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1、杂交水稻制种的基本原理及主要技术措施-罗德祥,杂交水稻制种的基本原理及主要技术措施-罗德祥杂交水稻制种的基本原理及主要技术措施-罗德祥基本知识每一粒稻谷就是一朵花，雌雄同花，花中有雌性生殖器官-柱头和雄性生殖细胞、器官-花粉和花药，自花授粉。水稻通过生长开花雌雄授粉基因交流和重组完成生命的延续。常规水稻品种自花授粉，基因纯合，后代基因与上一代相同，所以长势长相也相同（12对染色体）。杂交稻（人为或自然的不同品种杂交）的基因是杂合的，杂交稻再生长，产生的后代基因分离，长势长相混杂、所以杂交稻不能留种再种。,基本知识,每一粒稻谷就是一朵花，雌雄同花，花中有雌性生殖器官-柱头和雄性生殖细胞、器官-花
2、粉和花药，自花授粉。水稻通过生长开花雌雄授粉基因交流和重组完成生命的延续。常规水稻品种自花授粉，基因纯合，后代基因与上一代相同，所以长势长相也相同（12对染色体）。杂交稻（人为或自然的不同品种杂交）的基因是杂合的，杂交稻再生长，产生的后代基因分离，长势长相混杂、所以杂交稻不能留种再种。,基本知识,生物界存在杂种优势,两个遗传背景不同的品种杂交后代有生长优势；两个水稻品种要实现大规模杂交,必须有一个品种雄性功能丧失而雌性功能正常雄性不育系(母本),由另一个品种(雌、雄性功能均正常）帮助其授粉受精让其产生后代。雄性败育的品种称之为不育系（雌性正常）。袁隆平发现雄性败育的野生稻，育成了杂交水稻的不育
3、系，发明杂交水稻。,稻花香,杂交水稻品种的特性,特定的杂交水稻品种由特定的不育系和特定的恢复系两个亲本杂交育成；不育系和恢复系本身各自的基因都是纯合的，但两者杂交的后代杂交水稻基因是的杂合的；杂交水稻每个个体的基因是杂合的，但群体中所有植株的基因杂合状况是相同的，因而群体生长表现也是一致的，生长整齐；在杂交水稻群体中，所有出现的与群体基因杂合状况不一致的个体，植株生长就不一样，这些就是杂交水稻中的杂株。,杂交水稻的类型,水稻不育系分为三系不育系和两系不育系两种类型，取决于不同不育系的基因（包括细胞核基因和细胞质基因）控制。,三系不育系及三系杂交水稻,（雄性）不育系:雄性不育，雌性正常，需其他品
4、种给其授粉,否则不能延续生命（保持系授粉结实生产不育系种子；恢复系授粉结实生产杂交稻种子）；（雄性不育）保持系:不育系的同胞兄弟,两者细胞核基因相同。不育系接收保持系授粉结实产生的后代仍是不育系（雄性不育）,且长势长相与上一代相同；（雄性不育）恢复系：给不育系授粉，后代转变成正常结实（雄性可育），但基因构成改变，长势长相也不同，且存在生长优势。,不育系繁殖杂交水稻制种,三系杂交水稻的亲本关系示意图,不育系A,保持系B,不育系和保持系细胞核基因相同，后代的性状不变,不育系A,恢复系,雌雄均正常、让不育系保持不育特性,杂交种（F1）（杂交水稻）,恢复系R,恢复系与不育系基因不同，能让不育系结实，且
5、后代正常结实，产生杂交优势。,雌雄正常，让不育系结实且后代正常结实,雄性败育、雌性正常,保持系,X,X,两系不育系及两系杂交水稻,不育系没有保持系，自身的不育or可育取决于外界的温度和光照。其中温度发挥主导作用，高温长日表现不育，低温短日表现可育；不育特性受温光影响有敏感期（花粉母细胞形成减数分裂期，花前10-15天）；不同的不育系育性转换的温光模式差异较大，一般22.524.0,光照13h左右；两系不育系敏感点漂移；两系不育系割茬再生的敏感性问题。,不育系繁殖杂交水稻制种,两系杂交水稻的亲本关系示意图,不育系S,表现可育，自花授粉繁殖后代，后代保持温光敏感特性,不育系S,恢复系,低温短日高温
6、长日,杂交种（F1）（杂交水稻）,恢复系R,不育系表现不育，接收恢复系花粉结实，后代无温光敏特性，正常结实。,雌雄正常，让不育系后代正常结实,X,不育系与恢复系基因不同，结实后代产生杂交优势,两系与三系的优劣比较,亲本间的恢保关系不一样，两系更容易筛选恢复系，更有利于选育杂交稻品种；很多人认为两系优势强于三系，米质好于三系；？两系不育系的不育、可育受气候影响大于三系，种子生产的风险大于三系；两系不育系要加大筛选压力，转育温度要低。,杂交水稻制种的目标,多-母本多受粉、多结籽，产量高；纯-特定的母本接受特定的父本授粉结的籽，不能让其他不是特定的父本给母本授粉结籽；也不能让其他品种混入其中，最后种
7、到大田中；更不能不育系自花授粉结籽（育性波动）；优-母本受粉后籽粒生长好，种子饱满色泽好。,多-母本多授粉、多结籽，产量高,1、母本和父本抽穗开花期要尽可能接近；2、母本开花期全过程中父本都要有充足的花粉供给；3、母本受粉的姿态好，更容易受粉；4、父母本颖花量配比适当；5、父母本开花期气候条件：天气晴朗、温度适宜，风力小到中等。,杂交水稻制种的目标-纯,质量的重要指标纯度,就是杂交水稻群体中不出现基因杂合状况不一致的个体；一是不让父本以外的其他植株与不育系授粉结实；二是也不给其他植株自身结实混在其中的机会；三是不育系不能自花授粉结实(育性波动)。,杂交水稻不育系的主要特征特性,主要特征-“病态
8、生长”的主要表现1、包茎严重；（保持系及两系可育状态不包茎）2、抽穗期推迟，一般保持系比不育系早2天左右；3、抽穗进程慢，始花-终花时间长；4、一天当中开花迟，开花零散；5、环境影响大，不育特性易变化（尤其两系不育系）6、大多数品种不育系比恢复系生育期短。,杂交水稻制种的主要技术措施,1、基地选择、地点、时间2、制种隔离3、播差期、父本分期播种4、合理的行比5、花遇检查及调整6、育性监控7、割叶、“920”应用8、赶花粉9、去杂保纯10、其他管理措施：水、肥、药,一、基地、地点、时间选择,1、抽穗扬花期天气及气候风险；2、两系杂交稻制种不育系育性转换的气候风险。,二、制种隔离：防止外来花粉的侵
9、染,1、时间隔离：20天以上；2、屏障隔离；3、距离隔离：籼稻200M，粳稻500M；,三、合理播差期及父本的分期播种,1、目的是父母本花期相遇，理想是“头花不空，盛花相逢、尾花不丢”；2、时间差、叶龄差（机插秧、母本陈种）；3、父本分期播种保证花粉供应期长； 两期父本：10天左右，两期各半； 三期父本：7天+7天，0.25：0.5: 0.25。,四、合理的行比,父母本颖花量配比适当2：10-12,五、花遇检查及调整,一期看不见、二期白毛尖、三期毛茸茸、四期粒粒现、五期颖壳分、六期谷半长（叶枕平）、七期穗绿色、八期穗将伸。肥水调节、激素调节（920及调花宝类）、拨苞拨穗等。,六、育性监控,不同
10、不育系的败育特性:无粉、典败、园败、染败；关注预期穗前10-15天的气候；两系、三系不育系均有育性波动的可能；目测花药、花粉；镜检花粉；前期、中期、后期；处理措施。,七、割叶、“920”应用,1、割叶在父母本始穗初，留上部叶片10-15；2、“920”主要目的是解除不育系包茎，调节父母本穗位，其次是调整花遇、增加活性；、一般每亩总用量15-20克，不同组合差异较大；、正常见穗5-10%至见穗30%，不宜过早过迟；、分2-3次，“前轻、中重、后补”，父本适当加量，保证父本穗位高于母本15-20cm.,八、赶花粉,1、全过程中每天3-4次，有粉赶到无粉；2、开花时间不同亲本、天气有差异；3、原则上
11、前期看母不看父，中后期看父不看母；3、每次间隔20-30分钟；4、阴雨天。,九、去杂保纯,防止生产的杂交水稻种子中不出现基因杂合状况不一致的个体植株及其他类型杂株；亲本质量控制；不让父本以外的其他植株与不育系授粉结实；同时也不给其他植株混在真杂交种中的机会；类型：生物学混杂、机械混杂、自然变异；近年来出现的新现象-田间自生苗。,不育系繁殖杂交水稻制种杂交稻种,三系杂交水稻的杂株产生示意图,不育系A,保持系B,不明异形株,不育系A,恢复系及异形株,不育系,杂交稻种,恢复系R,保持系,X,混进的保持系,恢复系中的异形株,异形株,隔离不严外来花粉,X,X,田间自生苗,青棵,三系杂交水稻制种杂株主要类
12、型,1、混进的保持系；(抽穗略早、不包茎、散粉、结实多）2、繁殖过程中不育系接受其他花粉结实，产生的异形株（可育or不育or半育）（生育特性、形态特征）3、不育系、恢复系中的变异株，不同品种的混杂；4、田间自生苗等；,不育系繁殖杂交水稻制种杂交稻种,两系杂交水稻的杂株产生示意图,不育系S,不育系S,恢复系及变异株,低温短日高温长日高温长日,杂交稻种,恢复系R,X,外来花粉,育性漂移可育株,X,异形株,外来花粉,X,低温可育株,不育系,异形株,青棵,两系杂交水稻制种杂株主要类型,1、不育系繁殖过程中接收其他花粉,后代产生可育、半育或不育株,有的虽然不育但性状已发生变化；（生育特性、形态特征）2、
13、不育系中不育特性不齐或敏感点漂移,出现少量可育株。3、低温、迟生高节位分蘖、再生穗育性波动。（花药、散粉，微量渐进过程）4、不育系、恢复系中的变异株，不同品种的混杂；5、田间自生苗等；,制种去杂的主要技术,1、秧苗移栽前：株高、叶片叶鞘颜色；2、割叶前：父母本中早穗迟穗、过高过矮；母本中不包茎、柱头颜色、花药黄、散粉株；3、第1次“920”后第2天，母本中过高株、出茎快、柱头颜色、花药黄、散粉株；4、花期全过程中母本中的柱头颜色、花药黄、散粉株，随时拔除；5、收获前母本中明显结实过多株；6、两系制种适当早收；,十、其他管理措施：水、肥、药,1、保证正常生长；2、稻粒黑粉病防治；,欢迎批评指正！,谢谢大家！,
