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生产管理知识-种子生产基本方法概述(PPT 72页)

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第三章 种子生产基本方法 第一节 种子级别的分类 一、我国的种子类别 育种者种子原种良种 育种者种子 原原种原种良种 指用原种繁殖的第一代至第三代或杂 交种,经确认达到规定质量要求的种 子。 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 原种 大田用种 (良种) 种子类别 n 美国:育种者种子(breeder seed)、基础种子(foundation seed)、登记种子(registered seed)、认证种子(certified seed)。 n 英国:育种者种子、前基础种子(pre-basic seed)、基础种 子、认证一代种子、认证二代种子。 n 加拿大:育种者种子、精选种子(selected seed)、基础种子 、登记种子、认证种子。 n 日本:育种者种子、原原种(foundation seed)、原种、认 证种子或生产用种。 二、其它国家的种子级别分类 三、国际上有关机构的种子级别分类 uAOSCA:育种者种子、基础种子、登记种子、认 证种子。 uEEC:预基础种子、基础种子、认证一代种子、 认证二代种子、商业种子。 uOECD:预基础种子、基础种子、认证一代种子 、认证二代种子。 第二节 常规品种的种子生产 一、常规品种的原种生产 原种标准: n 性状典型一致,主要特征特性符合原品种的典型性状,株间 整齐一致,纯度高。￿￿ n 保持原品种的长势、抗逆性、丰产性和稳产性。杂交种亲 本要保持高的配合力。￿￿ n 播种质量好,净度、发芽率高,无检疫性病虫及杂草种子。 (一)自花授粉作物和常异花授粉作物 u低温贮藏繁殖法(重复繁殖法 ) u循环选择繁殖法 u株系循环繁殖法 u自交混繁法 1.低温贮藏繁殖法 最熟悉品种特征、特性的莫过于育种者。采用这 种方法,每年都由育种单位或育种者直接生产、提 供育种家种子,能从根本上保证种源质量和典型性 。育种单位或育种者要注意原种的生产和保存,可 以采用一年生产、多年贮存、分年使用的方法,以 保持品种的种性。 (1)低温贮藏繁殖法基本程序 (2)低温贮藏繁殖法的特点 u在生产原种的整个过程中都要求有严格的防杂保 纯措施和检测制度,把机械混杂和生物学混杂的机 率降到最低限度。 u由于种源质量好,除了进行必要的去杂去劣外, 不需进行人工选择,不会造成基因流失。由此进一 步生产得到的生产用种能够保持品种的纯度和种性 。 u但这种生产原种的方法,对于一些繁殖系数小的作 物如棉花、花生、麦类等,由于原种数量有限,在 投入生产前要经过多代繁殖,既耗费时间,又会增 加混杂退化的机率。 u不仅适用于自花授粉作物和常异花授粉作物常规 品种的种子生产,也可以用于自交系、“三系” 亲本种子的保纯生产。 2.循环选择繁殖法 u实际上是一种改良混合选择法,这种方法对于混 杂退化比较严重的品种的原种生产比其他方法更 为有效。 u通过 “单株选择、分系比较、混系繁殖”生产原 种,然后扩大繁殖生产用种,如此循环提纯生产 原种。 u常用于自花授粉作物或者常异花授粉作物。 (1)循环选择繁殖法的基本程序 株系圃 生产产田 株行圃 原种一代 原种二代 原种三代 原种圃 混合繁殖 混系繁殖 分系比较 单株选择 分系比较生产用种 繁殖 单株选择 分系比较 繁殖 繁殖 (2)循环选择繁殖法的基本方法 ①三年三圃制 n 单株 (穗)选择 n 株 (穗)行鉴定 n 株 (穗)系比较 n 混系繁殖 弊端: u用这种方法生产原种周期长,费用和种子成本较 高,选择压力大,淘汰率高,得到的种量少,因此 必然会增加原种繁殖世代和混杂退机率 u如选择单株的数量太少,易导致群体发生遗传漂 变,破坏品种的遗传稳定性 u提纯者对品种典型性的了解,一般不及品种选育 者本人,选择中难免会发生偏差。 ②二年二圃制 除省略株 (穗)系圃之外,其他同“三圃制” 。它是自花授粉作物提纯生产原种常用的方法, 即将株 (穗)行去杂去劣混收后,直接进入原种圃 混合繁殖生产原种。 ③一圃制 单粒点播、分株鉴定、整株去杂、混合收获 3.株系循环繁殖法 第一季第二季第三季 引进单株或株行种子 株系循环圃 (分系播种) 株系种子 去杂后混合 核心种子 基础种子田 (混系繁殖 ) 基础种子 原种田 4.自交混繁法 第一季 第二季第三季 第四季第五季 单株选择圃株行鉴定圃自交留种圃 基础种子田 自交种子核心种子 基础种子原种 原种田 (二)异花授粉作物 玉米、油菜: 表型混合选择隔离区混合繁殖基础种子原种 牧草 选择典型母株自交隔离区混合繁殖基础种子原种 后代鉴定 二、常规品种大田用种的生产 (一)种子田的选择 具备下列条件:￿￿ u自然气候、土壤条件等适合该作物、该品种的生长发育; u地势平坦,土壤肥沃,排灌方便; u尽量连片,有较好的隔离条件; u可以轮作倒茬,避免机械混杂,保证作物健康发育; u病、虫、杂草等危害较轻,无检疫性病虫害; u交通方便,最好有较好的加工、贮藏等配套设施。 (二)种子田的种类 1.一级种子田 n适宜条件:繁殖系数高的油菜、谷子、烟草等小粒作物, 地少人多 n特点:具有占地少,繁殖世代少,生产种子少,品种混杂 退化机率低等。￿￿ 2. 二级种子田 n适宜条件:繁殖系数较小的棉花、小麦、花生等作物,在 地多人少 n优点:提供的生产用种较多,小面积上控制种子质量,可 精益求精。 n缺点:具有用地较多,繁殖世代增加,混杂退化机率较高 。 (三)种子田的面积 n主要应根据种子生产计划和品种的繁殖系数确定。 n为了充分保证供种计划,在具体安排时要留有一定余地。 各种作物种子田富余面积: 油菜0.3%-2%、水稻5%-10%、麦类7%-10%、玉米3%-5%、 棉花15%-20%、谷子1%-2%、薯类8%-10%。 第三节 杂交种品种的种子生产 杂交种品种是指在严格选择亲本和控制授粉 的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。 杂交种亲本的种子生产 杂交种F1的种子生产(杂交制种 ) 一、杂交种品种亲本的种子生产 (一)三系亲本的原种生产 三系:雄性不育系、保持系、恢复系 成对回交测交法:有配合力测定 三系七圃法:无配合力测定 1.成对回交测交法 这种方法既注重根据“三系”亲本的典型性选 择,又进行亲本配合力的测定,因此可靠而有效 。基本程序是:单株选择、成对回交与测交、后 代(株行)鉴定、原种生产(图)。 2. 三系七圃法 该方法在原种生产过程中无配合力测定,仅仅根 据“三系”亲本各自的典型性进行选择。原种生产 过程中,“三系”自成体系,分别建立株行圃和株 系圃,三系共建6个圃,不育系增设原种圃一共7圃 ,因此称为三系七圃法。这种方法不仅节省人力物 力,且简化了三系原种生产过程。(图) 上述两类方法中,前一类方法的生产程序比较 复杂,技术性强,生产原种数量少,但纯度较高, 比较可靠;后一类方法生产程序简便,生产原种数 量较多,但纯度和可靠性稍差。各地可根据亲本的 纯度状况和自身条件灵活选用。一般在三系混杂退 化较为严重的情况下,应采用第一种方法;而在三 系混杂退化较轻时可采用第二种方法。 (二)光、温敏核不育系的原种生产方法 (三)玉米自交系的原种生产方法 二、杂交种品种种子生产 (一)种子生产方法 u人工去雄制种法 u化学杀雄制种法 u利用雄性不育性制种法 u利用自交不亲和性制种法 (二)杂种种子生产共性技术 1. 确定制种田和亲本繁殖田的面积比例 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.隔离区的设置 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>制种区。 表 亲本繁殖和杂交制种的最小隔离要求 (单位:米) 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20~30 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。 3.父母本间种行比 n行比是制种田中父本行与母本行的比例关系。 n行比大小决定着母本占制种田面积的比例大小和结 实率,进而影响制种产量。 n确定行比的原则是:在保证父本花粉充足供应前提 下,尽量增加母本行的比例。 在确定具体行比时,应根据制种组合中父本 的株高、花粉量及花期长短等因素灵活掌握。 主要作物父、母本行比的大致范围是: 玉米是2:6~10; 高粱是2:8~18; 水稻是2:4~6; 油菜是1:2~3; 棉花是1:4~5。 提高播种质量 l要精细播种,力争做到一播全苗。 l既便于去雄授粉,又可提高制种产量和制种质量。 l要求:严格分清父、母本行,不得串行、错行、并 行、漏行。 l可在父本行的两端和中间隔一定距离种上一穴其它 作物作为标志,便于区分父母本。 l可在制种区附近,分期播种一定行数的父本,作为 采粉区。 精细管理 总体要满足水肥要求,加强中耕除草,加强病虫 害防治。 4.调节播期,确保花期相遇 制种田花期是否相遇决定制种产量的高低,甚 至制种的成败。调节父母本花期是制种工作的中 心环节。 (1)播期调节 准确安排父母本播期是保证花期相遇的根本 措施。保证花期相遇必须以调节播期为主,其他 调节方法为辅。 ①花期相遇指标 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。 ②影响花期的因素和播期调节 u亲本的生物学特性 u外界的环境条件 u生产条件与管理技术 ③播种差期的确定 u 原则:“宁可母等父,不可父等母” u确定播种差期准确度:叶龄>有效积温>生育期。 ④调节播期的辅助措施 u早播种子浸种催芽,与另一亲本干种子同期播种 u为防意外,可在制种田边地头单设父本采粉区, 比隔离区内父本再晚播6-7d,以备急需。 (2)花期预测方法 ①叶片检查法 根据双亲叶片出现多少,预测其雌、雄穗发育 进程,判断花期能否相遇。 选取代表性的父母本植株 定点、定株检查父母本叶片数 判断 玉米、高粱 父母本总叶片数相同的组 合,父本已出现叶片数比 母本少1~2叶为相遇良好 标志; 父母本总叶片数不同的组 合,以母本未抽出叶片数 比父本数少1~2叶为宜。 u先对制种组合的双亲进行叶龄观察; u建立花期相遇时双亲展开叶龄的对应关系; u制成对应关系图或表,或建立回归方程; u据此在制种时准确预测花期。 准确预测花期 ②镜检雄幼穗法 高粱、玉米在双亲拔节后幼穗分化随即开始, 通过父母本幼穗分化进程的比较可以更准确地预测 花期。 选有代表性父、母本植株和大小。 剥去未长出来的全部叶片 观察雄穗原始体的分化时期和大小。 母本的幼穗发育早于父本一个时期; 在小穗分化期以前,母本幼穗大于父本幼穗1/3~1/2 判断花期相遇 (3)花期辅助调节 u施肥调节 u中耕管理 u水分调节 u激素调节 5. 去杂去劣 做到及早、从严、彻底,一般按苗期 、拔节期、 花期和成熟期进行,重点在苗期和花期。￿￿ (1)苗期 据幼苗芽鞘颜色、叶片颜色、宽窄、形状、波 曲与否,上冲或者下披,幼苗长势长相等特征综合 鉴定,去掉杂株、劣株和可疑株。 苗期去杂一般结合间苗和定苗进行,不但可以 剔除杂劣株,还可以保证田间留苗数和制种产量。 (2)拔节期 主要是根据拔节后的表现判断,去掉明显的优 势株,也可以结合叶型、株型进行除杂。 (3)抽穗开花期 这是去杂去劣、保证种子纯度的关键阶段,要 做到干净、彻底、及时,避免杂株散粉造成生物学 混杂。 (4)成熟期 对于前三个时期残留下来的杂株,可在成熟收 获前后,根据株型、叶型、穗 型、粒型和粒色等特 征除掉。玉米还可观察穗轴颜色,水稻可参照结实 率等特征进行(杂株的结实率往往明显高于不育系) 6. 人工去雄和辅助授粉 (1)及时去雄 对于采用人工去雄、人工或天然授粉的方式进行 杂交制种时,均要求在母本雄蕊(穗)散粉之前将母 本雄蕊(穗)及时、干净、彻底地拔除。所谓及时, 就是一定要在散粉之前拔除;所谓彻底、干净,就是 母本雄蕊(穗)一个不留、雄蕊(穗)上无残留分枝 。 (2)人工辅助授粉 提高父本花粉利用率、母本结实率及制种产 量的重要措施。进行人工辅助授粉要考虑父本散 粉的高峰期、花粉的生活力和雌蕊柱头接受花粉 的能力。 (3)促进授粉方法 玉米的剪苞叶、剪花丝;水稻的割叶;人工 赶花粉技术 7. 父母本分收分藏 制种田种子成熟后应及时收获,要把父、母本 分收、分运、分脱、分晒、分藏,严防混杂。一般 先收母本,后收父本。对于不能鉴别的已落地的株 (穗),按杂株(穗)处理,不能作种子用。 8. 质量检查 u播前检查:亲本种子数量、纯度、种子含水量、 发芽率;隔离区;父母本播期等。 u去雄前后检查:田间去杂是否彻底;花期是否相 遇良好;去雄是否干净、彻底等。 u收获后检查:种子质量(纯度、贮藏等) 第四节 无性系品种种子生产 u无性系:从一个单株通过无性繁殖产生的后代群体 。 u无性系品种:由一个无性系或几个遗传上近似的无 性系通过无性繁殖产生的群体。 一、无性系品种繁殖材料的类别与种子 生产特点 (一)无性系品种繁殖材料的类别 马铃薯:块茎 甘薯:块根 甘蔗:腋芽 大蒜:鳞茎 (二)无性系品种种子生产特点 u无性系品种种子一般体积较大,不易保存,繁殖 系数低,用种量大,成本高。 u无性系品种种子的繁殖材料分生能力强 u在繁殖过程中容易感病(特别是病毒病) 二、无性系品种原种种子生产 u由于易感病毒病,原种生产必须在脱毒的基础上 进行 u原种生产方法有:原原种重复繁殖法和循环选择 法 (一)原原种繁殖法 u具体方法:将育种单位提供的原原种,在隔离条 件下繁殖1-3代,严格去杂去劣,保持原品种典型 性和纯度,并防止病毒侵染。 u特别适宜马铃薯、甘薯的原种生产,利用茎尖组 织培养脱毒。 (二)循环选择法(二年二圃制) 个体选择分系比较混系繁殖 繁殖田 选单株 分株行种 株行圃 选优系 原种圃 优系混 收混种 种子田 大田 选择优 株 第一年第二年 三、无性系品种大田用种生产 第五节 加速种子生产 方法有两类:一是扩大繁殖系数,如稀播繁殖 、剥蘖分植、组织培养等方法;二是异地、异季加 代。 1.稀播繁殖 稀播繁殖一方面可以节约用种量,在种子数量 相同的情况下,采用稀播精管、育苗移栽、单本载 插可种植较大面积,提高种子利用率;另一方面可 以通过扩大个体的生长空间和营养面积来提高单株 生产力,从而增加繁殖系数, 加快良种推广速度。 2.剥蘖分植 具有分蘖习性的作物如水稻、小麦等,通过提前播 种、促进分蘖,可进行一次或多次剥蘖分植以提高繁殖 倍数。马铃薯、甘薯等无性繁殖作物可采用芽栽、切 块、分丛、扦插或多次分枝的方法。 3.组织培养 组织培养用于快速繁殖有以下三种情况: (1)从根、茎、叶的表皮细胞、叶肉细胞直接分化不定芽, 再经诱导生根,最后形成完整的植株。 (2)培养顶芽、腋芽或侧芽,使之分化出芽丛,通过继代培 养大量增殖幼芽,然后把这些幼芽取下转到生根培养基中进行 诱导生根,最后形成完整植株。 (3)取植物体的幼嫩组织进行离体培养,先进行脱分化培养 使其产生愈伤组织,然后转到分化培养基中诱导愈伤组织产生 芽和根,或者产生胚状体,进一步生长成为小植株。 主要优点 繁殖系数高,用材少,能较好地保持原品种特 征特性;并有去除病毒、提高产量的作用,且 不受季节和地域的限制。 4.异地、异季加代繁殖 利用我国幅员辽阔、地势复杂、各地生态条件差别较大的 特点,进行异地、异季繁殖,一年多代,加快良种繁育进程。 当前主要的做法是:对于玉米、高粱、水稻、棉花、豆 类、薯类等作物,一般到海南岛等地冬繁加代;油菜可到青 海的西宁等高寒地区夏繁加代。此外,南方的春麦可以利用 当地高山进行夏繁加代,珍贵材料还可用人工气候室等进行 异季加代快繁。
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