生产管理知识_种子生产原理和方法概述

2020 2 20 107 1 第5次课堂练习题 1 简述品种区域试验对试验设计和田间布置的要求 2 UPOV的英文全名是什么 它有几个版本 中国执行哪个版本 它与最新版本有何差异 3 试述品种审定与品种保护的区别 2020 2 20 107 2 2020 2 20 107 3 第三章种子生产基本方法第一节种子级别的分类第二节常规品种种子生产第三节杂种品种种子生产第四节无性系种子种苗生产 2020 2 20 107 4 第一节种子级别的分类一 我国现行的种子级别分类根据 GB4404 1 2008 分为 育种家种子 breederseed 原种 basicseed 大田用种 qualifiedseed 2020 2 20 107 5 育种家种子 breederseed 是指育种家育成的遗传性状稳定的品种或亲本的最初一批种子 可用于进一步繁殖原种 2020 2 20 107 6 原种 basicseed 是指用育种家种子繁殖的第一代至第三代种子或按原种生产技术规程生产的达到原种质量标准的种子 可用于进一步繁殖大田用种 2020 2 20 107 7 大田用种 qualifiedseed 是指用原种繁殖的第一代至第三代或杂交种 经确认达到规定质量要求的种子 大田用种是供大面积生产使用的种子 2020 2 20 107 8 根据国标 农作物种子标签通则 GB20464 2006 不同类别的种子使用不同颜色的种子标签 育种家种子使用白色并有紫色单对角条纹的标签 2020 2 20 107 9 原种使用蓝色的种子标签 亲本种子使用红色的种子标签 大田用种使用白色的种子标签或者蓝红以外的单一颜色的种子标签 2020 2 20 107 10 二 其他国家的种子级别分类日本 育种家种子 原原种 原种 生产用种 2020 2 20 107 11 日本 育种家种子是指育种家在品种登录时提供给繁种组织的原始种子 它是在育种家管理下生产出来的 具有最高遗传纯度的种子 2020 2 20 107 12 日本 育种家种子种植在都道府县农业试验场管理的原原种圃进行繁殖 从原原种圃收获的种子为原原种 2020 2 20 107 13 2020 2 20 107 14 日本 原原种种植在都道府县设置的原种圃进行繁殖 从原种圃收获的种子为原种 原种发放前 要在包装袋里放入表示都道府县审查合格的标签 2020 2 20 107 15 日本 原种供应给种子生产农户 种植在种子生产田生产市售一般种子 市售一般种子通常由镇村 部落等的种子生产协会经营 水稻 麦类等作物 也有由农林省指定经营者 称为指定种子生产者 接受镇村 部落等的委托进行经营的 2020 2 20 107 16 对于后者 国家补助一部分经费 通过国家补助经营的种子生产田也称为指定种子生产田 根据主要作物种子法 都道府县要进行田间检验和生产物的审查 审查合格发给审查证明书 是为证明种子 2020 2 20 107 17 美国的种子级别分类 育种家种子 breederseed 基础种子 foundationseed 白色标签 登记种子 registerseed 紫色标签 检验种子 certifiedseed 蓝色标签 2020 2 20 107 18 加拿大的种子级别分类是育种家种子 精选种子 selectseed 基础种子 登记种子和认证种子 2020 2 20 107 19 同美国的种子级别分类相比 在育种家种子与基础种子之间多了1级精选种子 这级精选种子主要是针对品种纯度进行的 而且只应用于11种作物即小麦 大麦 燕麦 黑麦 黑小麦 珍珠麦 亚麻 豌豆 扁豆 蚕豆和大豆的种子生产中 2020 2 20 107 20 这11种作物的育种家种子被分发给加拿大育种者协会的会员种植 每个品种的种植面积不大于1hm2 或所有品种种植面积不超过2hm2 在小地块中 每20000株作物中杂株不得多于1株 加拿大农业部控制着每块地的品种纯度 2020 2 20 107 21 精选种子最多可繁殖5次 然后必须引入新的育种家种子 精选种子用于生产基础种子 基础种子也要接受品种纯度监控 2020 2 20 107 22 只有当加拿大育种者协会颁发了育种家种子证书后 育种家种子才能进行扩繁 此后的一系列增殖都始于此 各级种子都要接受加拿大农业部门的品种纯度田间检验 2020 2 20 107 23 在欧洲 英国的种子级别分类是 育种家种子 前基础种子 pre basicseed 基础种子 认证一代种子 certifiedseedofthefirstgeneration 认证二代种子 certifiedseedofthesecondgeneration 蔬菜种子有一个类别叫标准种子 standardseed 花卉只有商业种子 commercialseed 2020 2 20 107 24 德国 波兰的种子级别分类与英国基本相同 2020 2 20 107 25 瑞典的种子级别分为A B C1 C2 H共5级 分别表示预基础种子 基础种子 认证一代种子 认证二代种子和商品种子 2020 2 20 107 26 在瑞典 预基础种子使用白色带蓝色斑点的标签 基础种子使用白色标签 认证一代种子使用蓝色标签 认证二代种子使用红色标签 商品种子使用棕色标签 2020 2 20 107 27 新西兰的种子级别分类是育种家种子 基础种子 认证一代种子和认证二代种子 育种家种子使用绿色包装袋 基础种子使用棕色包装袋 认证一代种子使用蓝色标签 认证二代种子使用红色标签 2020 2 20 107 28 三 国际上有关机构的种子级别分类在美洲和澳洲 官方种子认证机构协会 AssociationofOfficialSeedCertifyingAgencies AOSCA 的种子级别分类是育种家种子 基础种子 登记种子 认证种子 2020 2 20 107 29 AOSCA的前身是国际作物改良协会 InternationalCropImprovementAssociation ICIA ICIA成立于1919年12月 由美国的13个州和加拿大育种者联盟的代表们组成 AOSCA 2020 2 20 107 30 美国是世界上种子生产量最大的国家 1939年 联邦种子法 出台的时候就确立了种子制度 各州之间种子贸易时 提供的种子必须附有记载必要信息的标签 各州有独立的种子认证机构 agencyforseedcertification 这些种子认证机构几乎都是ICIA的成员 1968年ICIA正式更名为AOSCA 2020 2 20 107 31 目前 AOSCA的会员有55个 美国45个州的种子认证机构 加拿大3个机构 种子生产者协会 种子研究所 食品检测机构 智利种子部 阿根廷 进出口 控制与认证管理局 澳大利亚4个机构 新西兰种子质量管理局 2020 2 20 107 32 AOSCA的宗旨是 制定品种纯度的最低标准 推荐认证种子不同等级的最低标准 对种子认证条例 程序和不同机构间种子认证的操作程序进行标准化 定期审查不同机构及遗传标准和程序 保证与 联邦种子法 一致 2020 2 20 107 33 为了搞好种子管理 与农业部合作提出新的研究领域 改良种子扦样和检验技术 与种子管理部门合作 决定与不同州之间贸易或国际贸易的种子标签 推广有关的政策 条例 定义和程序 2020 2 20 107 34 与经济合作与发展组织 OECD 及其他国际组织合作 制定与国际改良品种有关的标准 条例 程序和政策 协助成员做好认证种子和其他作物繁殖材料的营销 生产 鉴定和推广 鼓励个人 机构 团体 组织合作 共同完成这一宗旨 2020 2 20 107 35 在欧洲 欧洲经济共同体 EEC EuropeanEconomicCommunity 的种子级别分类是预基础种子 基础种子 认证一代种子 认证二代种子 商业种子 2020 2 20 107 36 经济合作与发展组织 OECD 的种子级别分类是预基础种子 基础种子 认证一代种子 认证二代种子 预基础种子使用白色带紫色斜条的标签 基础种子使用白色标签 认证一代种子使用蓝色标签 认证二代种子使用红色标签 2020 2 20 107 37 OECD的前身是1948年4月成立的欧洲经济合作组织 OEEC OrganizationforEuropeanEconomicCooperation 1960年12月14日 加拿大 美国及欧洲经济合作组织的成员国共20个国家签署公约 决定成立经济合作与发展组织 OECD 2020 2 20 107 38 目前OECD是一个由30个市场经济国家组成的政府间国际经济组织 与另外70多个国家或经济体有着积极的关系 2020 2 20 107 39 OECD的宗旨是 达到最高的持续的经济增长与就业 提高成员国生活水平 同时保持财政稳定 并以此为世界经济发展做贡献 为成员国与非成员国在经济发展过程中良好的经济增长做贡献 按照国际义务在多边 无歧视的基础上为发展世界贸易做贡献 2020 2 20 107 40 第二节常规品种的种子生产 常规品种 conventionalcultivar 是指除了一代杂交品种及其亲本和无性系品种以外的品种 包括自花授粉作物的纯系品种 多系品种 常异花授粉作物的天然授粉品种 异花授粉作物的开放授粉品种 2020 2 20 107 41 一 常规品种的原种生产 一 自花授粉作物和常异花授粉作物常规品种的原种生产 2020 2 20 107 42 这些作物的原种生产 在发达国家常用低温贮藏繁殖法 在我国常用循环选择繁殖法 近年来为提高原种生产效率 发展了应用于自花授粉作物的株系循环法和应用于常异花授粉作物的自交混繁法 2020 2 20 107 43 1 低温贮藏繁殖法 是指在育种家的监控下 一次性繁殖够用5 6年的育种家种子贮藏于低温条件下 以后每年从中取出一部分育种家种子进行繁殖 繁殖1代得原原种 繁殖2代得原种 繁殖3代得生产用种 日本的分类 下一轮重复相同繁殖过程的方法 如图3 1 2020 2 20 107 44 第1年育种家种子育种家种子育种家种子 冷藏 冷藏 冷藏 第2年原原种第3年原种原原种第4年生产用种原种原原种第5年生产用种原种 2020 2 20 107 45 当冷藏的育种家种子只剩下够1年用的种子量时 如果该品种还没有被淘汰 则由该品种选育者或他们指定的代表直接控制下再生产少量育种家种子用于补充冷藏 如果完全不用冷藏 则需要育种家或其指定代表每年生产育种家种子 2020 2 20 107 46 采用这种方法 原原种由专门的繁育单位生产 美国有专门的原原种公司 原种和生产用种由各家种子公司隶属的种子农场生产 2020 2 20 107 47 日本从20世纪80年代以后 所有都道府县的试验场或农场都采用低温贮藏法保持原原种 即一次性繁殖够用5 6年的原原种进行低温贮藏 以避免反复栽培所带来的自然异交等混杂 2020 2 20 107 48 低温贮藏繁殖法由于繁殖世代少 突变难在群体中存留 自然选择的影响微乎其微 不进行人工选择 也不进行小样本留种 所以品种的优良特性可以长期保持 种子的纯度也有充分保证 但它要求良好的设备条件和充分的贮运能力 2020 2 20 107 49 2 循环选择繁殖法 是指从某一品种的原种群体中或其它繁殖田中选择单株 通过个体选择 分系比较 混系繁殖 生产原种种子的方法 这种方法 实际上是一种改良混合选择法 根据比较过程的长短 又有二年二圃制和三年三圃制的区别 2020 2 20 107 50 三年三圃制的原种生产流程如图3 2所示 二年二圃制就是在三年三圃中省掉一个株系圃 2020 2 20 107 51 个体选择分系比较混系繁殖分株行种优系分种优系混收混种繁殖田株行圃株系圃原种圃种子田选单株选优系淘汰劣系大田优系中选优株选择优株第1年第2年第3年 2020 2 20 107 52 这种方法的指导思想是 遗传的稳定性是相对的 变异是绝对的 品种在繁殖过程中 由于各种因素的影响 总会发生变异 造成品种的混杂 退化 进行严格的选优汰劣 才能保持和提高种性 2020 2 20 107 53 为了使群体内的个体间具有一定的遗传差异 可在大田 原种圃 株系圃内进行个体选择 分系比较在于鉴别后裔 淘汰发生了变异的不良株系 选留具有品种典型特征的优良株系 混系繁殖在于扩大群体 防止遗传基础贫乏 2020 2 20 107 54 采用这种方法生产原种时 都要经过单株 株行 株系的多次循环选择 汰劣留优 这对防止和克服品种的混杂退化 保持生产用种的某些优良性状有一定的作用 2020 2 20 107 55 但由于某些单位在用这种方法生产原种时 没有严格掌握原品种的典型性状 选株的数量少 株系群体小 或者在选择过程中 只注意了单一性状而忽视了原品种的综合性状 使原种生产的效率不高 2020 2 20 107 56 3 株系循环繁殖法 把引进或最初选择的符合品种典型性状的单株或株行种子分系种于株系循环圃 收获时分为两部分 一部分是先分系收获若干单株 系内单株混合留种 称为株系种 另一部分是将各系剩余单株去杂后全部混收留种 称为核心种 2020 2 20 107 57 株系种次季仍分系种于株系循环圃 收获方法同上一季 以后照此循环 核心种次季种于基础种子田 从基础种子田混收的种子称为基础种子 基础种子次季种于原种田 收获的种子为原种 2020 2 20 107 58 引进单株或株行种子株系循环圃混收种子基础种子田基础种子原种田原种 分系种植 核心种子 混系繁殖 扩繁 株系种子 系内单株混合留种 2020 2 20 107 59 株系循环繁殖法 生产原种的指导思想是 自花授粉作物群体中 个体基因型是纯合的 群体内个体间基因型是同质的 表型上的些许差异主要是由环境引起的 反复选择和比较是无效的 2020 2 20 107 60 从理论上讲 自花授粉作物也会发生极少数的天然杂交和频率极低的基因位点自然突变 但在株系循环过程中完全能够将它们排除掉 2020 2 20 107 61 从核心种到原种 只繁殖两代 上述变异也难以在群体中存留 因此 进入稳定循环之后 每季只需在株系循环圃中维持一定数量的株系 就能源源不断地提供遗传纯度高的原种供生产应用 2020 2 20 107 62 举例 假定1个县有100万亩水稻 全部用原种播种 需要1000万斤原种种子 生产这1000万斤原种 需要1万亩原种生产田 需要10万斤基础种子播种 生产这10万斤基础种子 需要100亩基础种子田 需要1000斤核心种子 生产这1000斤核心种子 需要1亩株系循环圃 假定亩产1000斤 2020 2 20 107 63 4自交混繁法 常异交作物如棉花 其品种群体至少包含三种基因型 一种是自交产生的品种基本群体的纯合基因型 另一种是天然异交产生的杂合基因型 第三种是天然异交产生的杂合基因型分离出来的非基本群体的纯合基因型 2020 2 20 107 64 后两种基因型是随机产生 不能预知的 为保持这类品种的遗传一致性 近年发展了 分系自交留种 隔离混系繁殖 的方法即 自交混繁法 生产原种 2020 2 20 107 65 自交混繁法的第一步是建立自交留种圃 2020 2 20 107 66 做法是 从育种单位提供的原种群体中根据典型性状选择一定数量的单株自交 2020 2 20 107 67 2010 9 11 江浦棉花自交和杂交 2020 2 20 107 68 2010 9 11 江浦棉花自交和杂交 适宜做自交和杂交的花蕾 2020 2 20 107 69 2010 9 11 江浦棉花自交和杂交 2020 2 20 107 70 自交挂牌 2020 2 20 107 71 2020 2 20 107 72 次季将自交单株分行种植 初花期在形态整齐 长势正常的株行中继续选株自交 经田间决选和室内考种 当选株行的自交种子次季分系种植 2020 2 20 107 73 种植自交株系的地块就是自交留种圃 以后每季就在该圃中按株系分别进行自交 提供下一季的自交留种圃用种 2020 2 20 107 74 第二步是混系繁殖 2020 2 20 107 75 把自交留种圃中各系开放授粉的种子混合组成核心种 核心种种在基础种子田 收获的种子称为基础种子 基础种子在原种田繁殖一代获得原种 如图3 4 2020 2 20 107 76 育成品种中选单株自交或育种单位提供自交株行种子自交留种圃核心种子基础种子田基础种子原种田原种 分系种植 自然授粉种 混系繁殖 开放授粉 开放授粉 扩大繁殖 图3 4自交混繁法生产原种的程序 套袋自交种 分行自交留种 2020 2 20 107 77 图3 4中n的大小根据实际用种量来确定 假定建立666 7m2自交留种圃 每个株系种植30株 则n可以等于100 2020 2 20 107 78 2020 2 20 107 79 对某一个品种来说 从选单株自交开始到生产出原种需要5季时间 但从第四季开始自交留种圃已进入循环状态 以后每季只要自交留种圃 基础种子田和原种田同时存在 就能够每季都有原种产出 2020 2 20 107 80 在育苗移栽的情况下 自交留种圃 基础种子田和原种田的面积之比为1 20 500 2020 2 20 107 81 自交留种圃要利用空间隔离 基础种子田可用原种生产田隔离 2020 2 20 107 82 自交混繁法的指导思想是 通过多代连续自交和选择 获得一个较为纯合一致的多系群体 自交株系 再利用常异交的繁殖特点 开放授粉建立一个优良的遗传平衡群体 由于自交株系的遗传稳定性 遗传平衡群体有较可靠的重复性 2020 2 20 107 83 二 异花授粉作物常规品种的原种生产以子粒为收获对象的异花授粉作物如玉米等 现今大多使用杂种品种 常规品种在生产上使用的范围不大 在我国西南山区和西北高原还有一些玉米常规品种和白菜型油菜常规品种种植 2020 2 20 107 84 异花授粉作物常规品种原种生产 主要掌握大量选择表型优良的个体 单株或单穗 将其种子混合起来在隔离区内种植 让这些单株随机交配 从隔离区收获的种子为基础种子 原原种 2020 2 20 107 85 然后再在隔离条件下种植原原种 任其自由授粉 收获的种子为原种 入选的表型优良个体的数量要以百计 而不能以十计 2020 2 20 107 86 以茎叶为收获对象的异花授粉作物如牧草等 大多使用常规品种 原种生产的方法之一是表型混合选择隔离繁殖 2020 2 20 107 87 原品种若是通过自交后代鉴定后由母株种子混合繁殖而来的 原种生产可采用选择典型母株自交 自交种子的一半用于后代鉴定 当选母株的另一半自交种子在隔离区内自由授粉 收获的种子为原原种 原原种种植在隔离区内自由授粉繁殖 收获的种子为原种 2020 2 20 107 88 原品种若是由多个品系在隔离区内自由授粉形成的合成品种 syntheticvariety 则在隔离条件下分别繁殖各个系 再在隔离区内混合种植各个系任其自由授粉 收获的自由授粉第1代种子为原原种 原原种种植在隔离区内自由授粉 收获的自由授粉第2代种子为原种 2020 2 20 107 89 二 常规品种大田用种的生产 一 自花授粉作物和常异花授粉作物常规品种大田用种的生产 2020 2 20 107 90 在我国 常规品种获得原种后 繁殖1 3代即为大田用种 大田用种生产的基本原理和技术与原种生产相似 但程序要简单得多 一般就是在隔离条件下 防杂保纯 扩大繁殖 提供大田生产用种 如图3 5 2020 2 20 107 91 第1年第2年第3年第4年原种原种1代原种2代原种3代种子田种子田种子田生产田生产田生产田图3 5原种三代更新的大田用种生产程序 2020 2 20 107 92 棉花为常异花授粉作物 还有一个轧花加工的问题 因此在棉花生产用种的生产过程中防杂保纯要比稻麦等自花授粉作物复杂 需要轧花厂 原种场 种子生产基地相互配合 2020 2 20 107 93 2020 2 20 107 94 2020 2 20 107 95 为解决对不同生理小种的抗性问题 可用几个表型相似而抗性基因不同的近等基因系混合组成多系品种 multi linecultivar 多系品种利用垂直抗性个体的混合起到群体水平抗性的作用 以减少病害损失和保持垂直抗性基因的持久性 2020 2 20 107 96 多系品种生产用种的生产有两种方法 1种方法是先混合后大量繁殖 就是根据病害流行小种的情况 把单独繁殖的各纯系按比例混合组成多系品种 种植繁殖获得基础种子 分发基础种子给种子生产者繁殖后 再分发给农民 2020 2 20 107 97 这种方法的缺点是 由于不同组分基因型间竞争及自然选择 繁殖几代后 当农民种植时组分比例发生了改变 2020 2 20 107 98 Murphy等 1982 研究发现 冠锈病抗性不同的5个等基因系燕麦多系品种 在无锈病的环境下经过4个世代的繁殖 观察到1个组分的比例从20 增加到38 而另1个从22 降低到10 2020 2 20 107 99 另1种方法是先分别大量繁殖组分纯系 然后随时混合随时卖给农民 2020 2 20 107 100 这种方法的缺点是 分别繁殖数目很多的品系在经营管理和混合上有较高的设施装备要求 在美国目前销售多系品种的大多数种子公司采用随时混合随时销售的方法 2020 2 20 107 101