主要农作物种子生产

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1、第二章 主要农作物种子生产,第一节 杂交水稻种子生产,知识链节：1、作物杂交种和常规品种的区别：杂交种通常指由控制授粉产生的、具有明显杂种优势的杂交一代。杂交种内的每个个体在遗传上都是杂合的，但它们的杂合方式又都是一样的，所以从表型上看是一致的。常规品种通常指是个体在遗传上都高度纯合的品种。,2、作物杂种一代的概念：在两个亲本杂交当代由母本植株上结出的种子及其由这些种子长出的植株。,3、作物杂交种和常规种在生产上的应用常规品种由于其基因型高度纯合，后代不发生大的分离，可以在生产上连续多年种植杂交种只在第一代表现出整齐一致的性状，第二代开始群体内必将发生性状分离，其杂种优势明显衰退，只能在生产上

2、使用一年。,4、作物杂交品种和杂交育种在概念上的区别,一、水稻杂种优势利用的途径,水稻杂种优势利用的核心是如何解决 以下两大问题母本去雄 异交结实,水稻杂种优势利用的途径目前主要有: “三系”配套法 温、光敏雄性不育系的利用 化学杀雄两系法,1、“三系”配套法 水稻的“三系”指雄性不育系雄性不育保持系雄性不育恢复系简称不育系、保持系、恢复系,（1）不育系（A）雄蕊退化或发育异常，不能产生正常花粉，自交不能结实，雌蕊器官正常，接受其它品种的花粉后能正常结实。 如 珍汕97A -32AD汕A 冈46A（作为母本分别配制出汕优、优、D优和冈优系列杂交组合）,（2）保持系（B）雌雄蕊都正常，自交能结实

3、，同时，其花粉授给不育系后，不育系当代能结实，其种子长出的植株仍能保持雄性不育系的不育特性。,（3）恢复系（R）雌雄正常、自交结实，其花粉授与不育系后，不育系能结实产生杂交种子。杂交种子种植后不仅能正常结实，而且还具有明显的杂种优势。 如明恢63 蜀恢527 辐恢838 绵恢725 蜀恢162,一个优良的不育系可以同若干个恢复系组配成杂交组合：如冈46A可与多个恢复系组配成为冈优系列品种。,一个优良的恢复系也可以同若干个不育系组配成杂交组合：如蜀恢527可与多个不育系组配成若干个杂交组合。冈优527、D优527、协优527、准两优527等。,水稻杂交组合的命名：以不育系和恢复系共同组成杂交组合

4、名，如冈46A 蜀恢527 冈优527珍汕97 A 明恢63 汕优63D汕A 明恢63 D优63,“三系”配套法生产杂交水稻种子包括两大部分：不育系的繁殖 通过保持系与不育系杂交，生产用于杂交制种的不育系种子的繁殖。杂交制种 用恢复系与不育系杂交，生产供大面积生产使用的杂交一代种子，即杂交制种。,三系法杂交水稻种子生产示意图,“三系”配套法制种技术的优点:“三系”配套法制种技术容易掌握，制种产量稳定，种子质量较有保证，是目前杂交水稻种子生产的主要方法。,“三系”配套法制种技术的问题需要三系同时配套，种子生产要分为不育系繁殖和杂交制种两个区域，较为烦琐；同时，杂交组合的杂种优势要同时受三系的制约

5、，从理论上说不利于水稻杂种优势的充分发挥。,2、温、光敏雄性不育系的利用某些水稻类型，其育性（即自交结不结实）受日照长度和温度变化的影响，即在一定的日照或温度条件下表现为雄性不育，雌性正常可育，可用于配制杂交种（作母本）；而在另一日照长度或温度条件下，表现为雌雄均正常可育，可以自交结实繁殖后代。这种水稻类型就叫做温、光敏雄不育系。,在水稻杂交种子生产上，可以通过调节温、光敏雄不育系的播种期使它既能作为母本配制杂交种，又能靠自身繁殖下一代。,例：某一温、光敏雄不育系在某地种植，正常年份在不同时期抽穗,其育性表现如下: 7月25前抽穗为雄性完全不育； 7月26日开始抽穗的为雄性部分可育（因气温降低

6、和日照缩短），随着抽穗推迟，结实率提高； 8月6日后抽穗的结实正常。,在7月25前抽穗的就可以作为母本配制杂交种，8月6日后抽穗的可收获种子作为自身的繁殖。抽穗期的改变可以通过调节播种期来实现。,在杂交稻种子生产中，应用温、光敏雄不育系，只需要一个不育系和一个恢复系组配。这种利用水稻杂种优势的方法又称温、光敏两系法。,温、光敏不育系是一个总称，在这些材料，有的育性主要受日照长度的影响，属光敏型，有的主要受温度变化的影响，属温敏型。一般都有光温互作，光敏型的稳定性和可靠性优于温敏型。,温、光敏两系法杂交制种只需一父一母就可生产杂交种子,方法简单；从理论上说也更有利于水稻杂种优势的发挥。目前，我国

7、已培育出了多种水稻光温不育系类型，还配出了一些强优势杂交组合在生产上应用。,如：准两优527(准S蜀恢527)准两优1102(准S1102)两优培九（培矮64S 9311 ）准S和培矮64S均为优良的温敏核不育系,但温、光敏两系法制种的主要问题是不育系的育性易随年度间的气温变化而波动，杂交种子的纯度难以保证。,例如，某一温、光敏不育系在日平均温度高于25的条件下抽穗不会自交结实，而某一地区常年7月25前的相当长一段时期日平均温度都高于25。那么，如果以这一不育系作母本进行杂交制种，只要通过确定适宜的播种期，保证它和另一父本品种都在7月25前的一段时期抽穗，就可以配制出高纯度的杂交种。,但是,如

8、果在某一年份出现特殊气候，在父本抽穗散粉之前就出现25以下的低温，母本就会出现部分自交结实，部分异交结实，所收获的种子中既有真杂种，也有假杂种，无法在生产上应用。,人们的设想是，若能研究出标记基因，或通过基因工程，使真假杂种在特性上有很大差别如抗除草剂等，可较好地解决这一问题。,3、化学杀雄两系法化学杀雄两系法是应用某些化学药物处理导致某一品种雄性不育而雌性正常可育，从而代替不育系与另一品种杂交产生杂交种子。所使用的药物叫做化学杂雄剂（又叫杀雄配子剂）。,化学杀雄两系法的优点是不需要选育不育系，恢复系或保持系，只要将两个品种一个作母本，一个作父母即可配制杂交种。,化学杀雄两系法的问题有（1）化

9、学杀雄剂的性能不稳定，杂交种子纯度不高；（2）化学杀雄剂的成本问题；（3）残毒和对人问题等。,二、“三系法” 杂交制种的技术环节,1、田区选择与隔离(1)田区选择肥力好，光照充足，水源好，病虫害少，特别是要求无植物检疫对象的地方。同时，要求大面积连片。,(2)隔离空间隔离 空间距离100米以上，即制种田区周围100米以内除可以种植该组合父本品种外，不得种植其它任何非父本品种，包括杂交稻或其它亚种的水稻类型。,同一制种区内配制多个杂交组合，若这些组合是一父多母可不进行隔离，若是一母多父或异父异母的组合，组合间也必须进行严格隔离。,时间隔离制种周围100米以内即使要种植其它非交本的水稻品种，这些品

10、种应该至少比不育系提前或推迟20天抽穗开花。,屏障隔离 利用地形、地物或人工屏障进行隔离，如山丘、树林、建筑物、高秆旱地作物，塑料薄膜等。,2、确定亲本播差期播差期指从恢复系播种到不育系播种之间的时间间隔。(为什么要调节亲本播差期?)播差期的调节方法有：,(1)生育期法根据同一亲本在当地或邻近地区历年的生育期资料，找出父、母播种至始穗相差的天数，以确定当年父母本播种的日期。这一方法简单，但容易受不同年度间气温差异的影响。,(2)叶龄法根据同一亲本品种主茎叶片数和出片速度具有相对稳定性的特点，用恢复系主茎叶龄作为不育系播差期指标。不同组合父母本的叶龄差有所不同。如,汕优63父本为明恢63，母本为

11、珍汕97A，在绵阳地区当父本主茎叶龄达到9.09.5叶时母本播种；优501父本为绵恢501，母本为-32A，当父本主茎4.04.5叶，母本播种。,叶龄法一般较为可靠，但必须在田间定点观察叶龄。,除了准确调节播差期外，为了保险起见，父本一般还要分期播种，即多期父本。目前多为两期，以确保花期相遇，只有在技术把握性很大的情况，才实行单期父本。,单期父本的优点是开花集中，花粉量大，只要花期相遇，就可获高产，但如果花期不遇，又可能严重减产。多期父本开花时间长，花期不遇的风险小，但花粉不太集中。,3、父母本的田间配置一般父本播种早，要求稀植或超稀植育秧，栽插时一般单株或双株，带蘖10个以上；母本秧苗要求因

12、组合而异，播种的早带1个到几个蘖，播种晚的不带蘖或带蘖极少。,父母本在大田的配置比例一般为1810或21620 。,水稻制种田父母本的田间配置,如果是双行父本，两行父本距离4050厘米，穴距1520厘米。父本一般要通过稀植增加其分蘖，以增加花粉量和延长花期。若是两期父本，一般一、二期各占50%。母本一般以密取胜，行距1015厘米，亩23万穴。,4、父母本花期预测与调节播差期调节可以为父母本花期相遇打下基础。但按照播差期播种的父母本能不能花期相遇还要受许多因素的影响，如气候（特别是气温），土壤性质和栽培技术等方面。所以必须在抽穗之前搞好花期预测，发现问题及时采取调节措施。,（ 1）花期预测 方法

13、较多，但最常用的是幼穗剥检法。幼穗剥检法的依据是： 稻穗从开始分化到分化完成要经历八个时期，不同分化时期的幼穗在外观形态上有明显的差异，因此可以通过观察幼穗的外观形态来判断父母本幼穗的发育进度，预测父母本花期是否相遇。,常用的幼穗鉴别标准为一期水泡现 二期白须尖 三期毛茸茸 四期粒粒显 五期颖壳分 六期谷半长 七期穗见绿 八期穗将伸 幼穗剥检的对象为植株主茎穗,父母本花期相遇的一般标准是前三期父本比母本早一期中三期父母本处于同一期后两期母本略早于父本在一定的时间范围内 “宁可母等父，不可父等母”。,（2）花期调节 如果预测到花期不相遇或相遇不理想，就必须进行调节。调节的方法有：肥料调节 对发育

14、快的一方偏施N肥，对慢的一方偏施磷肥（N控、P、K促进）,水分调节 利用大多数恢复系在幼穗分化的中后期对水分反应敏感，而母本对水分反应迟钝的特性，对父本实行水促旱控。,机械损伤 对发育快的一方割叶、伤根、拔除发育偏早的穗子等。机械损伤必须配合响应的管理措施。,化学物质调节 对慢的一方喷施“920”等促进其幼穗发育，对过快的一方喷多效唑等抑制其幼穗发育。,借父传粉 从临近的父本田带泥移植花期适宜的植株到母本行间。,（3）花时调节 花时指一天内父母开花的时间。即使花期相遇，若花时不相遇，也将影响产量。调节方法有：赶露水 赶母不赶父；喷施“增温剂” 喷母不喷父 喷施“调花灵”等,5、清除授粉障碍和人

15、工辅助授粉（1）清除授粉障碍水稻制种的授粉障碍主要有母本的包穗现象母本叶片对花粉的阻挡,水稻不育系和普通水稻抽穗状况比较,母本叶片对花粉的阻挡,解决母本包穗问题主要靠喷施“920”。即在母本抽穗前12天内分次喷施不同剂量的“920”，使穗颈节间在短期急剧伸长，将母本的穗子顶出鞘叶叶鞘。施用时必须严格掌握喷用时间，用量和喷施方法。,解决母本叶片对花粉的阻挡割叶 即在临抽穗前割去母本上部叶片的三分之一至二分之一。割叶对产量会有一些不良影响。栽培技术调节 如控N、晒田等控制母本的株形和叶形，作到不割叶，有利于提高产量。,（2）人工辅助授粉在父母本抽穗以后，每天自水稻开始开花以后用竹杆摇动父本植株，促进其花粉扩散，以利于母本受粉（俗称赶粉）。一般每隔半小时一次，直到当天开花完全结束。在花期相遇良好的情况下，辅助授粉持续57天。,5、去杂保纯 （1）杂交水稻种子纯度标准(国家) 为 98%以上。保证纯度的主要措施使用高纯度的亲本（达99%以上）严格隔离严防机械混杂 进行严格的田间去杂,（2）田间去杂的主要任务去掉混入不育系中的保持系植株和半不育植株去掉父、母本中的其它异品种植株,（3）去杂的时间必须在母本抽穗前开始进行，特别是临近接穗时是关键时期。原则上要在杂株散粉之前将其完全清除。在母本抽穗后，若发现有杂株已散粉，就要将这一杂种连同周围一平方米内母本植株全部拔除。,