(7.1.1)-第一節(jié) 種子的生產(chǎn)

——雜種優(yōu)勢理論與雜交種子生產(chǎn)第一節(jié)種子的生產(chǎn)內(nèi)容提要雜種優(yōu)勢的概念

雜種優(yōu)勢利用的條件與途徑

雄性不育與三系配套三系原種生產(chǎn)方法雜交種生產(chǎn)程序和基本技術(shù)2023/6/292雜種優(yōu)勢理論與雜交種子生產(chǎn)

雜種優(yōu)勢（heterosis）：兩個遺傳組成不同的純系親本雜交產(chǎn)生的雜種1代（F1），在生長勢、生活力、繁殖力、適應(yīng)性以及產(chǎn)量、品質(zhì)等方面超過其雙親的現(xiàn)象生產(chǎn)上利用植物雜種優(yōu)勢，可增加抗性、提高產(chǎn)量雜種優(yōu)勢的強(qiáng)弱，與性狀類型、親本純合度，親本間的親緣關(guān)系、生態(tài)類型、地理距離等有關(guān)。一般性狀差異大且互補(bǔ)時，其F1優(yōu)勢較強(qiáng)；基因型純度愈高，雜種優(yōu)勢愈強(qiáng)；親本之間的親緣關(guān)系越遠(yuǎn)、生態(tài)類型差別越大、地理距離相距越遠(yuǎn)，雜種優(yōu)勢表現(xiàn)得越強(qiáng)2023/6/293雜種優(yōu)勢的概念自交衰退2023/6/294雜種優(yōu)勢的概念異花授粉植物連續(xù)自交多代出現(xiàn)生理機(jī)能衰退，如植株生長勢及抗性減弱，生活力下降，經(jīng)濟(jì)性狀退化，產(chǎn)量降低的現(xiàn)象雜種一代(F1)留種后自交，F(xiàn)2及以后世代出現(xiàn)自交衰退現(xiàn)象。因此，在雜種優(yōu)勢利用上，F(xiàn)2及以后世代不能繼續(xù)利用大田作物：玉米、水稻、小麥、油菜、高梁、黑麥、向日葵、棉花、煙草、大麥、燕麥、谷子、珍珠粟、大豆、甜菜以及苜蓿等牧草蔬菜作物：番茄、洋蔥、辣椒、黃瓜、甘藍(lán)、茄子、西葫蘆、西瓜、筍瓜、南瓜、白菜、蘿卜、菠菜、胡蘿卜、萵苣、蔥、芹菜、菜豆、豌豆、花椰菜、馬鈴薯等其他：椰子、

桉樹、秋海棠等2023/6/295雜種優(yōu)勢的概念已利用雜種優(yōu)勢的植物雜種優(yōu)勢利用的基本條件1）有強(qiáng)優(yōu)勢的雜交組合雜種要滿足品種三性：特異性、一致性、穩(wěn)定性強(qiáng)優(yōu)勢包括：產(chǎn)量、品質(zhì)、適應(yīng)性、生育期、株型等2）異交結(jié)實率高涉及種子成本和數(shù)量3）繁殖與制種技術(shù)簡單親本繁殖和雜種種子生產(chǎn)2023/6/296雜種優(yōu)勢利用的條件與途徑雜種優(yōu)勢利用的主要技術(shù)環(huán)節(jié)提高親本基因型的純合性選擇雜交親本和選配雜交組合提高制種效率，降低種子生產(chǎn)成本2023/6/297雜種優(yōu)勢利用的主要途徑雜種優(yōu)勢利用的條件與途徑1）人工去雄2）化學(xué)殺雄3）利用標(biāo)志性狀4）利用自交不親合性5）利用雌性系/雌株系6）利用雄性不育性雄性不育的利用價值利用雄性不育系生產(chǎn)雜種，可以省去人工去雄提高雜種一代的種子質(zhì)量為一些因花器小、人工去雄困難的植物的雜優(yōu)利用開辟了新的途徑2023/6/298雄性不育與三系配套兩性花植物中，雄性器官發(fā)育不良、退化、畸形或喪失功能的現(xiàn)象雄性不育的概念

胞質(zhì)不育型（cytoplasmicmalesterility）

核不育型（Geneticmalesterility，GMS）

質(zhì)核互作不育型(Cytoplasmic-genicmalesterility,CMS)可遺傳的雄性不育系類型雄性不育分為：可遺傳的和非遺傳的雄性不育類型2023/6/299雄性不育與三系配套當(dāng)前，生產(chǎn)上應(yīng)用的主要是質(zhì)核互作不育型核質(zhì)互作不育型（Cytoplasmic-genicmalesterility，CMS）

育性由細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)共同控制核不育基因（rr）與細(xì)胞質(zhì)不育因子（S）共同存在時，才能引起雄性不育胞質(zhì)基因細(xì)胞核基因RRRrrrN-可育N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S-不育

S(RR)可育

S(Rr)可育

S(rr)不育

質(zhì)核互作雄性不育的遺傳解釋----6種遺傳結(jié)構(gòu)不育基因型：S（rr）可育基因型：N(RR)、N(rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)

S：細(xì)胞質(zhì)中的不育因子；N：細(xì)胞質(zhì)中的可育因子2023/6/2910雄性不育與三系配套“三系”配套雄性不育系（簡稱不育系或A系）雄性不育保持系（簡稱保持系或B系）雄性不育恢復(fù)系（簡稱恢復(fù)系或C系）胞質(zhì)基因細(xì)胞核基因RRRrrrN-可育N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S-不育

S(RR)可育

S(Rr)可育

S(rr)不育

1、S(rr)×N(rr)→S(rr)

即N(rr)為雄性不育保持系2、S(rr)×N(RR)→S(Rr)

S(rr)×S(RR)→S(Rr)即N(RR)、S(RR)為恢復(fù)系

3、S(rr)×N(Rr)→S(Rr)+S(rr)S(rr)×S(Rr)→S(Rr)+S(rr)特點：能實現(xiàn)三系配套，并通過三系法將雜種優(yōu)勢應(yīng)用于生產(chǎn)2023/6/2911雄性不育與三系配套2023/6/2912不育系繁殖雜交種生產(chǎn)ABABARF1R××××保持系繁殖恢復(fù)系繁殖CMS二區(qū)三系制種法雜交種生產(chǎn)程序和基本技術(shù)2023/6/2913（1）制種區(qū)選擇（2）規(guī)格播種（3）精細(xì)管理（4）花期預(yù)測與調(diào)控（5）人工輔助授粉（6）保純?nèi)ルs去劣（7）分收分藏雜交種生產(chǎn)（制種）的基本技術(shù)雜交種生產(chǎn)程序和基本技術(shù)種子生產(chǎn)的生態(tài)條件主要指自然條件：氣候、土壤、生物群落等種子生產(chǎn)的生態(tài)條件及制種區(qū)選擇2023/6/2914氣候條件：無霜期、日照、溫度(積溫)、降雨量及雨季分布、風(fēng)力等土壤條件：pH、鹽分、障礙因子生物群落：傳粉昆蟲的種類、數(shù)量（1）制種區(qū)選擇植物的感光性、感溫性在適宜于種子生產(chǎn)的區(qū)域進(jìn)行種子生產(chǎn)，有利于降低生產(chǎn)成本、提高種子質(zhì)量和繁殖系數(shù)、提高種子生產(chǎn)效率，是制種成功的基礎(chǔ)1、集中連片、交通便利、便于隔離2、排灌方便、土壤肥沃，無不利氣象災(zāi)害3、無檢疫性水稻病蟲害，如白葉枯病、細(xì)菌性條斑病等2023/6/2915（1）制種區(qū)選擇白葉枯病細(xì)菌性條斑病嚴(yán)格隔離

研究表明：距離10m，花粉混雜率為5.2%；距離20m,

花粉混雜率2.3%，距離30m，花粉混雜率降到1%制種田周圍100m以內(nèi)，除父本外不能種植其他任何水稻品種；在風(fēng)力較大的平原地區(qū)需隔離200m以上2023/6/2916（1）制種區(qū)選擇（2）規(guī)格播種確定播期應(yīng)考慮雙親的生物學(xué)特性、環(huán)境條件、生產(chǎn)條件與管理技術(shù)等因素確定播期原則：

“寧可母等父，不可父等母”確定播期方法：

有效積溫法、生育期法、葉齡法A、確定父母本播期B、確定父母本行比C、提高播種質(zhì)量可在制種區(qū)附近，分期播種一定數(shù)量父本，作為采粉區(qū)2023/6/2917確定行比的原則：在保證父本花粉充足前提下，盡量增加母本行比例在確定具體行比時，應(yīng)根據(jù)制種組合中父母本株高、花粉量及花期長短等因素靈活掌握主要作物父母本行比：玉米是2:6-10高梁是2:8-18水稻是2:8-10油菜是1:2-3棉花是1:4-5A、確定父母本播期B、確定父母本行比C、提高播種質(zhì)量父母本行比為2：8-10或1：5-6（2）規(guī)格播種2023/6/2918要精細(xì)播種，力爭一播全苗既便于去雄授粉，又可提高制種產(chǎn)量和制種質(zhì)量要求：嚴(yán)格分清父母行，不得串行、錯行、并行、漏行A、確定父母本播期B、確定父母本行比C、提高播種質(zhì)量（2）規(guī)格播種2023/6/29192023/6/29海南大學(xué)---種子生產(chǎn)學(xué)20（3）精細(xì)管理(1)常規(guī)管理總體要滿足水肥要求，及時中耕除草，加強(qiáng)病蟲害防治。(2)促進(jìn)和保障花期相遇經(jīng)常檢查，根據(jù)父母本生長狀況，采取必要的農(nóng)藝措施（促晚控早），保障花期相遇。A、葉齡法選取代表性的父母本植株定點、定株檢查父母本葉片數(shù)父母本總?cè)~片數(shù)相同的組合，母本出葉數(shù)比父本多1-2葉為相遇良好標(biāo)志父母本總?cè)~片數(shù)不同的組合，母本未抽出葉片數(shù)比父本少1-2葉為宜提高花期預(yù)測準(zhǔn)確性：先對制種組合的雙親進(jìn)行葉齡觀察→確立花期相遇時雙親葉齡的對應(yīng)關(guān)系→制成對應(yīng)關(guān)系圖、表或回歸方程（4）花期預(yù)測與調(diào)控根據(jù)父母本葉片出現(xiàn)多少，預(yù)測其雌、雄穗發(fā)育進(jìn)程，判新花期能否相遇2023/6/2921B、幼穗剝檢法水稻、高梁、玉米在拔節(jié)后幼穗分化隨即開始，通過父母本幼穗分化進(jìn)程的比較可以更準(zhǔn)確地預(yù)測花期選代表性的父母本植株剝?nèi)ト咳~片觀察幼穗的分化時期和大小判新花期相遇以母本的幼穗發(fā)育早于父本一個時期為宜（4）花期預(yù)測與調(diào)控2023/6/2922（5）保純?nèi)ルs去劣及早、從嚴(yán)、徹底去雜(1)苗期依據(jù)幼苗葉鞘顏色，葉片顏色、寬窄、形狀、波曲、上沖/下披，幼苗長勢長相等特征綜合鑒定，去掉雜株、劣株、可疑株(2)拔節(jié)期去掉明顯的優(yōu)勢株，并結(jié)合葉型、株型進(jìn)行除雜(3)抽穗開花期保證種子純度的關(guān)鍵階段。要及時、干凈、徹底去雜，避免雜株造成生物學(xué)混雜(4)成熟期在成熟收獲前，根據(jù)株型、葉型、穗型、粒型、粒色等特征徹底去除殘留雜株2023/6/29232023/6/2924（5）保純?nèi)ルs去劣2023/6/29海南大學(xué)---種子生產(chǎn)學(xué)25（6）人工輔助授粉人工輔