第一章种子生产基本原理.ppt.ppt
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1、第一章 种子生产基本原理,第一节 作物的繁殖方式,一、作物繁殖方式 作物的繁殖方式与种子生产有密切关系。作物在长期进化过程中,由于自然选择和人工选择的作用,形成了两类不同的繁殖方式。,作物繁殖方式,有 性 繁 殖,无 性 繁 殖,自花授粉作物,异花授粉作物,常异花授粉作物,雄性不育性,植株营养体繁殖,无融合生殖,自交不亲和性,一、作物繁殖方式,植物繁殖基本方式,由雌配子(卵细胞)和雄配子(精细胞)相互结合(受精)产生后代。1.自花授粉:同一朵花的花粉传播到同一朵花的雌蕊柱头上,或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上。2.异花授粉:雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。3.常异花授粉:,一.有性繁殖,花器构造
2、和开花习性对授粉的影响,1、花器构造(1)两性花:完全花,雌雄同花,有利于自花授粉,稻、麦 单性花:不完全花,有雌花和雄花之分,有利于异花授粉,又进一步分为:雌雄同株异花,玉米、蓖麻、瓜类;雌雄异株,有雌株和雄株之分,如大麻、菠菜、银杏、芦笋。(2)其他花器构造特点 2、开花习性闭花受精:大麦和豌豆,在花冠未开始就散粉受精 典型自花授粉棉花、高粱等在花冠张开后散粉,增加异花授粉的机会常异花授粉,一、有性繁殖,蓖麻雌雄同株异花,石刁柏(芦笋)的雄株(黄花)和雌株(红果),自花授粉作物 一朵花内的花粉传粉繁殖 后代。天然异交率:0-4%,作物可分为:,常异花授粉作物 同时依靠自花授粉和异花授粉繁
3、殖后代。天然异交率5-50%,异花授粉作物 异株或异花的花粉传粉繁殖 后代。天然异交率50-100%,自花授粉作物,主要栽培作物:禾谷类:水稻、小麦、大麦、燕麦豆 类:大豆、花生、豌豆、菜豆、绿豆、小豆其他作物:芝麻、烟草、马铃薯、茄子、辣椒、番茄、胡麻、亚麻,1.自花授粉植物的花器构造特点及开花习性交配制度 自交,异交率4%。花器构造特点及开花习性 雌雄同花,同熟,开花时间较短,常常闭花授粉。,遗传特点群体同质,个体基因型纯合,基因型与表现型相对一致,自交无害,不断自交导致纯合。,2.常异花授粉植物的花器构造特点及开花习性交配制度 基本自交,异交率550%花器构造特点及开花习性 雌雄同花,异
4、熟或雌雄蕊不等长,外露,易接受外来花粉,开花时间长,异交率较高。,遗传特点 群体同质(异质),个体纯合(杂合),杂合体分离,遗传基础较复杂;强制自交,后代不明显退化;多代强制自交,导致群体较为同质和纯合,相对一致,自交无害,不断自交导致纯合。,自花授粉作物和常异花授粉作物的基因型,自花授粉作物:1、一致性:同质纯合群体,表现型整齐一致,表现型和基因型是一致的即个体内的基因型纯合,个体间基因型一致。2、稳定性:纯系的自交后代仍然是纯系,性状与父母本一致。但有4%以下的异交率,还会发生突变,故也有杂合基因型个体并产生性状分离,但频率极低。也是选择育种的基础3、耐自交性,常异花授粉作物1)以自花授粉
5、为主,天然异交率较高,故遗传上有三部分组成(1)主要性状为同质结合,自交试验不分离,即品种基本群体的纯合同质基因型;(2)杂合基因型;(3)非基本群体的纯合基因型2)较耐自交:棉花等连续自交试验表现生活力衰退,但不明显,且主要性状的分离也不显著。,3.异花授粉植物的花器构造特点 及开花习性交配制度 随机互交,自由交配,异交率50%花器构造特点及开花习性 1.具有两性花的完全异花授粉植物:黑麦、向日葵、红三叶草、紫苜蓿、荞麦、三叶草。,花器构造特点及开花习性 2.具有两性花的异花授粉,同时具有某种程度的自花授粉功能的植物:甜菜、饲料甜菜、芥子、洋白菜、莴苣、马铃薯、烟草、苹果、梨、李,花器构造特
6、点及开花习性 3.雌雄同株的植物(同一植株上具有不同的雌雄性器官):玉米、蓖麻、西瓜、甜瓜、南瓜、核桃、栗子,花器构造特点及开花习性 4.雌雄异株的植物(雌雄器官生长在不同的植株上):石刁柏、大麻、菠菜、芦笋、番木瓜,4.两种特殊的有性繁殖方式自交不亲和性,4.两种特殊的有性繁殖方式雄性不育性,遗传特点 群体异质,个体间遗传上有差异,个体的很多基因位点也是杂合的,遗传基础复杂。群体内部不同植株间差异。但群体间存在很大的变异性,可根据一种或多种性状把品种(群体)与别的品种(群体)区分开来。,二、无性繁殖,指以种子以外的营养器官产生的后代方式。这类作物在通常情况下不能开花或开花不结实,不以种子进行
7、繁殖,而是利用营养器官所具有再生能力。,1、营养体繁殖,在适宜的或人工控制条件下,无性繁殖作物也能开花结实进行有性繁殖,也有自花授粉和异花授粉区别,如甘薯为典型 异花授粉作物,马铃薯 为典型的自花授粉作物。,二、无性繁殖,石刁柏(芦笋)的雄株(黄花)和雌株(红果),2、无融合生殖:植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内某些单、二倍体细胞,不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式。,3、组织培养 利用植物的细胞、组织或器官,在人工控制条件下繁殖植物的方法称为组织培养。可把它看成是常规营养繁殖方式的一种延伸和扩展。组织培养与种子生产关系最密切的是快速繁殖、种苗脱毒及人工种子制作等。
8、,三、作物繁殖方式与种子生产(一)有性繁殖方式与种子生产1、自花授粉作物1)利用纯系品种2)利用混合品种3)利用品种间杂交种种子生产防止机械混杂防止生物学混杂,2、异花授粉作物利用杂种优势种子生产上,防止机械混杂,严格隔离和控制授粉,去杂去劣3、常异花授粉作物种子生产中,设置隔离区、及时拔除杂株,防止异交混杂,机械混杂。杂种优势利用上,可利用品种间杂交种,最好利用自交系间杂交种。,(二)无性繁殖作物与种子生产无性繁殖系(无性系):以营养繁殖或组织培养方式生产的无性繁殖后代。种子生产中,注意去杂选优,防止混杂退化,防止病毒病,第二章 种子生产基本原理,第二节 作物品种防杂保纯,一、品种混杂退化的
9、概念 1、品种混杂退化:随着品种推广应用时间的延长,往往会出现混杂退化现象,失去品种原有的形态特征和特性,品种的典型性和一致性丧失,抗逆性和适应性减退,产量下降和品质劣化等现象。品种的混杂和退化是两个既相互联系又有所不同 2、品种的混杂:是指一个品种群体中掺杂有不同于本品种的各种异型株,造成品种纯度降低的现象。,第二章 种子生产基本原理第二节 作物品种防杂保纯,3、品种退化:品种的退化则是指品种的特征特性发生了变化,一些性状出现了不良变异,原有的优良性状部分或全部消失,经济性状变劣,降低或丧失了在生产上的利用价值。混杂了品种势必导致品种的退化,同时退化了品种,植株性状不一致,也会加剧品种的混杂
10、。,二、品种混杂退化的原因(一)生物学混杂 1、在种子生产过程中,由于隔离条件差或去杂去劣不及时、不严格,从而因天然杂交后代产生性状分离而造成的混杂称为生物学混杂。,2、天然杂交是作物品种混杂退化的主要原因。生物学混杂在各种作物上都可能发生,但在异花授粉作物和常异花授粉作物上发生比较普遍,是这类作物品种混杂退化的主要原因。自花授粉作物天然杂交的几率相对较小,不是品种混杂退化的主要原因。,(二)机械混杂 1、机械混杂:是指在种子生产、加工和流通过程中,没有按技术规程操作,使繁育的种子混入了异品种或异作物的种子的现象。2、机械混杂的发生环节很多:种子处理、播种、补种、移栽、施肥、收获、脱粒、种子加
11、工、包装、入库、贮存、运输等环节都可能发生,自花授粉作物品种混杂退化的最主要原因。,(三)品种本身的原因 1、剩余变异:目前生产上推广的品种,选育代数不足,基因没有完全纯合,在主要性状方面看起来很稳定一致,但仍有某些性状不完全稳定,特别是多基因控制的数量性状,在品种自交繁殖过程中发生分离和重组,使品种的典型性和一致性下降,导致品种混杂退化;,(三)品种本身的原因 2、基因突变:自然突变以隐性突变较多,而隐性突变多数是不利的,如果不注意人工选择和淘汰,不良的变异类型和个体日见增多,造成品种纯度下降。,(四)不正确的选择和采留种 在种子生产过程中,未进行严格的选择劣变的植株;选择的方法或标准不当;
12、或因留种群体太小而导致遗传漂移;在不良的自然环境条件下留种。,(五)不良的自然和栽培条件(六)病毒侵染 病毒侵染是无性繁殖植物混杂退化的主要原因。,三、防止品种混杂退化的方法(一)认真防止机械混杂 1、在种子生产、贮藏运输和使用过程中,应严格执行国家标准,从各个工作环节上杜绝机械混杂的发生;2、种子繁殖田必须单收、单脱、单晒、单藏;3、在种子接收和发放过程中,要严格检查标签是否相符,防止出错;4、分作物、品种进行种子处理;5、合理安排繁殖田的轮作。,(二)严防生物学混杂 关键是做好隔离,包括空间隔离时间隔离自然屏障或人工屏障隔离套袋隔离等一般多采用空间隔离,并设置一定宽度的保护行。,(三)按品
13、种标准去杂去劣和选择 去杂去劣必须在了解和熟悉本品种的特征特性的基础上,重点抓住与其他品种容易区分的主要性状,在品种的特征特性表现最明显的时期,分次进行。,(四)定期进行品种更新 在防杂保纯的同时,繁育纯度高、质量好的原种,每隔一定年限(3-4年)对使用的种子进行一次更新。(五)改变生育条件 通过改变种植区的生态条件,使种子生长发育良好,保持其种性。,第三节 杂交种子生产基本原理一、杂交种的利用条件,1 有强优势组合2 有纯度高的优良亲本3 繁殖与制种方法简单易行,种子生产成本低,概括为三个字:强、纯、简,二、配置杂交种途径,1、人工去雄杂交制种 1)雌雄同株异花的作物:玉米,2)种子繁殖系数
14、大而用种量少的作物:烟草,1)在花粉发育前的适当时期,喷洒一些内吸性的化学药剂,可以抑制花粉的正常发育过程,使花粉败育,达到杀雄的目的。适用作物为一些自花授粉作物和常异花授粉作物,如小麦、棉花。,2、化学杀雄,2)优良化学杀雄剂应具备的优点:,一是方法简便;二是亲本选配自由,容易筛选强优组合;三是化学杀雄导致的雄性不育不能遗传,这就为利用优势特强组合的F1种子提供了可能性。,3)化学杀雄制种的主要问题是:杀雄不彻底,喷药时间要求严格,杀雄效果受天气及植株发育状况的影响。,3 利用自交不亲合性,1)概念和类型:概念:同一植株上机能正常的雌、雄两性器官和配子,因受自交不亲和基因的控制,不能进行正常
15、交配的特性,称为自交不亲和性。受单一位点或多位点的自交不亲和基因S控制。分为两类:A 配子体自交不亲和性:禾本科植物 B 孢子体自交不亲和性:十字花科植物,自交不亲和性图,配子体自交不亲和性:花粉能正常发芽,但进入花柱组织或胚囊后。遇到卵细胞产生的某些物质,表现相互抑制。,孢子体自交不亲和性:花粉粒及花粉壁成分与雌蕊柱头上的柱头毛或乳突细胞之间具有相互抑制作用,花粉管不能进入柱头。,4 利用雄性不育,利用雄性不育性育种,是克服雌雄同花作物人工去雄困难的最有效途径。雄性不育性是由基因控制的,是可以遗传的,根据不育基因的类型,可把雄性不育分为两大类。,1核不育 是指单纯受细胞核基因控制的不育系,当
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