第三章水稻種子生產(chǎn)技術(shù)課件

1、25 七月 20221第三章水稻種子生產(chǎn)技術(shù)水稻研討簡(jiǎn)史和概略 新石器時(shí)代長(zhǎng)江中下游地域，事先已有頗為興旺的稻作農(nóng)業(yè)。 水稻雜種優(yōu)勢(shì)的研討始于19世紀(jì)； 1926年美國(guó)的J. W. Jones首先提出了水稻雜種優(yōu)勢(shì)； India (B.S.Kadem, 1937)，MalaysiaF.B.Broun，1953，PakistanA.A.Lim，1957和Japan岡田子寬，1958等也報(bào)道了水稻雜種優(yōu)勢(shì)； 1968年日本的新城長(zhǎng)友等完成了粳稻三系配套，但未能在消費(fèi)上運(yùn)用；America, India, Soviet Union和Philippine等也未完成三系配套； 1970年，李必湖和馮克珊

2、從中國(guó)海南崖縣普通 野生稻群中找到花粉敗育型不育資料； 1972年，江西和湖南等省采用這一資料育成了珍汕97和二九南1號(hào)等不育系及其堅(jiān)持系； 1973年，廣西和湖南等省用測(cè)交方法先后挑選出IR24強(qiáng)恢復(fù)系，成功完成三系配套。 兩系法制種；應(yīng)用廣親和基因停止秈粳雜種 優(yōu)勢(shì)應(yīng)用研討；應(yīng)用無(wú)融合生殖基因固定水稻雜種優(yōu)勢(shì)；分子育種等 2000年中國(guó)超級(jí)雜交水稻基因組方案， 2001年全球水稻分子育種方案 一、水稻種子消費(fèi)的生物學(xué)特性一生物學(xué)基本特點(diǎn)與栽培種類分類 水稻Oryza. Satiua. L.屬于禾本科(Gramineae) 稻屬(Satiua. L.)，染色體數(shù)為 24 (2倍體)，稻穗屬圓

3、錐花序，小穗只要一朵穎花，屬于自花授粉作物，自然異交率普通在1%左右。水稻的花期和開(kāi)花習(xí)性花序?qū)儆趶?fù)總狀花序，由主軸、枝梗和小穗組成。每個(gè)小穗由基部的兩片退步的穎片有時(shí)稱為幅穎、小穗軸和3朵小花構(gòu)成，只要頂端一朵能正常發(fā)育，其下兩朵退步，僅見(jiàn)兩片外稃通稱為護(hù)穎，可育小花有外稃和內(nèi)稃、2個(gè)漿片、1枚雌蕊和6枚雄蕊組成。水稻自然異交率普通不超越1，一朵花開(kāi)花時(shí)間大致為6090min，其中雄蕊在開(kāi)花后78分鐘末尾散粉，繼續(xù)時(shí)間為10分鐘左右。柱頭受精才干以當(dāng)天最強(qiáng)，三天后簡(jiǎn)直喪失了受精才干。 水稻屬于短日照作物，喜高溫。我國(guó)栽培稻種由于散布區(qū)域遼闊，環(huán)境條件復(fù)雜，栽培歷史悠久，在臨時(shí)自然選擇和人工培

4、育下，具有適于不同緯度、不同海拔、不同時(shí)節(jié)以及不同耕作制度的各種生態(tài)類型和種類特性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)栽培稻種不同類型的種類有4萬(wàn)多個(gè)，構(gòu)成了各種順應(yīng)不同地域、不同時(shí)節(jié)栽培的水稻類型。依據(jù)它們的來(lái)源、演化和栽培開(kāi)展進(jìn)程，可以系統(tǒng)地把我國(guó)栽培稻種分為：秈亞種和粳亞種，早、中季稻和晚季稻群，水稻和陸稻型，粘稻和糯稻變種，以及普通栽培種類共五級(jí)(丁穎，1957)，其系統(tǒng)關(guān)系如下：栽培稻 秈亞種 (基本型)粳亞種(基本型)早、中季稻變異型 晚季稻(基本型)早季稻(變異型)晚季稻基本型 )水 稻基本型陸 稻變異型粘稻(基本型)糯稻(變異型)糯稻粘稻圖3-6 栽培稻的類型 (丁穎，1957)秈稻和粳稻 秈

5、稻和粳稻是普通栽培稻的兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的亞種，兩者的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，在形狀和生理上也存在清楚的差異。秈稻的米粒淀粉粘性較弱直鏈淀粉含量普通為25%30%，脹性較大，谷粒狹長(zhǎng)，穎毛短稀，葉綠色較淡，葉面多茸毛，耐肥性較弱，葉片彎長(zhǎng)，株型較松懈，并且有耐濕、耐熱、耐強(qiáng)光、易落粒和對(duì)稻瘟病抵抗性較強(qiáng)等特征特性。 粳稻的米粒淀粉粘性較強(qiáng)直鏈淀粉含量普通為20%或更少，脹性較小，谷粒短圓，穎毛長(zhǎng)密，葉綠色較濃，葉面較潤(rùn)滑，耐肥性較強(qiáng)，葉片短直，株型緊集，并具有耐寒、耐弱光、不易落粒和對(duì)稻瘟病抵抗性較弱等特征特性。 在秈粳稻的許多差異中，以谷粒外形和穎毛兩項(xiàng)特征最為清楚，故可把秈、粳兩亞種的主要區(qū)別概括為：秈亞

6、種谷粒細(xì)長(zhǎng)，橫斷面扁平，穎毛短而散生穎面粒形較寬的橫斷面呈扁圓形，穎毛短散；粳亞種谷粒寬而厚，橫斷面近似圓形，穎毛長(zhǎng)而密或無(wú)粒形較窄的橫斷面呈橢圓形，穎毛長(zhǎng)而密或無(wú)。粘稻和糯稻 以上各種類型中都有粘稻和糯稻，它們?cè)谛螤钐卣骱蜕硖匦陨喜](méi)有清楚的差異，兩者的主要區(qū)別是米粒淀粉性質(zhì)的不同。 粘稻除含有70%80%的支鏈淀粉外，還含有20%30%的直鏈淀粉；糯稻那么只含支鏈淀粉，直鏈淀粉含量極少或無(wú)。粘米因含有一定數(shù)量的直鏈淀粉，煮出的飯較干、脹性大，糯米因不含或很少含直鏈淀粉，飯較濕。當(dāng)與I-KI溶液反響時(shí)，粘米呈藍(lán)紫色，糯米呈紅棕色。粘米和糯米的顏色也有所不同。糯米呈乳白色，不透明，粘米那么呈

7、半透明。糯米的糊化溫度65左右比粘米低。提高水稻種子繁衍系數(shù)的途徑 1精量收獲，單株稀植 依據(jù)種類生育特性和千粒重，秧田畝播量68kg，精細(xì)管理，盡能夠添加秧苗帶蘗數(shù)。本田單株栽插，畝栽1200018000株，以保證足夠的單株?duì)I養(yǎng)面積。采用適宜該種類的最優(yōu)秀的栽培措施，力爭(zhēng)多穗大穗，粒粒豐滿。該法可使慣例種類的繁衍系數(shù)提高到350500倍。二、水稻慣例種子消費(fèi)技術(shù) 2剝蘗分植 在優(yōu)秀的栽培條件下，可采用一次剝蘗分植或延伸營(yíng)養(yǎng)生臨時(shí)屢次剝蘗分植的方法，只用大批種子就能迅速擴(kuò)展繁衍面積，大大提高繁衍系數(shù)。普通停止24次剝蘗移栽，繁衍系數(shù)可達(dá)5001000倍。 3再生 在長(zhǎng)江流域和華南雙季稻區(qū)，早季

8、稻收割前酌施氮肥，收割時(shí)留1015cm淺樁，淺灌田水，促進(jìn)分蘗再生。 4保溫貯存稻蔸，春季剝蘗移栽 華南地域的中稻和就地翻秋的早稻種類，可用溫室或其它方法貯存稻蔸，越冬后在春季剝蘗移栽。 5異季繁衍 南方稻區(qū)的早熟早稻種類，收獲后立刻就地翻秋繁衍。關(guān)于具有較強(qiáng)休眠性的種類，播前需采取打破休眠的措施。通?？菰锓N子在5052的烘箱中烘一段時(shí)間即可廢棄休眠。 6異地繁衍 應(yīng)用海南、廣東、廣西、云南等局部地域的豐厚光溫資源，停止異地繁衍。例如，長(zhǎng)江流域的早稻遲熟種類，早稻收割后即赴福建同安、廣西南寧、廣東湛江、云南元江等地秋繁。 選種圃選擇單株分系比擬圃CKCKn優(yōu)系混合原種圃擴(kuò)展繁衍水稻種類株行提純

9、的順序表示圖三、雜交稻種子消費(fèi)技術(shù) 目前，消費(fèi)上運(yùn)用的雜交水稻有三系雜交稻和兩系雜交稻，并且以三系為主。三系中不育系是基礎(chǔ)，三系不育系的繁衍和應(yīng)用不育系配制雜交種都是異花傳粉。三系雜交稻原種消費(fèi)技術(shù) 1三系雜交稻親本的關(guān)系及其混雜退步的緣由和表現(xiàn) 1雜交水稻的三系及其相互關(guān)系 雜交水稻的三系 雜交水稻的三系是細(xì)胞質(zhì)雄性不育系male sterile line、雄性不育堅(jiān)持系maintenance line和雄性不育恢復(fù)系restorer line的總稱。雄性不育系 雌蕊正常而雄蕊花粉敗育或無(wú)花粉，不能自交結(jié)實(shí)，育性受遺傳基因控制的品系國(guó)標(biāo)GB/T17314-1998稱為雄性不育系簡(jiǎn)稱不育系，常

10、用A表示。不育系的雄性器官發(fā)育異常，花粉敗育或無(wú)花粉；雌性器官發(fā)育正常，可以接受外來(lái)花粉而受精結(jié)實(shí)。 雄性不育堅(jiān)持系 可以堅(jiān)持不育系不育性的種類系，稱雄性不育堅(jiān)持系簡(jiǎn)稱堅(jiān)持系，常用B表示。堅(jiān)持系的雌雄器官發(fā)育均正常，能自交結(jié)實(shí)。以其花粉給不育系授粉，所結(jié)的種子能繼續(xù)堅(jiān)持其不育性。堅(jiān)持系與相應(yīng)的不育系在遺傳上是同型系。 雄性不育系恢復(fù)系 能使不育系恢復(fù)正常結(jié)實(shí)的種類系，稱雄性不育恢復(fù)系簡(jiǎn)稱恢復(fù)系，常用R表示 恢復(fù)系雌雄器官發(fā)育均正常，自交結(jié)實(shí)，用其花粉給不育系授粉，所結(jié)種子長(zhǎng)成的植株，育性恢復(fù)正常。 雜交水稻三系的相互關(guān)系 不育系與堅(jiān)持系雜交取得不育系種子，堅(jiān)持系自交仍是堅(jiān)持系。不育系和恢復(fù)系雜

11、交取得雜交種種子，恢復(fù)系自交仍是恢復(fù)系。應(yīng)用水稻雜種優(yōu)勢(shì)每年需求繁衍不育系。應(yīng)用不育系和恢復(fù)系配制雜交種，才干運(yùn)用于消費(fèi)。三系的相互關(guān)系見(jiàn)圖3-10 三系法應(yīng)用雜種優(yōu)勢(shì)順序。 從F2末尾，出現(xiàn)育性和其他農(nóng)藝性狀的分別，優(yōu)勢(shì)減退。雜種F1不能繼續(xù)留種。雜交水稻三系的相互關(guān)系表示圖不育系保持系A(chǔ)BAB不育系恢復(fù)系A(chǔ)RF1R不育系繁殖雜交稻制種 表示自交 表示雜交F1 為雜交種 不育系S(rfrf)堅(jiān)持系N(rfrf) 不育系S(rfrf)堅(jiān)持系N(rfrf) 不育系S(rfrf)恢復(fù)系N(RfRf) S(RfRf) 恢復(fù)系N(RfRf) S(RfRf) 雜交種S(Rfrf)三系制種表示圖2水稻雄性

12、不育系的分類 依據(jù)國(guó)際外的報(bào)道，水稻雄性不育系有30多種類型，分類方法也較多。這里，僅從消費(fèi)應(yīng)用和劣種繁育角度引見(jiàn)已用于消費(fèi)的不育系分類。 依據(jù)核置換型分類野生稻和栽培稻之間的核置換。這類不育系是以野生稻作母本，栽培稻作父本停止核置換，構(gòu)成野生稻細(xì)胞質(zhì)與栽培稻細(xì)胞核相結(jié)合的野質(zhì)栽核型不育系。如野敗型、紅蓮型等。 秈、粳亞種間核置換。這類不育系是以秈稻細(xì)胞質(zhì)母本與粳稻細(xì)胞核父本停止置換，構(gòu)成秈質(zhì)粳核型不育系。如BT型、滇I型等。 依據(jù)花粉敗育的形狀特征分類 無(wú)花粉型花藥內(nèi)無(wú)花粉，或僅有完整不全的花粉壁碎片。目前，尚未育成可供消費(fèi)上運(yùn)用的不育系。典敗型少數(shù)花粉粗大，外形不規(guī)那么，或有大批體積正常而

13、無(wú)內(nèi)含物的花粉粒。目前消費(fèi)上運(yùn)用的秈型不育系均屬于這種類型，如野敗型、岡型和D型不育系等。圓敗型少數(shù)花粉體積正常，無(wú)內(nèi)含物或僅有大批淀粉，對(duì)I-KI溶液不染色或染色呈淺藍(lán)色。如紅蓮、華矮15不育系等。染敗型少數(shù)花粉的形狀發(fā)育正常，內(nèi)含少量淀粉，對(duì)I-KI溶液呈藍(lán)色反響，與堅(jiān)持系的花粉基本相似。由于這類不育系在花粉發(fā)育的三核期走向敗育，因此在生育期、株高和花藥構(gòu)成等性狀上與堅(jiān)持系并無(wú)清楚區(qū)別。如BT型、滇I型不育系等。 3兩系雜交稻親本原種消費(fèi)技術(shù) 招致雄性不育的終點(diǎn)溫度必需相對(duì)較低是選育適用的水稻光溫敏不育系最重要的技術(shù)目的。依據(jù)這一規(guī)范，我國(guó)近幾年來(lái)曾經(jīng)成功地選育出一批到達(dá)適用要求的水稻光、

14、溫敏不育系。依據(jù)不同地域的生態(tài)條件差異，長(zhǎng)江流域主要以光敏型為主統(tǒng)籌光溫互作型，華南地域主要以溫敏型為主統(tǒng)籌臨界光照長(zhǎng)度較短的光敏型，南方主要以光溫互作型為主袁隆平在觀察兩系法雜交晚稻結(jié)實(shí)狀況 二系法的提出 兩系法最早由安徽省蕪湖地域農(nóng)業(yè)迷信研討所提出1972。1973年，湖北省沔陽(yáng)縣今仙桃市沙湖原種場(chǎng)已故育種家石明松，在晚粳農(nóng)墾58大田中發(fā)現(xiàn)自然光敏核不育株，后中國(guó)農(nóng)科院鄧景揚(yáng)博士鑒定并定名為湖北光敏核不育水稻。 制種原理 兩系雜交稻通常應(yīng)用光溫敏不育系和恢復(fù)系雜交而成。光溫敏不育系通常有5%10%的可育花能自交結(jié)實(shí)，從而堅(jiān)持雄性不育特性，但其可育與不育特性受溫度和光照所控制。因此這種不育資

15、料一系兩用，不育花起了雄性不育的作用，能接受恢復(fù)系花粉而發(fā)生雜交種，可育花能自交結(jié)實(shí)，又起到了堅(jiān)持系的作用。局部不育系葉綠色 恢復(fù)系葉紫色雜種一代，F(xiàn)1(紫苗) 局部不育系綠苗 恢復(fù)系葉紫色 雜種一代，F(xiàn)1(紫苗) 局部不育系綠苗 恢復(fù)系葉紫色兩系法表示圖 1兩系雜交稻親本及其關(guān)系 所謂兩系指光溫敏核不育系S，它起到一系兩用的作用，即在高溫長(zhǎng)日照條件下不育，可制種，在適當(dāng)?shù)母邷囟倘諚l件下可育，可完本錢身繁衍。其雜種優(yōu)勢(shì)應(yīng)用順序(如圖3-13,72頁(yè))。2光溫敏不育系性狀變異的表現(xiàn) 水稻光、溫敏不育系的育性具有隨溫度變化而動(dòng)搖的特點(diǎn)。由于變異，同一不育系不同集體之間存在著差異。因此，在不育系的繁

16、衍進(jìn)程中，假定按普通的慣例劣種繁育順序和方法選種、留種，不育系的不育終點(diǎn)溫度不可防止地會(huì)逐代降低，最終將招致該不育系因終點(diǎn)溫渡過(guò)高而失掉適用價(jià)值。這是由于在繁衍進(jìn)程中，不育終點(diǎn)溫度較高的集體，其可育的溫度范圍較廣，在溫度經(jīng)常變化且有時(shí)變化幅度較大的自然條件下，結(jié)實(shí)率普通較高，因此在群體中的比例肯定將逐代加大，使群體的育性終點(diǎn)溫度出現(xiàn)遺傳漂移現(xiàn)象。繁衍2-3代以后，達(dá)標(biāo)的不育系就會(huì)降為不合格的不育系。3光溫敏核不育系原種消費(fèi)技術(shù) 光敏不育系的原種消費(fèi)，由于目前選育的光敏不育系較多，改換較快，因此，普通采用一步到位的簡(jiǎn)易原種消費(fèi)順序，即在夏季大田鑒定不育性，春季再生繁衍。其順序簡(jiǎn)述如下： 大田鑒定

17、，不育株再生。選適宜的收獲期，使光敏不育系在其動(dòng)搖不育期抽穗。齊穗后在大田逐株反省，淘汰雜株、劣株和不育不徹底株，對(duì)敗育徹底的單株割蔸再生，使再生稻在育性轉(zhuǎn)換期后抽穗，齊穗后再逐株復(fù)查一次，淘汰雜、劣株和不育株后，種子混收作光敏不育系的育種家種子。原種繁衍。將收獲的育種家種子再去海南春繁或第二年秋繁春繁一次，擴(kuò)展種子數(shù)量，即為原種，可供制種應(yīng)用。原種繁衍最重要的措施是搞好隔離任務(wù)。 為防止光、溫敏不育系在繁衍進(jìn)程中發(fā)生高溫敏集體的比例逐代添加的遺傳漂移現(xiàn)象，袁隆平1994提出了水稻光溫敏不育系提純方法和原種消費(fèi)順序：?jiǎn)沃赀x擇高溫或長(zhǎng)日高溫處置再生留種中心種子原原種原種制種。詳細(xì)的操作技術(shù)如下見(jiàn)

18、74 頁(yè) 三雜交稻制種技術(shù) 雜交水稻制種要產(chǎn)量高、質(zhì)量好，必需采取綜合配套的栽培技術(shù)措施，以便到達(dá)父母本花期相遇良好，群體結(jié)構(gòu)合理，同時(shí)，還要改善授粉條件，及時(shí)防治病蟲(chóng)害和嚴(yán)厲防雜保純。 1適時(shí)收獲與花期相遇 雜交稻制種，父母本花期能否相遇和開(kāi)花時(shí)天氣如何，是成敗的關(guān)鍵。 1適宜花期 制種田抽穗開(kāi)花，應(yīng)盡量避開(kāi)高溫陰雨天氣，不能有三天以上的連陰雨。普通適宜開(kāi)花的日平均溫度為30左右，最高不超越35，最低不低于23。一天中開(kāi)花事先的穗部氣溫高于38或低于26就不利于授粉受精。田間相對(duì)濕度以70%-80%為宜，90%以上或50%以下就會(huì)對(duì)開(kāi)花發(fā)生不利影響。 例如安徽省制種，從歷年氣候資料剖析看，8月中旬的氣溫較為顛簸，晴好天氣較多，有利于父母本的抽穗開(kāi)花。所以花期布置在8月中旬旬初始花，旬中盛花，旬末尾花較為適宜。2父母本花期相遇 所謂理想的花期相遇，是指雙親頭花不空，盛花相逢，尾花不丟，其關(guān)鍵是盛花期相遇。要做到花期相遇，就要確定好適宜的父母本播差期。 布置好父母本收獲相差的時(shí)間簡(jiǎn)稱播差期是保證花期相遇的前提。目前大面積推行的雜交秈稻組合，基本上都是父本收獲至始穗閱歷的時(shí)期簡(jiǎn)稱播始?xì)v期善于母本，欲使其同期抽穗開(kāi)花，必需把播始?xì)v期長(zhǎng)的父本早播，播始?xì)v期短的母本遲播。 確定父母本播差期的方法有：時(shí)差法、葉差法。 2父母本群體結(jié)構(gòu)的樹(shù)立及