实验九 杂交水稻的繁殖制种技术
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实验九 杂交水稻的繁殖制种技术. 一、实验目的. 1 .熟悉杂交水稻繁殖制种的各主要技术环节。 2 .学习杂交水稻繁殖制种的技术和方法. 二、实验说明. l .杂交水稻的类型: ( 1 ) “ 三系 ” 杂交水稻(核质互作不育型) ( 2 ) “ 两系 ” 杂交水稻(光(温)敏不育型) ( 3 )化杀杂交水稻 *本实验仅学习“三系”杂交水稻的繁殖制种技术. (自交). 保持系( B )→ 保持系( B ) (图 2 - 1 、 2 、 3 ). b . 不育系( A ) × 恢复系 ( R )→ F 1 杂种. (自交).

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实验九 杂交水稻的繁殖制种技术

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实验九 杂交水稻的繁殖制种技术


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一、实验目的

1.熟悉杂交水稻繁殖制种的各主要技术环节。

2.学习杂交水稻繁殖制种的技术和方法


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二、实验说明

l.杂交水稻的类型:

(1)“三系”杂交水稻(核质互作不育型)

(2)“两系”杂交水稻(光(温)敏不育型)

(3)化杀杂交水稻

*本实验仅学习“三系”杂交水稻的繁殖制种技术


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(自交)

保持系(B)→ 保持系(B)(图2-1、2、3)

b. 不育系(A)×恢复系 ( R)→F1杂种

(自交)

恢复系(R)→ 恢复系(R)(图2-4)

2.“三系”杂交水稻繁殖制种的一般原理

a. 不育系(A)×保持系(B)→繁殖不育系


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MSMS

MSms

msms

可育

可育

可育

F

F

F

MSMS

MSms

msms

可育

不育

S

可育

S

S

核质互作型雄性不育性遗传方式

遗传基因 胞质基因:F (可育)、S (不育)

胞核基因:MSMS (可育)、 MSms(可育) 、msms(不育)

质基因与核基因的6种组合及育性表现:

图2-1


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(隔离区一:不育系繁殖区)

(隔离区二:杂交制种区)

不育系

S(msms)

保持系

F(msms)

不育系

S(msms)

恢复系

S(MsMs)

F(MsMs)

×

×

杂交种

S(Msms)

(F1)

恢复系

S(MsMs)

F(MsMs)

不育系

S(msms)

小部分

大部分

大田推广

核质互作型雄不育系的繁殖与制种

保持系

F(msms)

图2-2


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图2-3 不育系繁殖区


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图2-4 杂交制种区


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适宜条件

不适宜条件

日平均气温(℃)

穗层气温(℃) 

相对湿度(%)

24-28

28-30

70-85

<22 或 >35

<22 或 >35

<65 或 >90

3.水稻籼型“三系”的开花授粉条件


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三.所需用品和操作方法

(一)所需用品

l.材料:

选当地主推杂交稻“三系”繁殖区及制种区。


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2.主要仪器用品


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3.药品:赤霉素(“920”)可克服不育系包颈现象,可促进抽穗、开花和授粉。

当前市售的“920”液剂之一


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(二)操作方法

1、繁殖制种田面积规划

(1)制种前的生产调查:

对当地水稻品种以及种子需要量等进行生产调查,确定要繁制的杂交组合和种子数量。了解当地适宜的隔离繁殖区和制种区。


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(2) 繁殖及制种面积的计算


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2、不育系繁殖技术

(1) 不育系与保持系主要形态特征及生物学特性

形态特征:不育系与保持系一般是同型姊妹系,它们的细胞核相同,细胞质不同。主要性状表型上非常相似,生育期相近。但雄蕊育性截然不同。不育系表现为雄性退化,花药中无花粉或花粉异常(下图)。


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不育系

保持系


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性状

不育系         保持系

株高

长势

分蘖力

抽穗期

始花-终花

开颖角度

开颖时间

柱头

较低    较高(高10cm左右)

较强           较弱

较强           较弱

迟2-3天(有包颈现象)  早2-3天(无包颈现象)

较长    较短 

大、长、外露率高     小、短、低

主要生物学特性


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不育系繁殖区


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(2) 播种

适宜播期: 一般是根据当地水稻的适宜抽穗扬花期倒过来推算确定。例如在四川中部地区,以7月上旬开花为宜,根据主要不育系播种到始穗的日数倒过来推,不育系一般在4月中旬播种。  


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父母本播期调节

由于不育系与保持系生育期一般相近,但后者一般抽穗期要早2一3天,花期也要短些。所以父本一般应推迟4-5天播种。

父本一般可播两期:

第一期父本    在母本1.5叶左右播种

  第二期父本    在母本 2.5叶期播种


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(3) 移裁规格与密度

移栽秧龄 :父、母本可分期播种,同期移栽。移栽时以第二期父本秧龄为准,宜在4.5-5 叶期移栽。

父、母本行比:父、母本行比一般1:4-5

或 2:6-8为宜。

移栽规格 :父本与母本行间一般留宽行,距离为26cm,母本区行距一般为16-20cm,窝距为父本一般13cm,母本一般10-13cm。当父本用双行时,双行间一般留10一 13 cm。每穴插两苗。


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繁殖田高产群体结构

基本苗  母本1.5-2.0万   父本1.0万

最高苗  母本 20— 2 5万   父本 14一 15万

成穗数  母本14一15万    父本8一10万


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(4)田间管理

做好薅秧、追肥、管水等工作,注意防止出现父弱母强的情况; 去杂劣、分别在苗期、抽穗期、成熟期进行。


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(5)花期预测和调节

(6)提高杂交结实率方法

(7)去杂保纯措施

(8)收获

(以上环节见杂交制种技术)


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3、杂交制种技术

杂交制种是利用不育系与恢复系进行杂交。为了实现高产制种和保证制种质量,首先要做好双亲安全开花和安全隔离,做到父母本花期相遇,生长平衡。

本节主要介绍以下内容

1.不育系与恢复系主要生物学特性比较

2.适宜播期,安全抽穗

3.父母本播期调节方法

4.培育壮秧

5.移栽规格

6.田间管理

7.花期预测与调节

8.防杂保纯

9.提高结实率的措施

10. 收获


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性状

不育系

恢复系

株高

生育期

生长势

花药

包颈情况

早熟

较矮

较弱

白色、瘦小、水浸性或无花药

包颈

晚熟

较高(90-110cm)

旺盛

黄色、肥大、散粉正常

不包颈

(1) 不育系与恢复系主要生物学特性比较


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不育系与恢复系比较


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(2) 适期播种,安全抽穗

需根据当地水稻适宜开花时和父本的生育期天数倒过来推算。在确定父本播期的基础上,再根据父、母本播种到始穗的天数差异来确定母本的适宜播期。


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(3) 父母本播期调节方法(三差法)

时差法: 按父、母本播种至始穗相差天数调节

叶龄差法:按父、母本主茎总叶数差数调节

积温差法:按父、母本播种至始穗有效积温差数调节

在生产实践中,一般将上述三种方法结合运用。往往以其中某一种方法为基础,参考另外两种方法加以调节,可获得更好的效果。


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(4) 培育多蘖壮秧

育秧方法:

①秧田直播覆膜育秧(全程增温法)

②温室两段育秧

③旱育秧


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全程增温法


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全程增温法


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温室两段育秧(田间寄插)


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覆膜增温


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旱育秧


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旱育秧


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(5) 移栽规格

秧龄:父、母本生育期不同,移栽期也不同,移栽时秧龄也不同。 一般是:

恢复系(父本)秧龄 30-35天(叶龄8-9片)

不育系(母本)秧龄 20-25天(叶龄5-6片)

为了保证花期全遇,一般父本播三期,每期相隔(3-5)天。


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亲 本

分蘖数

一期父本

二期父本

三期父本

母 本

8个以上

4-5个

2-3个

2左右

壮秧的规格(移栽秧龄以第二期父本为准)


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行比

早熟组合 2:12一14或1:8-10

  中熟组合 2:l4-16或1:10-12

  晚熟组合 2:16一18或1:10-12

(见下图)


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父母本行比(1 :11)


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亲本

行距×窝距

每窝栽实苗数

母本

父本

13-16cm ×10-11cm

33-40cm × 16.5cm

2-3(不计分蘖)

1-3(不计分蘖)

移栽规格

父母本间留宽行 33-40cm

母本行间留窄行 13-16cm

一般


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规格移栽


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(6) 田间管理

做好大田管理是夺取制种高产的重要措施。田间管理的主要措施包括:

精细整地,壮秧移栽,重施底肥,早施追肥,科学管水,平衡施肥等。

应特别注意加强父本的管理。


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田间管理


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平衡生长


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(7) 花期预测与调节

花期全遇的标准

“头花不空,盛花相逢,尾花不丢。”

花期预测方法: “剥穗检查法”(图)

花期预测:水稻幼穗发育的8个时期及其幼穗形态特征(表)。


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盛花相逢


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田间花期预测


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剥穗检查法


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剥穗检查法


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剥穗检查法


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表2-1 幼穗发育各阶段幼穗长度与距出穗天数

II

第一次枝梗原基分化期

III一1

第二次枝梗原基分化期

III一2

颖花原基分化期

IV

雌雄蕊形期

V

花粉母细胞形成期

VI

花粉母细减数分裂期

VII

花粉内容物充实期

VIII

花粉成熟期

珍汕

97A

8—14厘米

9—12

幼穗长

距出穗天数

I

第一苞原基分化期

0.5-0.2毫米

25

1.0-3.3毫米

19—20

3.5-10毫米

18

1.5-5厘米

14

7-16厘米

8—11

18-23厘米

4—7

全长

2

二九

矮A

幼穗长

距出穗天数

29-30

28

1一全长

7—8

0.5-0.2毫米

22—23

幼穗发育阶段

品种及

幼穗长度

和距抽穗天数

0.2-0.3毫米

25—26

1.5-5厘米

14—16

8-18厘米

9—11

20—24厘米

5—8

全长

2

IR 24

幼穗长

距出穗天数

29-30

0.2毫米

26—27

0.5-1.0毫

23—24

1.2-3.0毫米

20—22

4-12毫米

18—20

0.6-1.0毫米

22—25

1.5-5厘米

15

7-222厘米

10—11

全长

2

泰引

1号

幼穗长

距出穗天数

34-45

0.2-0.5毫米

29—30

0.5-0.9毫米

25—26

1—3毫米

22—24

5—10毫米

20—22

1.3-6厘米

16—17

4-10毫米

19—20

全长

2—3

24-27厘米

5—8

1.1-3.0毫米

20—21

表2-1 幼穗发育各时期的幼穗长度和距出穗天数

注:IR26、古223可用IR24资料。冈(朝阳一号)A可用珍汕97A资料。

据表可归纳如下:

一、幼穗发育前期(即1—5期),各发育阶段的幼穗长度,品种之间差异不大。

二、幼穗发育后期(减数分裂后)各发育阶段距出穗天数,品种之间差异不大。如从减数至出穗,一般经历10-11天。

三、幼穗发育初期,各发育阶段距出穗天数在品种之间差异较大,有的相差6-7天


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田间花期调节:

播期调节(前述)

栽培管理调节

水促、旱控、偏施氮肥、增施磷钾

提前割叶(幼稳发育第七期初割去剑叶)

重施“920”(破口期,)

借父传粉等

单项栽培管理调节花期一般只能调节1一3天,综合调节能调节7-10天,甚至15 天。


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  • 提高结实率的措施

  • 适期割叶(图): 割叶适期一般为抽穗的10-20%时期。


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母本割叶


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喷施“920”

主要作用是促进不育系穗颈伸长,克服包颈现象。同时有促进抽穗开花的作用。

每亩用量一般15g左右,喷药分2-3次,割叶后即喷施。


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次数   时期   施药量(g)     加水量(g)

一次 抽穗10-20% 3g 40-50Kg

二次 隔一天 8-9g 40-50Kg

三次 隔一天 3-4g 40-50Kg

“920”施用时间与用量

(以上表中数值供参考,应用时应根据当地气候条件和具体品种而异)


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人工辅助授粉

早晨赶露水

  竹杆赶粉辅助授粉(图)

  拉绳辅助授粉


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人工辅助授粉


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丰产制种田


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  • 保证种子纯度的措施

  • 安全隔离

  • 隔离方式:

  • 空间隔离 100m以上

  • 时间隔离 20天以上

  • 屏障隔离 山丘、房舍、树林等(图)。


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屏障隔离


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严格去杂去劣

去杂时期:

苗期

抽穗前(关键时期,见下图 )

成熟期


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抽穗前去田间杂株


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防止机械混杂

收获时要做到“五分”,即分割、分脱、分运、分晒、分贮。先收父本,当父本清理干净后,才割母本。

收割、脱粒和加式等过程中,要严防错乱及机械混杂。贮藏中要带有标签。


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五、作业与思考

1. 参观当地杂交水稻繁殖制种基地,并参加部分繁殖制种管理工作。

2. 分析杂交水稻繁殖制种中如何提高繁殖制种产量。

3. 分析杂交水稻繁殖制种中如何提高繁殖制种的纯度?

4. 怎么确定杂交水稻制种中父、母本的适宜播差期。


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