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)水稻研討簡史和概略 新石器時代長江中下游地域，事先已有頗為興旺的稻作農(nóng)業(yè)。 水稻雜種優(yōu)勢的研討始于19世紀； 1926年美國的J. W. Jones首先提出了水稻雜種優(yōu)勢； India (B.S.Kadem, 1937)，MalaysiaF.B.Broun，1953，PakistanA.A.Lim，1957和Japan岡田子寬，1958等也報道了水稻雜種優(yōu)勢； 1968年日本的新城長友等完成了粳稻三系配套，但未能在消費上運用；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號等不育系及其堅持系； 1973年，廣西和湖南等省用測交方法先后挑選出IR24強恢復(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)勢應(yīng)用研討；應(yīng)用無融合生殖基因固定水稻雜種優(yōu)勢；分子育種等 2000年中國超級雜交水稻基因組方案， 2001年全球水稻分子育種方案 一、水稻種子消費的生物學(xué)特性一生物學(xué)基本特點與栽培種類分類 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。每個小穗由基部的兩片退步的穎片有時稱為幅穎、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，僅見兩片外稃通稱為護穎，可育小花有外稃和內(nèi)稃、2個漿片、1枚雌蕊和6枚雄蕊組成。水稻自然異交率普通不超越1，一朵花開花時間大致為6090min，其中雄蕊在開花后78分鐘末尾散粉，繼續(xù)時間為10分鐘左右。柱頭受精才干以當天最強，三天后簡直喪失了受精才干。 水稻屬于短日照作物，喜高溫。我國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，我國栽培稻種不同類型的種類有4萬多個，構(gòu)成了各種順應(yīng)不同地域、不同時節(jié)栽培的水稻類型。依據(jù)它們的來源、演化和栽培開展進程，可以系統(tǒng)地把我國栽培稻種分為：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(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相對獨立的亞種，兩者的親緣關(guān)系較遠，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，穎毛短稀，葉綠色較淡，葉面多茸毛，耐肥性較弱，葉片彎長，株型較松懈，并且有耐濕、耐熱、耐強光、易落粒和對稻瘟病抵抗性較強等特征特性。 粳稻的米粒淀粉粘性較強直鏈淀粉含量普通為20%或更少，脹性較小，谷粒短圓，穎毛長密，葉綠色較濃，葉面較潤滑，耐肥性較強，葉片短直，株型緊集，并具有耐寒、耐弱光、不易落粒和對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、種谷粒細長，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，穎毛長而密或無粒形較窄的橫斷面呈橢圓形，穎毛長而密或無。粘稻和糯稻 以上各種類型中都有粘稻和糯稻，它們在形狀特征和生理特性上并沒有清楚的差異，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。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。當與I-KI溶液反響時，粘米呈藍紫色，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，以保證足夠的單株營養(yǎng)面積。采用適宜該種類的最優(yōu)秀的栽培措施，力爭多穗大穗，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養(yǎng)生臨時屢次剝蘗分植的方法，只用大批種子就能迅速擴展繁衍面積，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5001000倍。 3再生 在長江流域和華南雙季稻區(qū)，早季

8、稻收割前酌施氮肥，收割時留1015cm淺樁，淺灌田水，促進分蘗再生。 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、雜交稻種子消費技術(shù) 目前，消費上運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胞質(zhì)雄性不育系male sterile line、雄性不育堅持系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花粉，不能自交結(jié)實，育性受遺傳基因控制的品系國標GB/T17314-1998稱為雄性不育系簡稱不育系，常

10、用A表示。不育系的雄性器官發(fā)育異常，花粉敗育或無花粉；雌性器官發(fā)育正常，可以接受外來花粉而受精結(jié)實。 雄性不育堅持系 可以堅持不育系不育性的種類系，稱雄性不育堅持系簡稱堅持系，常用B表示。堅持系的雌雄器官發(fā)育均正常，能自交結(jié)實。以其花粉給不育系授粉，所結(jié)的種子能繼續(xù)堅持其不育性。堅持系與相應(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)實的種類系，稱雄性不育恢復(fù)系簡稱恢復(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，用其花粉給不育系授粉，所結(jié)種子長成的植株，育性恢復(fù)正常。 雜交水稻三系的相互關(guān)系 不育系與堅持系雜交取得不育系種子，堅持系自交仍是堅持系。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，才干運用于消費。三系的相互關(guān)系見圖3-10 三系法應(yīng)用雜種優(yōu)勢順序。 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)堅持系N(rfrf) 不育系S(rfrf)堅持系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)國際外的報道，水稻雄性不育系有30多種類型，分類方法也較多。這里，僅從消費應(yīng)用和劣種繁育角度引見已用于消費的不育系分類。 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)成野生稻細胞質(zhì)與栽培稻細胞核相結(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胞質(zhì)母本與粳稻細胞核父本停止置換，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 無花粉型花藥內(nèi)無花粉，或僅有完整不全的花粉壁碎片。目前，尚未育成可供消費上運用的不育系。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、無內(nèi)含物的花粉粒。目前消費上運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，無內(nèi)含物或僅有大批淀粉，對I-KI溶液不染色或染色呈淺藍色。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I-KI溶液呈藍色反響，與堅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)成等性狀上與堅持系并無清楚區(qū)別。如BT型、滇I型不育系等。 3兩系雜交稻親本原種消費技術(shù) 招致雄性不育的終點溫度必需相對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，我國近幾年來曾經(jīng)成功地選育出一批到達適用要求的水稻光、

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，湖北省沔陽縣今仙桃市沙湖原種場已故育種家石明松，在晚粳農(nóng)墾58大田中發(fā)現(xiàn)自然光敏核不育株，后中國農(nóng)科院鄧景揚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，從而堅持雄性不育特性，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，又起到了堅持系的作用。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，即在高溫長日照條件下不育，可制種，在適當?shù)母邷囟倘諚l件下可育，可完本錢身繁衍。其雜種優(yōu)勢應(yīng)用順序(如圖3-13,72頁)。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搖的特點。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，不育系的不育終點溫度不可防止地會逐代降低，最終將招致該不育系因終點溫渡過高而失掉適用價值。這是由于在繁衍進程中，不育終點溫度較高的集體，其可育的溫度范圍較廣，在溫度經(jīng)常變化且有時變化幅度較大的自然條件下，結(jié)實率普通較高，因此在群體中的比例肯定將逐代加大，使群體的育性終點溫度出現(xiàn)遺傳漂移現(xiàn)象。繁衍2-3代以后，達標的不育系就會降為不合格的不育系。3光溫敏核不育系原種消費技術(shù) 光敏不育系的原種消費，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易原種消費順序，即在夏季大田鑒定不育性，春季再生繁衍。其順序簡述如下： 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順序：單株選擇高溫或長日高溫處置再生留種中心種子原原種原種制種。詳細的操作技術(shù)如下見

18、74 頁 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，以便到達父母本花期相遇良好，群體結(jié)構(gòu)合理，同時，還要改善授粉條件，及時防治病蟲害和嚴厲防雜保純。 1適時收獲與花期相遇 雜交稻制種，父母本花期能否相遇和開花時天氣如何，是成敗的關(guān)鍵。 1適宜花期 制種田抽穗開花，應(yīng)盡量避開高溫陰雨天氣，不能有三天以上的連陰雨。普通適宜開花的日平均溫度為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。田間相對濕度以70%-80%為宜，90%以上或50%以下就會對開花發(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間簡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期簡稱播始歷期善于母本，欲使其同期抽穗開花，必需把播始歷期長的父本早播，播始歷期短的母本遲播。 確定父母本播差期的方法有：時差法、葉差法。 2父母本群體結(jié)構(gòu)的樹立及