器器药药品品1材料 杂交水稻不育系繁殖田和制种田正在抽穗开花的不育系、保持系、恢复系。2仪器用具 显微镜、解剖针、手持电动喷雾机或喷雾器、塑料桶、量筒等。3药品 赤霉酸（
5、俗称“九二 O” ） 。四四、方方法法步步骤骤（一）计计划划繁繁殖殖与与制制种种面面积积在开始制种工作前，必须先对当地杂交水稻的生产情况进行调查，了解当地目前的杂交水稻播种面积，品种组成及种子需求情况等，然后确定要繁殖制种的杂交组合。繁殖与制种的面积可用下列公式估算：杂交水稻制种面积(公顷) = 计划播种面积每公顷大田用种量(kg)每公顷制种田产种量(kg)不育系繁殖面积(公顷) = 计划播种面积每公顷制种田用种量(kg)每公顷繁殖田产种量(kg)当前每公顷杂交水稻的大田用种量一般为 7.515kg，每公顷繁殖和制种田的不育系用种量一般为 4552. 5kg，父本用种量一般为 7.5 kg。（
6、二二）不不育育系系繁繁殖殖技技术术不育系繁殖是杂交水稻制种的基础。不育系繁殖的纯度要求为 99.5%以上，才能保证杂交制种的纯度和种子产量。相应的不育系和保持系间常属于同型姊妹系。它们的主要形态性状非常相近，在生育期和主要生长特性上存在一定差异。一般不育系开花期要比保持系迟 23d，始花到终花期要长 57d、生长势、分蘖力也略高于保持系。不育系株高一般比保持系低 10cm 左右，在不育系繁殖中花期调节上通常比不育系与恢复系杂交制种要简单一些。技术环节主要包括：1选择最佳抽穗扬花期，适期播种（1）母本不育系播种 母本适期播种对不育系安全抽穗和授粉结实十分重要。一般是根据水稻开花授粉对环境条件 (
7、主要是温度、光照和湿度 )的要求，先确定当地的适宜抽穗开花期，再根据父母本的生育期长度，倒转来推算适宜的播种期。水稻抽穗扬花期要避免低温和过度高温，避开伏旱和连绵阴雨等不良天气。（2）父本播种 不育系繁殖田中，父本保持系一般分为两期播种，在母本出苗后达 1.5 叶左右时，播第一期父本，当母本达 2.53 叶时，播第二期父本。2父、母本移栽标准 行向 根据当地历年出现的多数风向而定，小面积的繁制种同时还要考虑当地的地形。行向与主风向垂直为宜。中国南方夏、秋繁制种南北风为多，一般采用东西构，因东西向阳光充足，有利于不育系开花和花时相遇，同时，东西向与南北成一定角度，有利于传粉。 行比 繁殖田父、母
8、本行比一般为 1：45 或 2：68。各地因品种和自然条件不同而异。主要根据父本长势、花粉量和父、母本间株高差异大小而定。 适宜秧龄 父、母本通常实行分期播种，同期移栽。一般以第二期父本苗龄为准，当达到 4.55 叶时即可移栽。若有第三期父本，则把第三期父本延后移栽。 移栽规格 母本行距一般 1620cm，穴距 1013cm；父本与母本间留宽行，行距常为 26cm，穴距 l0cm。采用双行父本时，两行父本间留窄行，行距为 10cm。每穴通常插两苗。 群体构成 不育系每公顷应有基本苗 22.5 万30 万，最高苗 300 万375 万，成穗 210 万225 万；保持系每公顷应有基本苗 15 万
9、左右，最高苗 210 万225 万，成穗120 万150 万。3繁殖田的管理 不育系繁殖中往往出现父弱母强的情况，在栽培管理上应注意加强父本的管理。大田苗架管理必须从秧苗期开始。要抓好培养壮秧，做到多蘖壮秧移栽。在大田中，不育系和保持系的生育期均较短，应早施追肥，不要过重施用氮肥，以免导致旺长和花时不协调。4父母本花期预测与调节 花期预测的方法 花期预测的方法一般是剥检幼穗发育进度，推算出父母本当时距抽穗始期的天数，从而估计父母本花期是否相遇。父母本花期相遇良好的标准：在幼穗分化八个时期的前三期，父本可比母本早一期，在中三期父母本可处于相同期，在后两期，母本可早于父本。若预测到父母本花期不遇，
10、须及早采取调节措施，促使其花期相遇良好。 父母率花期不遇的几项调节措施 在幼穗发育前四期范围内， 水促或钾促 父本慢于母本，或与母本同期，可采用灌深水或在父本行喷施磷酸二氢钾，以加快父本的发育进程，赶上母本。 氮控或旱控 父本快于母本，可对父本行偏施氮肥， 同时结合排水搁田，以控制或减慢父本的发育进程，使母本赶上父本。 5提高异交结实率的措施 喷施九二 九二具有显著的促进穗颈伸长作用，能克服母本不育系的包颈现象。对于增大颖花开颖角度、提高不育系异交结实率，具有显著的作用。在抽穗初期，一般喷施两次：第一次在抽穗率达 5%左右时施用，每亩用“九二 O”46g，加水3040 kg 电喷施，第二次在第
11、一次喷施后一至两天进行，每亩用 810g，加水 4050kg喷雾。每次喷施都应在上午父母本开花前结束（大约上午 9 点前） ，田间应保持浅水层。若植株上露水或雨水过多时，喷施前要先将水珠赶掉。“九二”用量若分三次喷施的，各次比例可为 2：3：5，连续三天早晨喷完。喷施九二 时，最好采用雾滴细而均匀的喷雾器，喷头距穗层 33cm 左右，喷雾要均匀。 人工辅助授粉 当父、母本开花时，应选择晴朗天气，用竹竿或拉绳进行人工辅助授粉。当早晨田间露水太大时，可用同样方法赶去露水，以降低穗层湿度，提高温度，从而促进母本开花和父本散粉。当温度升高后，父本将大量散粉，这时可采用竹竿或绳子触动父本，使花粉上扬，有
12、利于提高结实。每天辅助授粉56 次辅助授粉，整个开花期可辅助授粉 l0d 左右。 提倡轻割叶 高产制种田由于不育系的繁茂性较好，剑叶过长，一妨碍父本花粉的均匀扩散，影响母本的异交结实率。因此，各地普遍推行轻割叶，在5%父本穗破口，l0%母本穗始穗期，分批割叶，父本割 1/3，母本割 1/2，以减少叶片阻挡花粉，改善母本行的通风透光，对降低湿度，提高温度，调节田间小气候，协调父母本花时等都有作用。6严格隔离，去杂去劣 不育系繁殖田需与大田生产严格隔离。隔离方式可用空间隔离、时间隔离或其他隔离方式，避免发生串粉。空间隔离的距离应在100m 以上，时间隔离相差应在 20d 以上。此外，还可利用房舍、
13、林带和山丘等屏障物进行隔离。在双亲生长发育过程中，必须进行多次去杂、去劣。一般在苗期、抽穗期和成熟期进行三次。以抽穗前的去杂、去劣最为关键。应及时进行，彻底去掉父、母本行中的杂株和劣株。要特别注意除去母本行中的可育株。7及时收获 成熟时，最好先收父本，后收母本。父本收完后，清理检查后，再收母本。收、脱、运、晒、加工、贮藏等过程中，都要注意严防机械混杂。对不同种子要随时附上标签。（三三）杂杂交交水水稻稻制制种种技技术术水稻杂交制种是由不育系与恢复系进行的。要获得高产、优质的制种，必须首先做到使双亲安全隔离和安全抽穗，即花期相遇。还应使群体结构合理和长势良好，提高异交结实率。1适期播种，安全抽穗
14、应根据水稻(特别是不育系)正常开花授粉对环境条件的要求和各地的具体自然条件与品种特性，确定父、母本播种期。参见不育系繁殖中有关播期的确定方法。在播期调节中，应特别注意当地常见的自然灾害。例如在四川东南地区，常在 7 月中旬至 8 月中旬出现高温伏旱干燥天气，对抽穗扬花极为不利，应将抽穗扬花期安排在 7 月上旬之前，播种期则应相应提早到 3 月上旬，甚至 2 月下旬。2父、母本的播期确定 杂交水稻制种中，正确调节父、母本播期是保证双亲花期相遇的基础。花期全遇的标准是 “头花不空，盛花相逢，尾花不丢 ” 。父、母本往往需要差期播种。播期确定的方法主要有下列三种： 生育期推算法 又叫时差法。根据当地
15、历年父母本从播种至始穗所需的天数，来确定它们之间的播差期。在夏、秋季节制种，由于各地的气温比较稳定，应用此法推算父母本的播差期，一般不会发生较大的偏差。但在春季制种，因早期的气候变化较大，父本早播，往往受气温变化的影响，生育期年度间的变幅较大，而母本 (不育系)迟播，受气温影响小，生育期较稳定。因此，在这种情况下，根据父母本的生育期推算其播差期，会出现较大的偏差，造成花期不遇，尚需结合叶龄差和积温差的推算法，以确定父母本播差期。 叶龄差推算法 根据父母本从播种至始穗叶片的差数确定其播种差期。水稻主茎叶片数是品种的重要特征之一，同一品种在同一地区的不同年份，播种期和田间栽培管理条件相似的情况下，
16、主茎叶片数是比较稳定的，但也因气候和栽培条件较大的改变而发生相应的变化。一般在春制时，低温年份与正常年份相差 12 片，在肥田、冷水田叶片数也会增多。因此，宜采用时差和叶差相结合确定父母本的播差期。 积温差推算法 该法是利用父母本播种至始穗的有效积温差来确定播差期。籼型杂交稻的父母本绝大多数为感温型品种，可随温度的升高发育进度加快，温度降低发育进度减慢。但要发育到某一阶段，需要一定的积温。有效积温是以日平均温度减去生物学下限温度 12和上限温度 27之差的累计数。同一品种某一生育阶段的活动积温变幅较大，而有效积温则较小。从第一期父本播种后的第 2d 起，将每日的有效积温累翻至差值时即播种母本，一般以在差值的前 23d 播种为宜。此外，由于种子来源、秧苗素质、秧龄、田间小气候和水肥管理等方面原因，还需作适当的调整。在生产实践中，上述三种方法通常相互结合运
