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1、 玉米的人工自交及杂交技术一、目的要求1了解玉米雌雄花开花生物学特性；2掌握玉米有性杂交和自交技术。二、材料和用具1实验材料实验材料 早熟玉米自交系若干个，最好选用黄色和白色籽粒两类玉米材料2实验用具实验用具 大羊皮纸袋、小羊皮纸袋、回形针、纸牌、70酒精棉球、剪刀、大头针、铅笔、橡皮。三、内容说明1玉米穗花器构造玉米穗花器构造玉米为雌雄同株异花植物，自然杂交率高达 95以上。（1）雄穗 雄穗着生于植株顶部，由主茎的生长锥分化而成，属圆锥花序。雄穗主轴上生有侧枝，在主轴和侧枝上着生二列或二列以上的成对小穗。每对小穗中，一个有柄，位于上方，先开花；另一个无柄，位于下方，后开花。每个小穗有护颖两枚
2、，小花两朵。每朵花有内、外颖各一片，中间有雄蕊三枚，花药二室。每个花药具有花粉粒约 2500-3500 粒，全穗约有 2000 万粒以上。（2）雌穗 雌穗由叶腋内的腋芽发育而成。每一植株除了最上部的 4-5 个叶腋内不能产生腋芽外，其余各节的叶腋中均能产生腋芽。但是一般品种在通常的栽培条件下，只有植株上部往下大约 6-7 节处的腋芽才能发育成 1-2 个果穗。其余各节的腋芽在植株生长发育的早期阶段，就自行停止生长而消失，只留下一个很小的痕迹。雌穗属于肉穗花序，其上着生许多纵行排列的成对小穗。小穗无柄，基部有护颖两枚，小花两朵，其中一朵可育，一朵退化，可孕小花有内外颖和雌蕊组成。由于雌小穗成对着
3、生，形成了玉米果穗上的粒行数都是偶数排列。雌蕊由子房、花柱和柱头组成，抽出的花丝为柱头的延长物，各部分均可授粉。2. 玉米开花习性玉米开花习性在同一植株上，雄穗抽出时间一般比雌穗早 2-4 天，具有雄花先熟的特征。在正常情况下，抽穗后 2-5 天开始散粉。雌穗吐丝一般要比雄穗开花迟 3-5 天，干旱情况下可延迟7-8 天。因此，玉米是典型的异花授粉作物。雄穗一般是主轴上中部的花先开，然后向两端依次开放，侧枝的开花是自上而下。开花盛期是在开花后 2-5 天，其中 60的花朵是集中在开花后的 3-4 天，此时是采集花粉的最佳时期。整个雄穗从开花开始到结束约需 7-8 天，但因品种和环境的不同而有差
4、异。2玉米开花的最适温度为 25-32，相对湿度为 50-70。在一天内，玉米开花最盛时间是上午 8-11 时，散粉最盛时间是 9-10 时，这是授粉的最好时机。在田间条件下，花粉寿命一般可维持 5-6 小时，如果将花粉放在温度为 3-10，相对湿度为 50-80的条件下，花粉寿命可维持 24 小时以上。雄穗散粉后 2-4 天，同株上的雌穗开始吐丝。吐丝次序以果穗中部偏下开始，然后向上、向下依次进行，顶部的花丝抽出的最晚。整个果穗从开始吐丝到结束，一般需要 2-5天。花丝一经抽出，就有授粉能力，但以吐丝后 2-4 天授粉能力最强。如果花丝吐出后得不到授粉，可继续向前伸长达 40以上，一经授粉后
5、，雌蕊花丝很快就变软萎焉。雌穗花丝的授粉能力，一般可维持 10-14 天，但抽出花丝 7 天以后授粉，结实率显著降低。玉米花粉很小很轻，靠风传播。在一般情况下，雄穗上的花粉成圆锥体落于植株周围6-8 米的空间处，风大时可传至一里以外。花粉落于柱头后 10 分钟，便可伸出花粉管，花粉管刺入柱头，不断向前伸长，通过花柱进入子房，再经株孔直达胚囊。授粉后 20-26小时，即可受精。图图 4-1 玉米花器构造玉米花器构造四、方法步骤（一）玉米自交技术1雌穗套袋雌穗套袋选择需要自交的植株在雌穗吐丝以前用羊皮袋套住，以免非本株花粉落上混杂。如果是双果穗或多果穗材料，应选择最上边的一个果穗套袋。2雄穗套袋雄
6、穗套袋观察雌穗吐丝情况，当雌穗吐丝且花丝长度达到 5cm 以上后可以对其授粉。授粉的前一天，用大羊皮纸袋将本株雄穗套住，袋口紧紧包住雄蕊基部（穗柄）折叠好，并用回形针卡紧。3授粉授粉次日上午纸袋上的露水干燥后，用左手轻轻弯下套袋的雄穗，右手轻拍纸袋，使花粉落如袋内，然后取下纸袋紧闭袋口，切忌手指伸入纸袋，更不能触及袋内的花粉。再将袋口微微向下倾斜，轻拍纸袋，以使袋内花粉集中于袋口中间。然后用头上戴的草帽遮住套袋果穗的上方，轻轻将小纸袋取下，把大纸袋内的花粉均匀的撒在花丝上，立即将小纸袋套回。授粉时动作务必轻快，切忌触动周围植物，以免串粉混杂。自交授粉后，立即在自交果穗上拴牌。重要材料还要在记载
7、表上登记，以防牌子丢失发生差错或漏收。牌上用铅笔注明材料名称（或行号）授粉方式、授粉日期、工作者姓名。一株授粉结束后，将身体上的花粉清理干净，再进行第二株的授粉工作。4授粉后的管理授粉后的管理授粉后一周内，要经常注意纸袋和标牌是否完好，因为随着果穗的生长增大，容易将其顶掉，所以要注意及时套好。5收获、保存收获、保存自交果穗成熟后，要及时收获，将果穗与纸牌拴在一起，晒干后分别脱粒装袋保存。除把纸牌装入袋内，袋外还必须写明材料名称和自交符号。（二）玉米杂交技术关于玉米人工杂交工作中的套袋、授粉和管理工作等与自交技术基本相同，只是所套的雄穗是作为杂交父本的另一个自交系（或品种）而不是同株套袋授粉。授
8、粉后的纸牌上应注明杂交组合名称，或母、父本的行号（） 。收获后，先将同一组合的果穗及纸牌装袋收获，经查对无误时，再将同一组合的果穗混合脱粒，晒干保存。 五、作业思考题1每个同学在了解玉米花器构造和开花习性的基础上，在指定的材料内作自交果穗和杂交果穗各三个。成熟后检查自交、杂交效果，按照下表统计试验结果，每个人至少各交两个合格的杂交和自交果穗。表 4-1 玉米自交和杂交结果统计表株数结实数自交或杂交的时间操作者姓名穗粒/穗月 日自交杂交2. 对试验结果进行分析，总结经验写出试验收获和体会。3简述玉米的天然异交率在 95以上，主要是什么原因造成的？4通过实习你认为要保证自交和杂交工作质量应该注意什么问题？
