园艺植物种子生产原理与技术.ppt
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1、第三章 园艺植物种子生产原理与技术,第一节 种子生产的意义与程序第二节 种子生产原理和生态条件第三节 常规种(杂种亲本系)种子生产技术第四节 杂交种种子生产技术第五节 无性系品种种子生产技术第六节 无病毒种苗生产技术第七节 人工种子复习思考题,要求,了解种子生产的意义与任务,园艺植物的繁殖方式及种子生产特点,种子生产的生态条件,无病毒苗木的病毒检测方法,人工种子制备、贮藏和萌发的技术方法;掌握人工种子等概念,常规种子、杂交种子和无病毒苗木的四级种子生产程序,品种混杂退化的原因及防杂保纯的基本措施,杂交种种子生产技术,多年生园艺植物苗木繁殖技术,无性繁殖园艺植物脱毒技术。难点 不同类型园艺植物的
2、四级种子生产程序,杂交种的种子生产技术,无性繁殖园艺植物的脱毒技术。,种子生产的意义与程序,一、种子生产的意义与任务二、种子生产程序三、纯系学说与种子生产四、杂种优势理论与杂种优势利用,种子生产的意义与任务,对种子企业来说,有利于降低成本、提高竞争力,获得良好的经济效益和社会效益;对种子使用者来说,可增产增效;对农业生产来说,是实现持续、稳定增产和调整品种结构或产业结构的先决条件和重要保证。1迅速生产优良品种的优质种子 2提高品种纯度 3研究总结种子生产技术,(一)发达国家的种子生产程序,美国采用“育种者种子基础种子登记种子合格种子”四级生产程序;经合组织成员国也采用“育种者种子先基础种子基础
3、种子合格种子”四级生产程序;加拿大则采用“育种者种子精选种子基础种子注册种子合格种子”五级种子生产程序。共同特点:1.育种者种子是种子繁殖的唯一种源;2.限代繁殖,一般对育种者种子仅繁殖34代;3.繁殖系数高,不需选择,只需防杂保纯。,(二)中国的种子生产程序,20世纪50年代以来,一直采用“育种者种子原种良种”三级种子生产程序。加入世贸组织后,提出了“育种家种子原原种原种良种”四级种子生产程序。,四级种子,1.育种家种子 由育种者直接生产和掌握的原始种子或亲本的最初一批种子,具品种典型性,遗传性稳定,品质纯度为100%,世代最低,产量及其他主要性状符合确定推广时的原有水平,种性最好,质量最高
4、。2.原原种 由育种家种子繁殖或由育种者的保种圃繁殖是种子,具品种典型性,遗传性稳定,纯度为100%,一般比育种家种子高一个世代,产量及其他性状与育种家种子相同,种子数量增加。3.原种 由原原种繁殖的第1代种子,遗传性状与原原种相同,产量及其他主要经济性状指标仅次于原原种。4.良种 由原种繁殖的第1代种子,遗传性状与原种相同,产量及其他各项经济性状指标仅次于原种。杂交种达到良种质量标准的种子。,经合组织,经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development)是由澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、捷克、丹麦、芬兰、法国、
5、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、日本、韩国、卢森堡、墨西哥、荷兰、新西兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、西班牙、瑞典、瑞士、土耳其、英国、美国、智利、爱沙尼亚、以色列、斯洛文尼亚34个市场经济国家组成的政府间国际经济组织,成立于1961年,总部设在巴黎。旨在共同应对全球化带来的经济、社会和政府治理等方面的挑战,并把握全球化带来的机遇。,纯系学说与种子生产,纯系是指从一个基因型纯合个体自交产生的后代群体,系内各个体的基因型均纯合一致。纯系学说认为,在自花授粉植物的天然混杂群体中可分离出许多基因型纯合的纯系;在一混合群体中选择是有效的,但在纯系内再继续选择是无效的;纯系内个体间的差异是环
6、境的影响,不能遗传。纯系学说在种子生产中的指导意义 1.在原原种生产中单株选择的重要性 要按原品种的典型特性,单粒点播、分株鉴定、整株去杂、混合收获。2.防杂保纯是种子生产的关键措施 应尽可能减少生产代数,四级种子生产程序一般45代,降低突变与天然杂交对群体遗传的影响。,杂种优势理论与杂种优势利用,杂种优势是指杂种植株在生活力、生长势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象。利用杂种优势选育杂交种(F1)的过程称为杂种优势育种。遗传理论有显性假说、超显性假说、基因网络系统、上位性、基因组互补、基因多态性、遗传平衡、核质刺激等。杂种优势利用时,自交系间的杂种优势强;亲本间的亲缘关系、生态类型
7、、地理距离及性状差异大的优势较强;适用于杂交率较高、制种成本较低的物种。,种子生产原理和生态条件,一、品种混杂退化现象及其原因二、防杂保纯的基本措施三、园艺植物的繁殖方式与种子生产特点四、种子生产的生态条件,品种混杂退化现象及其原因,品种混杂退化是指品种的纯度下降、种性变劣的现象。品种混杂是指一个品种中混进了其他品种甚至是不同植物的植株或种子,或上一代发生了天然杂交,导致后代群体出现变异类型的现象。品种退化是指品种某些经济性状变劣的现象。混杂容易引起退化并加速退化,退化又必然表现混杂。原因:机械混杂、生物学混杂、品种自身变异、不正确的选择、不良的生态条件与栽培技术、品种抗病性下降等。,防杂保纯
8、的基本措施,1.严格种子繁育规则,防止机械混杂 2.严格隔离,防止生物学混杂 3.去杂去劣,正确选择与采种 4.选用或创造适合种性的生育条件 5.用优质种苗定期更新生产用种 6.品种合理搭配、延缓品种退化,园艺植物的繁殖方式与种子生产特点,(一)有性繁殖植物及其种子生产特点 1.自花授粉园艺植物 2.异花授粉园艺植物 3.常异花授粉园艺植物(二)无性繁殖植物及其种子生产特点,自花授粉园艺植物及其种子生产特点,以同一花内或同一植株内的花粉授粉而繁殖后代的一类园艺植物。雌雄同花,雌雄蕊同时成熟或雌蕊先熟,开花期短,花色不艳且少香味,有的花器结构严密,不易接受外来花粉,通常自然杂交率在5%以内。基因
9、型同质结合,容易保纯,自交不退化。在种子生产中,主要是防止各种形式的机械混杂,田间去杂是重要的技术措施;其次是防止生物学混杂,但对隔离条件的要求不严。,异花授粉园艺植物及其种子生产特点,以不同基因型的植株花朵间授粉而繁殖后代的一类园艺植物。自然条件下的传粉媒介为风、昆虫等,自然杂交率在50%以上。雌雄异株,100%的天然异交率,如菠菜、石刁柏、猕猴桃、山葡萄、野胡椒、银杏等;雌雄同株异花,如瓜类、秋海棠、核桃等;雌雄同花但是自交不亲和,如十字花科的大部分蔬菜等;雄雄同花但雌雄性细胞成熟期不同或花柱异型外露,如向日葵、甜菜、苹果、君子兰等。是由许多异质结合的个体组成的群体,后代分离,自交退化,异
10、交有明显的杂种优势。在亲本繁育和杂交制种中,除防止机械混杂外,还必须采取严格的隔离措施并控制授粉,同时要注意及时拔除杂劣株。,常异花授粉园艺植物及其种子生产特点,以自花授粉为主并经常发生异花授粉的一类园艺植物。天然异交率一般为5%50%,是自花授粉植物和异花授粉植物的中间类型,有蚕豆、四棱豆、多花菜豆、茄子、辣椒、翠菊等。群体多处于异质结合状态,个体的遗传性和典型性不易保持稳定。在种子生产中,要设置隔离区,及时拔除杂株,同时要严防各种形式的机械混杂。,无性繁殖植物及其种子生产特点,由一个个体经过无性繁殖形成的后代群体称为无性系。是一个同质型群体,遗传上杂合程度非常高,会产生频率极低的少量变异(
11、如芽变),实生种子繁殖将发生复杂的分离和变异。在种子生产中,无需隔离,应进行适当的选择。,种子生产的生态条件,主要是指自然条件,包括气候、土壤、生物群落等。在适宜的区域建立种子生产基地,有利于降低生产成本,提高种子的商品质量和繁殖系数,提高种子生产效率。(一)生态条件对种子生产的影晌(二)种子生产中的生态条件调控,生态条件对种子生产的影响,气候条件包括无霜期、温度、日照、降水和风力等。土壤的pH和含盐量为种子生产的限制因子。一般来讲,长江以南大部分地区生长的植物,长期适应了酸性土壤条件,移往非酸性土壤地区会导致产量的降低和品质的下降;在盐碱地区制种,会导致不耐盐碱植物或品种的制种失败。生物群落
12、对制种植物的影响主要是传粉昆虫的种类、数量等,会影响虫媒花植物的制种产量和质量。,无霜期、温度、日照、降水和风力,制种植物的生育期必须短于或等于制种地的无霜期,其所要求的有效积温必须小于或等于制种地的有效积温。温度的不适宜可能造成植物产量和品质的降低、生育期的改变及病毒感染引起种性退化等。一般,光照充足有利于植物生长。长日照植物(洋葱、甜菜、白菜、甘蓝、芥菜、萝卜、胡萝卜、芹菜、菠菜、莴苣、天仙子、莳萝等),日照时间较短就不能开花结实;短日照植物(菊花、一串红、绣球花、豇豆、扁豆、刀豆、茼蒿、苋菜、蕹菜、草莓、黑穗醋栗等),需要在短日照下才能花芽分化并开花结实。降水包括年降水量及其四季分布,主
13、要影响无灌溉条件地区及不同耐湿性的植物生长。无风影响风媒花传粉;风力过大又会使制种隔离失败。,种子生产中的生态条件调控,1.就近制种 一般来讲,育成品种地区的生态条件最适合该品种的种子生产。2.异地制种 利用不同地区或当地不同地带的生态条件差异,选择适宜的种子生产区域。如黄河、长江流域大量种植的马铃薯,若在当地繁殖种薯,因结薯期气温高使品种迅速退化,可到黑龙江、内蒙古等冷凉地区繁种,以保证种性;也可在当地的高山上繁种,或在海岛上繁殖脱毒种薯,利用高山上的冷凉气候、海岛上风大蚜虫少的条件,防止品种退化。又如喜温瓜菜的冬季南繁等。3.设施制种 利用温室、大棚进行稀有、珍贵急需种子制种,人工创造适宜
14、种子生产的生态条件,使其不受季节气候的影响。,常规种(杂种亲本系)种子生产技术,一、常规种(杂交亲本系)原原种生产技术(一)常规种原原种的繁殖(二)杂交种亲本系原原种的繁殖二、常规种(杂交亲本系)原(良)种生产技术(一)建立原(良)种种子田(二)防杂保纯(三)采用科学的栽培技术(四)提高繁殖系数,常规种原原种的繁殖,选择地力均匀、肥沃、不重茬的田块做原原种圃,控制隔离,使用育种家种子,宽行稀植,加强田间管理,在苗期、花期和成熟期认真去劣去杂,花期辅助授粉,严防收获、运输、贮藏、加工等过程中的机械混杂。,杂交种亲本系原原种的繁殖,生产高纯度的杂交亲本系原原种是一代杂种种子生产的关键。杂交种亲本系
15、包括自交系、雄性不育系(三系、二系)、自交不亲和系、雌性系等。,自交系原原种的繁殖,在育种者主持下繁殖,人工授粉,控制自交。余同常规种原原种的繁殖技术,严格防杂保纯。,雄性不育系原原种的繁殖,不育系、保持系和恢复系的原原种均为单株稀植、整株鉴定去杂、混合收获。余同自交系原原种的繁殖技术。,自交不亲和系原原种的繁殖,开花期选择花前2d5d的大花蕾,授同系混合花粉。余同自交系原原种的繁殖技术。,建立原(良)种种子田,自然气候、土壤等条件适合该品种的生育;地势平坦,土壤肥沃,排灌方便,旱涝保收;病、虫、杂草等危害较轻,无检疫性病虫害;不能重茬连作,不能施入同种植物未腐熟秸秆;同一品种连片种植;较好的
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