甘蔗育种与良种扩繁.ppt

1、甘蔗育种与良种扩繁,任课教师：黄有总 ,绪论,一、甘蔗育种意义甘蔗育种学是研究甘蔗优良品种的选择和繁育的理论与方法的科学，其任务是研究甘蔗亲本资源，及其优良性状的遗传递规律，利用有性杂交知识、理化诱变、组织培养、遗传工程的理论和技术进行人工创造优良新品种。甘蔗良种两个重要阶段:选择和繁育 甘蔗良种是糖业生产重要的生产资料，它能有效地提高单位面积产蔗量及产糖量，可以提高生产率，降低生产成本 品种对甘蔗增产增糖的贡献率可达30%,二、甘蔗育种的主要特点,1多血缘的种间远缘杂交容易成功，杂种优势可以用无性繁殖固定：可以在种(Species)间进行多血缘的杂交。 2良种自交率及天然杂交机会极少，所以良

2、种不易分离，也不易退化。 通常在甘蔗品种推广中所说的品种退化指？如ROC22？ 3有性杂交分离严重：因为甘蔗是高度异质性的多倍体，一个品种有多个血缘，因此，利用的亲本是高度异质性的多倍体的话，杂交后代会发生严重分离。,4由于甘蔗品种具有多血缘 通过体细胞杂交获得优良品种的难度大。5甘蔗开花对环境条件要求严格。 不能在各种不同气候特点的地区进行杂交，所以影响了区域性品种选育，集中杂交，异地选育，两地脱节，影响效果。6良种育成周期长，繁殖系数低，良种推广困难 近年来用组织培养可以大大提高繁殖系数，可以解决这个问题。利用一年多采法扩繁，也可以提高繁殖系数,第一章 甘蔗育种史,一、甘蔗育种发展史甘蔗育

3、种发展大约可以分为三大阶段 自然野生种阶段 人工杂交阶段 生物工程阶段。,1、自然野生种阶段,这一阶段包括原种（Species）以及自然杂交（Open-pollination cross）的野生种阶段 在人工杂交育种之前这些种是代表当时种植栽培种，其特点是适应性，抗逆力强，但茎细，糖分低。,典型的野生栽培种,（1）creele（克利澳） 原指西班牙及地中海的热带岛屿，已有数百年的栽培历史。,（2）Badila（拔地拉） 是大茎肉蔗的野生种，原属南太平洋诸岛，特别是新几内亚岛，后传到澳大利亚、中国，成为这些国家的食用及原料蔗栽培种。 属于果蔗，但抗黑穗病，在糖蔗育种的作用？,典型的野生栽培种,（

4、3）Chunnee（春尼） 是印度种的代表种（Saccharum berberi）在印度长期种植，后传到中国及其他国家。 （4）Uba（友巴） 是中国种，即（S. sinense）还有中国竹蔗、芦蔗，在中国有1300年的栽培历史 （5）Kassoer（卡苏华） 是爪哇山地野生种，细茎，但当地野生种高大，实心，汁多,2、人工杂交育种阶段,以前全世界都认为甘蔗不能结实。 1887年荷兰人Soitwedcl在爪哇看到甘蔗种子成熟发芽 1888年美国人T.B.Bovell亦相继在巴巴多斯的植物园中观察到甘蔗开花结实的现象 从此之后人们才相信甘蔗可以进行有性杂交育种。,大约在18801890年间，在爪哇

5、荷兰的育种家杰斯维（Jeswiet）提出甘蔗育目标，即甘蔗高贵化育种（Noblization）。,什么是高贵化在育种？,大茎肉蔗上含糖分高，纤维少，易碎，生活力较弱，抗逆性较差，要求较高水肥条件，故大茎肉蔗（S.Officinarum）称为高贵种（noble cane）， 细茎的野生蔗（S.spontaneum）称为野生种，（Wile cane），其特点是茎小抗逆性，抗病性强，适应性广，耐瘠，要求水肥不高，但糖分低,什么是高贵化在育种？,如果把大茎肉蔗与细茎野生蔗杂交，其后代多次与大茎肉蔗进行回交。 经过多次回交，野生血缘逐渐减少，降低杂交种的野性，同时逐步增加大茎肉蔗血缘，提高它的高贵性，增

6、加糖分，增大茎径，增加产量，这就是甘蔗高贵化育种,高贵化育种实践,在1921年，查士韦利用EK28作父本与POJ2364回交F3，杂交32穗，获得2266枚萌芽，并定植实生苗，经过选择获得POJ2878，POJ2725，POJ2714和POJ2883四个种 其中以POJ2878表现优势，高产高糖，被当时称为“非常优越的品种”（Wonderful Cane），这代表了种间杂交（Specific cross）最大成功，突破种内杂交的开端，是一个具有高血缘的品种，POJ2878当时成为世界种，遍布全世界，同时也是个好亲本，在世界育种史上作出卓越贡献。,此后100多年甘蔗有性杂交育种，就成为世界各国改

7、良和培育新品种的主要方法，且在育种事业上取得巨大成就。 生产上几乎所有的甘蔗品种都是通过人工杂交育成：F134、桂糖11、ROC22,3、遗传工程育种阶段,遗传工程（Genetic engineering），是当前国内外在遗传育种领域中的一项重要课题，全世界的科学家都给予极大重视。遗传工程是现代遗传学，特别是分子遗传生物学发展的新生物，是遗传学研究历史发展的必然产物。 遗传工程包括细胞工程、染色体工程、基因工程三大组成部分。,（1）细胞工程：（Cell Engineering）,20世纪60年代原生质体的分离和体细胞的融合有突破性进展 从而可以不通过有性过程使两个不同种的植物的体细胞直接融合在

8、一起，通过组织培养技术，把融合体细胞培养成完整的植株，形成一种异源多倍体，这就是在细胞水平上发展形成了所谓细胞工程。,细胞融合(cell fusion),（2）染色体工程（Chromosome engineering）,20世纪30年代，进行对个别染色体或局部的染色体数目上改变的研究，后来在一些作物中创造了缺体、多体等非整倍性染色体变异类型。在60年代达到了可以使个别染色体或部分染色体组进行替代。以后有可能把一个种的染色体转移到另一种细胞中去。将来人工合成一定的染色体。 这就是在染色体的水平上发展形成染色体工程。,（3）基因工程（Gene Engineering）,基因工程是通过对遗传物质DN

9、A或RNA等的直接提取和转移。 广义的基因工程： 人工合成基因 理化诱变基因 基因敲除,基因工程的操作过程,二、甘蔗育种技术的四次突破,1、第一次技术突破种内杂交 在18901906年期间，热带种肉蔗品种之间杂交的甘蔗品种 这些品种的遗传物质改良很有限，因为它们只有热带种血缘所以种性没有多大提高，且他们都不抗病 但当时能够人工地将一个品种的花粉传到另一个品种的柱头上而完成受精卵的发育，比以前即依赖原种为原料，已进了一步。,2、第二次技术突破两种血缘种间杂交（Specific cross）,1921年查士韦就利用POJ100（热带种血缘）作父本与Kassor回交产生POJ2364。再用EK28（

10、热带种血缘）作父本与POJ2364回交，育成了POJ2878，开创了甘蔗高贵化育种的第一个先例，是甘蔗栽培种与野生种种间杂交技术的第二次突破。 它的特点是 大茎肉蔗及细茎野生蔗的优良性状于一体，成为30年代誉满全球的优良杂交亲本，现在全世界重大的甘蔗育种场所取得优良品种中，无一不含POJ2878血缘。1930年，POJ2878种植面占爪哇植蔗面积的95%，致使蔗糖过剩，蔗价大跌，就在这同时中国广东农林局引进专利，兴建糖厂，从此开始了中国的新型式榨糖业。,3、第三次技术突破三种血缘的种间杂交,19201930年：CO281、CO290、CO213这三个种具有热带种Cheribon，印度栽培种Ch

11、unnee和印度野生种（Coimbatore spontaneum）三种杂交的血缘 三种杂种（Trihybrid）在甘蔗育种的观点上看，应该是比种间杂交的POJ2878更进一步，因为它能将甘蔗属三个种的基因集合在一个品种上，增加血缘，扩大异质性，提高杂种的优势能力，所以它是甘蔗改良史上的第三次突破。,4、第四次技术突破四种血缘的杂交种,1930年以后：F141，F146和H37-1933都是四个“种”的杂交种，是甘蔗品种改良历史中第四次突破 这工作是甘蔗育种家累积近百年的时间集合诸多先进育种家的智慧结晶，创造高糖、丰产、抗病、抗瘠的甘蔗品种。,第二章 甘蔗起源、分类、形态特征及其解剖特点,第一

12、节 甘蔗起源与传播,一、甘蔗的起源 国际上有各种不同的说法，有说起源于南太平洋诸岛，有说起源于印度，有说起源于非洲的伊里安，有说起源于中国，尚无统一的意见。 据考证,中国是世界上最古老的植蔗国之一。,二、传播 中国是世界最早的植蔗制糖国，我国的植蔗制糖技术向世界各地传播的途径大致分为三路： 1.由中国向东传往日本等国，是公元75年由唐鉴真以制糖法传入； 2.一路向南，是1550年由华侨携竹蔗将植蔗和制糖技术同时传往菲律宾及南洋诸国 3.另一路向西，主要是由商人经印度传入阿拉伯国家，再传入到西班牙南部。以后渐传入美洲各国。,第二节 甘蔗的分类,甘蔗(Saccharum officinarum L

13、.)是禾本科甘蔗属植物。 本属有三个栽培种和多个野生种 栽培种：用于制糖和鲜吃 野生种：用作育种材料。,1. 中国种(S.sinense Roxb.2n=118),中国种是栽培种，起源于中国，也分布在印度北部和马来西亚一带。代表种有竹蔗、芦蔗、荻蔗以及国外通称的“友巴(Uba)” 特点是早熟，分蘖力强，根系发达，纤维多，糖分较高，耐粗放栽培，宿根性好，但易抽侧芽及感染黑穗病和棉蚜虫。,2. 热带种(S.officinarum L.2n=80),热带种又称高贵种，也是栽培种，起源于南太平洋、大洋洲诸岛屿。代表种有拔地拉(Badila)、克利奥(Creole)、黄加利(Yellowcaledoni

14、a)、黑车利本(Black cheribon)等。特点是高产高糖，株大茎粗，纤维量低，皮软汁多，但抗逆力差，分蘖力弱，根系不发达，宿根性差，易感染病虫害。,3. 印度种(S.barberi Jeswiet 2n=82-124 ),印度种为栽培种，主要分布在恒河流域和中国南方。因该种形态上酷似中国种，分类学上也有人把它归入到中国种。代表种是春尼(Chunnee)。 特点是早熟，纤维多，糖分较高，耐瘠耐旱、耐粗放栽培，植株矮小，分蘖多，宿根性好，能抗萎缩病，但易感染花叶病及黄条病，淀粉含量较高。,4. 割手密(S.spontaneum L.2n=64-128),割手密为野生种之一，又称甜根子草或小

15、茎野生种。该种类型多，分布广，在南纬40至北纬40内均有发现。 特点是早熟，根群发达，宿根性好，抗逆性特强，但糖分低，蔗汁少，纤维多，空心绵心多，早易开花。它是世界上甘蔗有性杂交育种的主要亲本之一，目前很多甘蔗栽培品种均含有其血缘。,5. 大茎野生种(S.robbustum Brandes et jeswiet 2n=60-120),大茎野生种又名伊里安种，主要分布在伊里安、婆罗洲、新大不列颠及西里伯斯等地。特点是生势旺，有发达的地下茎，茎硬，抗螟虫及抗风力强，宿根性好，但糖分低，纤维多，易感黄条病、花叶病、根腐病等病害。美国、澳大利亚和中国台湾省已利用它作为杂交亲本选育出一批栽培品种。,6.

16、 肉质花穗野生种,或称食穗种 (S.edule Hassk 2n=70-76，90-94，80等)。,7. 甘蔗的其他近缘植物,禾本科甘蔗亚族以下具有育种价值的与甘蔗属近缘的植物有芒属(Miscantnus Anderss)、河八王属(Narenga Burk)、蔗茅属(Erianthus Micnx)、斑茅属(Ripidium)等。 斑茅的归属有争议，有人把它划入甘蔗属班茅种，有待研究。,芒属,第三节 甘蔗形态特征与解剖,一、茎的形态特征 茎由节间、节及芽三部分组成,节间 节间指从生长带起至叶痕之间的蔗茎部分。,（1）节间形状 圆筒形 节间上下部分大小相等。甘蔗大多数属于此形状。如新台糖16

17、号腰鼓形 节间中部膨大，两端缩小，象腰鼓状。 细腰形 中部细小，两端膨大。如竹蔗、芦蔗圆锥形 节间下部大，上部小，如园林5号。倒圆锥形 节间上部大，下部小:新台糖22号。弯曲形 此形状少有，如CP28-11,（2）节间颜色,蔗茎颜色主要有紫红、粉红色、淡紫色、紫褐色、紫黑色和黄绿色、青绿色 茎色是由花青素和叶绿素两种基本色素的多寡而决定。 同一蔗茎因暴光的程度和时间的长短不同，颜色也有明显的差异。剥叶前被叶鞘包着的节间一般为绿色、黄绿色，剥叶后暴露于日光的节间则变为淡紫色、紫色，如新台糖22号。,（3）蜡粉和蜡粉带,蜡粉为蔗茎节间表皮细胞分泌的物质，具有保护作用。 蜡粉初呈白色，当节间暴露于空

18、气中，经霉菌或藻类滋生后，渐变为污黑色 蜡粉的多少和厚度因品种不同而异。一般在节间上端接近叶痕处，蜡粉较为浓厚，形成蜡粉带。如新台糖16号。,（4）裂缝,在节间深入组织内部与节间平行的裂痕称为生长裂缝或称水裂。 生长裂缝与品种及环境条件有关。在水肥良好的条件下，甘蔗生长旺盛时，如遇干燥而有风的天气，易发生裂缝。裂缝会使蔗茎水分因蒸腾过高而影响生长，且容易引起病早害如螟虫、赤腐病等入侵。 当蔗茎表皮细胞组织干枯老化后，形成一种分布不规则纵向小裂缝的木栓条纹，则称为栓裂,（5）芽沟,位于蔗芽的正上方凹入的纵沟称为芽沟。 芽沟基部最深，向上渐浅。芽沟的长短、深浅、有无和隐显程度因品种不同而异。,2.

19、 节,自叶痕起至生长带止的蔗茎部分称为节。 以根带为主体，包括生长带、根带、根点、叶痕等器官。,（1）生长带,位于根带之上、节间之下，是一条狭窄的环节，从不同品种其生长宽窄较大差异 节间的伸长，是由于生长带的分生组织细胞不断地分裂和细胞增大的结果。倒伏蔗茎的生长带分生组织细胞分裂向地面上伸长加宽，使蔗茎弯曲向上生长。,生长带的分生组织较为脆弱，易受风折或机械损伤。 一节竹笋比较嫩的是上？下？,（2）根带,位于生长带与叶痕之间，通常在芽的一面的根带较宽，另一面较窄。 根点分布在根带里，有一行至数行，随品种而异。 根点一般呈休眠状态，如温度与湿度适宜，则可萌动成气根。,（3）叶痕,当叶枯老脱落后，

20、叶鞘在茎上的残留痕迹称为叶痕。 叶痕明显与否，因品种不同而异。,3. 芽,侧芽：生长茎节上的芽 顶芽：生长于茎顶部的芽。,（1）芽的形状,尖三角形 台糖172椭圆形 云蔗71/388。较为普遍倒卵形 新台糖22号、新台糖25号。五角形 台糖134、桂糖19号。菱形 如广东13。圆形 如广东粤蔗7号、桂糖16、桂糖18号。卵形 如新台糖23号。长方形 如台湾117号。鸟嘴形 国内尚发发现。,（2）芽鳞、芽翼和芽孔,蔗芽外层假帽状的包裹物称为芽鳞，其最外层的包裹物称为第一芽鳞。 芽鳞边缘的薄膜称为芽翼。芽翼的宽狭、长短和位置的高低，与芽的形状有密切关系。 在前芽鳞两片叠合处的上方有一小孔，称为芽孔

21、，为幼芽萌发后向外生长的通路。,（3）芽的毛群,总计32群：芽前面的毛群 11群芽背面的毛群5群芽翼前面的毛群5群芽翼背面的毛群3群芽翼前面与芽鳞接缝的毛群。 5群芽翼背面与芽鳞接缝的毛群。 3群,二、茎的解剖结构,1. 表皮 2. 皮层 3. 基本组织 4. 维管束 维管束由韧皮部及木质部所组成。,三、甘蔗叶的形态特征解剖结构,（一）叶的形态特征,1、叶片,叶片的姿态多种多样，叶中脉发达的品种叶片多挺直，中脉不发达的叶片多披散下垂。因甘蔗或品种不同，叶片大小、长短、厚薄、颜色、毛群分布及叶缘锯齿等都有差异。,2、叶鞘,叶鞘自节的最下部位叶痕处长出，两边缘相互覆叠紧抱蔗茎成管状。 叶鞘颜色、蜡

22、粉、毛群以及叶鞘长度与节间长度比，为品种特征之一 叶鞘枯干后脱落难易因品种而不同，有自然脱落或需人工剥落的。叶鞘脱落或剥落留下的叶痕大小，亦因品种而不同，以叶痕小为好,3、叶节,叶片与叶鞘接合处的器官相连接的部位，又叫叶片关节 叶节内表面为叶喉，外表面为叶颈 叶颈有二个肥厚带，具有弹性和伸缩性，它可以折转和调节叶的位置。,（1）肥厚带,肥厚带的形状、大小与颜色因品种不同而异。 一般形状可分为方形（如竹蔗、Co419），三角形（如新台糖22号、23号、25号）和舌状形（如新台糖16号、台优）。其中又可分为若干不同的中间类型：如下缘平的三角形，倾斜的舌形等形状。 肥厚带越大，叶片与蔗茎所成的角度也

23、越大，且易折裂，使叶片失去向光的动性；反之，角度小时，则叶越直立。,（2）叶舌,叶舌为叶鞘内表面上缘与叶片连接处的膜状附属物，呈整片或裂片，分隔着叶鞘与叶片 可以阻止水分、昆虫、孢子或其他夹杂物落入叶鞘与蔗茎之间 叶舌形状主要有四种类型：三角形、带形、新月形、弓形。,（3）叶耳,叶耳是象耳形的附属物，位于叶鞘的上部边缘。 叶耳可以出现一个或两个，或没有叶耳。内外叶耳的比例和形状是品种的特性：两个叶耳发达，内叶耳比外叶耳大，如ROC22内叶耳发达，外叶耳为过渡形，如ROC23内外叶耳均为过渡形式，如ROC10内外叶耳均缺，如F173。叶耳形状有三角形、倒钩形、镰刀形、披针形、钩形。其中以三角形为

24、较多。,（二）叶的毛群分布位置,1. 叶片上的毛群第53群：位于叶片边缘的刚毛。2. 叶鞘上的毛群第57群：位于叶鞘背面的毛。3. 肥厚带的毛群4. 叶舌的毛群,（三）叶的解剖结构,前面的老师讲过？ 叶片的结构 叶片是由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。,（1）表皮,表皮又分上下表皮。上表皮可分为三种不同区：中央区、气孔区和边缘区中央区 长细胞与短细胞交互排列，中央区常有1列或数列含有短细胞（木栓细胞与硅细胞相互穿插）。气孔区 在中央区两旁，常由1行细胞组成。边缘区 气孔区外边，由长细胞和短细胞群组成。 上表皮中的运动细胞对于叶片的卷曲和伸展，在生产上指示甘蔗的长相和水分丰缺，有关重要的意义 如果发

25、现白天叶片内卷，傍晚舒展，说明叶片蒸腾量大于根的吸水量，开始出现干旱；如果晚上不展开，这是根系不能吸水的标志，干旱严重干旱，必须灌水了。,下表皮,可分为两个区：肋区与肋间区 第一类型：没有刚毛，很少见。第二类型：中央有刚毛。第三类型：两边都有刚毛。下表皮类型，是区别甘蔗属中各个种，以及区别甘蔗属及其近缘属的依据之一。甘蔗叶上下表皮都有气孔，下表皮气孔数目较多，水分蒸腾以及气体进出叶片，大部分是通过气孔。气孔往往又是病菌侵入的途径。,（2）叶肉,甘蔗叶肉是进行光合作用的同化组织。 甘蔗叶肉由内含大量叶绿体的短轴的薄壁细胞组成。叶绿体中的叶绿素，是不断地合成和分解的。当营养生长旺盛，氮肥充足时，叶

26、绿素合成多于分解，含量增加，因而叶色浓绿。反之，在不利于叶绿素形成的条件下，它的含量便减少，类胡萝卜素的黄色就暴露出来，因而叶色变为黄绿。,（3）叶脉（维管束）,叶片中的叶脉分为大、中、小三类：大的近似卵圆形，中等的卵圆形，小的圆形。 中脉维管束的木质化程度对螟虫抵抗力强弱有密切关系。中脉坚强的品种抗螟虫及抗风能力较强。中脉发达的叶片是狭而挺直的品种，适宜较窄行种植，而中脉不发达的宽而下垂的品种，适宜较宽行种植。,2. 叶鞘的解剖结构,叶鞘是由外表皮、内表皮、维管束、薄壁组织等构成。 叶鞘维管束的结构与茎的维管束十分相似，有时几个大的维管束结合在一起而成一个大的综合维管束，整个维管束为厚壁组织

27、所包围。,四、甘蔗花、颖果的形态与结构,（一）花序 甘蔗为顶生圆锥花序，又称散复总状花序。 花序的形状有圆锥形、箭头形和扫帚形3种，花序分枝多而密，长约50100cm，宽2040cm，其长、宽度因品种不同而异。,1、花轴,花轴由主轴、支轴、小支轴、小穗点组成。 小穗基部有一丛较长的丝状的基毛，丝状毛使甘蔗花看来像一束银絮，甘蔗絮淡紫色，或银絮淡锈铜色。,2、小穗 甘蔗小穗指螽花,一穗花序中有800015000多枚螽花，雌雄同花，着生于小支轴上，一有柄，一无柄。构造如下：1.第一颖 2.第二颖 3.第一外桴 4.第三外桴 5.内桴6.鳞片 7.子房 8.花丝 9.花原 10.柱头 11.茸毛.

28、（7）雄蕊 位于子房的四周，三枚，由花药、药丝及花粉组成。（8）雌蕊 由子房、花柱、柱头三部分组成。,2枚羽状柱头 3枚雄蕊,（二）颖果与解剖,禾本科果实的果实称为颖果（完整一粒种子），甘蔗与水稻颖果（稻谷）结构相似 由果皮、种皮、胚乳及胚四部分构成，最内层即内珠被。果皮种皮以内绝大部分为胚乳。,第四节 鉴别甘蔗品种的主要特征,一、叶 叶姿 叶色 叶片形状、叶片伸出角度 远景 1、叶姿 直立、直立叶尖弯垂、斜出、1/21/3处弯垂、横向生弯垂、幼嫩心叶状况、心叶直立、老叶弯垂。2、叶色 淡黄色、淡绿色、绿色、深绿色，其他颜色。,远景-近观,3、叶片 短剑形、长剑形、带状形。叶片是大或小，是宽大

29、或是狭长，是否容易脱落，自动落叶，难脱叶。4、叶片角度 叶片伸出角度大小就会使叶片表现出是直立、斜出、挺直、横生。,二、肥厚带,1、形状 很斜、狭窄、舌状三角形；很斜、略带舌状；具凸出的上、下边缘之高三角形；四方形；模式三角形；尖三角形；具水平基部边缘之三角形（平底边三角形）；略呈三角形，而且上、下边缘倾斜；模式舌状。2、颜色 淡黄色、绿色、青绿色、淡紫色、紫色、暗紫色。是否覆腊粉厚或薄。,三、叶耳形状,1、内叶耳 披针形、长披针形、短披针形、镰刀形、外弯镰刀形。 2、外叶耳 过度形、平过度形、钝三角形、小尖三角形，其外缘是干枯，是否干枯部分延伸到整叶鞘边缘。,四、叶鞘,1、颜色 青绿色、淡绿

30、色、腊粉厚青绿色、淡紫色、淡红色、紫色、暗紫色，是否具57号毛群。2、毛群 第54、53、51、51a、57、60、71等号毛群。3、叶鞘口 是否开裂或紧抱蔗茎。,五、叶舌形状,新月形、弓形、带形、不对称形、三角形、是否具61毛群。,六、蔗叶 生长过程中是否自动脱落或很难剥叶。,七、叶片中脉,大、小 颜色白、灰白、桔黄色。 是否透明,八、茎形状,园筒形、腰膨形、细腰形、锥形、倒锥形、弯曲形 是否具水裂、木栓斑纹和斑块。,九、茎的颜色,黄色、紫色、青绿色、黄绿色、淡红色、淡紫色、紫红色、深紫色、暗紫色 表面腊粉的厚薄及颜色。,十、芽沟,深、浅、明显、不明显、长达腊粉带，或至中部，有或无。,十一、

31、生长裂缝、木栓斑块、木栓裂纹,分布在茎节间的上、中、下部位。,十二、腊粉的厚度,很厚、很薄、中等，腊粉带是否明显。,十三、芽的形状,三角形、圆形、椭圆形、倒椭圆形、随圆形、五角形、长方形、鸟嘴形、菱形，顶端是否具10号毛群，及其芽翼大小，位置的上、中、下。,十四、生长带,是宽带或狭带。形状 水平线、不成水平、一边高一边低、凸起；色泽 黄绿色、黄色、青绿色、淡紫色。,十五、根带,根点的列数具23或34或45列，是否规则或不规则。腊粉覆盖根带的厚度。根带的宽或狭。,十六、其他特征,叶痕 粗糙、光滑 气根 有或无、多或少。,第三章 甘蔗引种与甘蔗良种第一节 甘蔗引种,（一）引种作用,自育品种需要大量

32、的人力物力和场地，花费时间长达812年，在目前我们的国力下，自育品种满足不了生产的需求。,在中国大陆50多年的甘蔗生产中，自育当家品种只有G11统治12年，其他40多年均由台糖系列品种当家，这种局面还有可能持续下去，因为目前没有突出的品种可明显超越ROC22。 台糖列系品种是属于国内引种，已有三个品种在大陆当家。表明台湾品种适应性强，且蔗区气候相似。同时反映出大陆育种尚不能满足生产需要。台湾糖业公司下属的台湾糖业研究所已经解散。 引种也能促进生产，提高产量，提高糖分种质资源交流，做到国内外资源共享。对引种单位来说，是花工少，见效快，效果大，能及时解决缺乏良种问题。,（二）甘蔗引种原则,1.引种

33、地区与品种的原产地的气候条件相近（同纬度）或更好（高纬度低纬度）。 台南北纬22与湛江21相近的，引种都容易成功。美国佛罗里达州是北纬42，品种抗性强，引入湛江更易成活（糖分和农艺性状？）。 2. 品种对生态条件要求的严格程度。 个别品种对土壤、水分、病虫等有明显缺陷的要特别注意 3. 严禁引入带有检疫病和严重虫害的甘蔗入境。,（三）引种方法,1. 调查研究，了解品种的生物学特征特性及其适应性，根据引种原则确定该品种是否可以引入。2. 引种必须经过试验，以确定其生产性能，抗逆性、适应性方可引入。3. 引种应了解和注意种子法中的农业法令法规，按规定程序办理引种手续和入境手续。4. 引种要注意做好

34、检疫工作引种前后必须注意检查品种的纯净度，病虫情况，杂草情况，不能大意，要严格检查是否有检疫对象。参考文献我国甘蔗检疫性有害生物种类及防控技术,第二节 甘蔗良种,一、甘蔗良种的概念在某一地区、某一时期、某一栽培制度、某一生产力管理水平下，能获得单位面积最高蔗茎产量、最高甘蔗蔗糖分和最适宜纤维分，而且产量稳定，宿根性能和农艺性状好，适应性广，抗逆性强，抗病虫力高，种植者欢迎，制糖工艺品质佳的甘蔗品种,二、甘蔗早、中、晚熟品种的概念,甘蔗的成熟可分为生理成熟和工艺成熟两种。 生理成熟：甘蔗生长到4个节龄以上，在适宜条件下，通过光周期调节可以开花结实。（在有性杂交育种上） 工艺成熟：指该品种甘蔗蔗糖

35、份达到最高水平的时期（相对糖厂而言，工艺成熟则是原料蔗品质达到开榨的工艺要求。,通常所说的工艺成熟期，只是根据加工工艺要求而定的，不是品种最高糖分的成熟期。,特早熟品种：10月下旬甘蔗蔗糖分达到加工工艺成熟（ 华南14%，华中和西南蔗区达13.0% ）以上 早熟品种:11月（上旬至中旬）达到加工工艺成熟的品种。 中熟品种：12月份达到加工工艺成熟的品种。 晚熟品种：第二年1月达到加工工艺成熟的品种。 哪种熟期的比例最大？什么情况需要特早熟品种？,三、甘蔗高、中、低糖品种,高糖品种：最高蔗糖分17%的甘蔗品种，如新台糖25号、新台糖20号 中糖品种：最高蔗糖分1517.0% 的甘蔗品种，如新台糖

36、16号、新台糖26号等 低糖品种：最高蔗糖分15% 的甘蔗品种，如新台糖21号、新台糖23号等。 注意：1.退糖速度2.甘蔗蔗糖分除了受品种的遗传性决定以外，环境条件和栽培技术的影响也较大,四、甘蔗大、中、小茎品种,根据甘蔗茎上、中、下三段的平均茎径（茎粗）划分。 小茎种： 2.5 中茎种： 2.5 -3.0cm甘蔗主栽品种 大茎种：3.0- 3.5cm 特大茎种： 3.5cm 茎径受品种的遗传性决定，还与栽培制度、水肥条件及种植密度等因素有关，一般以选育种时的形态特征描绘为准。 旧标准小0.5cm，由于小茎种在管理和收获时费工多，所以小茎种历来不太受种植者欢迎，故改用新标准,第三节 甘蔗品种

37、管理,建议根据国家种子法，凡自育的新品种、新材料，或引入的新品种，或有关材料都必须经过有关部门组织科研机关、大专院校、生产部门的专业人员对其表征示范结果、增产效果、经济价值等进行鉴定、审定、认定和评价，并提出和确定这些品种的适宜推广地区和栽培技术措施；通过合法、执法部门批准的品种才能推广，否则视为不合法。如果随便推广不合法的品种，在生产上减产或疫病发生，必须要赔偿。,第四章 甘蔗开花,*甘蔗开花对育种和栽培都是一个重大问题 *从栽培角度来说，甘蔗开花是由营养生长转到生殖生长: 1.甘蔗停止营养生长，降低产量 2.生殖生长消耗营养，降低糖分。*从杂交育种的需要来说，则希望所有品种都能开花，通过有

38、性杂交，产生优良的新品种。,第一节 甘蔗开花的习性,在热带和亚热带一些地区甘蔗可以开花结实，亚热带有些地方只开花不结实 ，因为不同纬度，不同海拔地区甘蔗开花差异是很大的。一般以南北纬1020度最容易开花，赤道次之，2030度再次之；自20度以上，随纬度的增加而开花率下降，30度以上开花极少了。 在一定的光温等自然条件下，经过光周期后，甘蔗开始进行花芽分化，抽穗开花和结实完成整个有性世代，这一过程可以分为三个阶段。,一、花芽分化（Flower bud differentiation）,甘蔗生长点由营养生长的叶芽分化转变为生殖生花的花芽分化，叫花芽分化。 甘蔗幼穗原始体，从引变到抽穗的分化过程，可

39、分为七个时期：,（1）引变期（INP）：（2）花穗轴原始体出现期（IAP）：此期约6天。（3）花穗分枝原始体出现期（IBP）：约11天。（4）小螽花原始体出现期（ISP）：此期约15天。（5）花穗伸长期（FIP）：此期约24天。（6）落后期（LP）：此期约9天。（7）花穗节间伸长期（EFIP）：此期约9天 一个花穗从引变开始到抽穗，全期88天左右。14期是“光周期感应期，要求有1212.5小时光照。第5期以后对光照无感应。但会影响花穗发育。甚至停止发育。,二、抽穗（head Sprout）,甘蔗从花芽分化起至抽穗前，称为孕穗期，孕穗期的长短，因品种而异。在北半球从9月中旬至10月上旬为甘蔗孕穗

40、，在南半球于2月至3月为甘蔗孕穗期。 从花穗露出被包的叶鞘起至整个穗抽出于叶鞘为止，称为抽穗期。抽穗期的长短，也因品种而异，最短7天；最长16天，一般品种为910天。 抽穗时间，最早在10月下旬，最迟在2月份，抽穗最盛期在11月份。广西一般在1112月抽穗，但不正常，同一品种有些年开花，有些年不开花 不同品种抽穗率不同，如粤糖93/159比较高，ROC22比较低；同一品种因不同地点其抽穗率也不同。,三、开花（Flowering）,平时所说的“甘蔗开花”指的是抽穗 甘蔗抽穗后，约经37天左右便开花 完全抽穗后开始开花； 抽穗三分之一即开花； 抽穗一半时即开花； 抽穗三分之二时即开花； 刚抽穗即开

41、花。 甘蔗花序上螽花开放顺序是自上而下，自外而内开放，一个小穗上只有一对螽花，一个有柄在上位，先开花，一个无柄在下位，后开花，,甘蔗花期（Flowering season）甘蔗的花序从第一支花穗开花至最后停止抽穗开花的时间，称为该品种的花期。 不同品种其开花差异较大：在海南育种场，多数品种在每年11月上旬至次年2月上旬，约为三个月，绝大部分的CO系统品种和美国CP系统品种在11月上中旬开花，花期较早，花期最迟是热带种拔地拉（Badila），在12月上中旬才开花，2月上旬止花。,四、授粉（Pollination）,甘蔗开花不一定有花粉，有花粉不一定发育充实。因此，在进行杂交前，先要作花粉量及其发

42、育充实度进行检查。发育良好的花粉，通常为黄色，球状形、饱满、遇碘液即变成蓝色。 将花粉量分为零、少、中、多、很多五级。 在育种上，一般都要测定父母本的花粉量和发育程度，以供杂交选配，育种上划分三大类亲本,（1）强父本 花粉量多，发育率60%以上，宜作父本。 （2）强母本 花粉量少，发育率在5%以下或雄性不育。只能作母本，不能作父本。 （3）父母本均可 花粉发育率与自然条件有密切关系，尤其是温度和水分,五、授精、结实（Spermatization and Setting）,甘蔗自交结实率很低，异花授粉结实率较高，且表现出杂种优势。当花粉落到柱头上，经23小时便开始萌发，花粉管伸长，到达子房胚 珠

43、内即为受精。受精后，精子和胚囊在形态和结构上发生了重大变化，生长素含量迅速增加，胚珠逐渐发育成种子，子房壁发育成种皮。 甘蔗受精后经2130天，种子成熟，种子较小，长约1.5毫米，宽约0.5毫米，棕黄色。种子成熟后，容易随小枝梗脱落。由于螽花有许多颖毛很容易随风飘游散落，所以授粉之后要适时套袋以防脱落散失，也便于收集种子。,第二节 影响甘蔗开花的因素,甘蔗能否开花结果，不是单一因素，而是多因素综合影响的，不同种、品种、生理株龄、光照、温度、水分及土壤环境都影响甘蔗开花结实 但诸多因素中，光照和温度是主导因素。,一、种和品种（Species and Varieties）,甘蔗属有多个种，其中除食

44、肉穗种（S. edule）花序败育不能开花结实之外，其余六大原种均能开花结实。其中割手密种（S. spontaneum）和斑芽（S. arundinaceum）最容易开花。其他不容易开花； 不同品种开花易难差异也很大。含野生血缘多的中小茎品种，大多数能开花，也较容易开花。,二、株龄（Planting age）,未拔节的幼苗不能开花结实，只有达4个节以上的植株，有一定的叶面积，才能接受引变光照的条件，产生幼穗分化的各种激素，达到引变光照的生理株龄 不同种和品种其生理株龄大小不同，以割手密为最早,三、光照（light）,（1）光周期对甘蔗开花作用植物长到一定的生理株龄就能够形成和逐渐积累一定数量的

45、开花激素，致使生长点由分化营养生长的叶子，转变为花芽分化的生殖生长，最后开花结实。开花激素的积累与光周期有关。 （2）光照强度对开花影响光强度对甘蔗开花有较大影响，在引变期有两个强光阶段，其中任何一个阶段不能满足就不能开花,四、温度对甘蔗开花影响,温度是影响开花的重要因素。同一品种在同一纬度地区所接受的光周期每年是相同的，但有些年份开花，有些年份不开花或少开花，原因就是由于每年的温度、湿度有较大差异，因而导致有些年开花，有些年不开花 在光周期引变期间，最适宜温度：晚间2223；日间27.888.9。,五、水分,（1）水分影响光合作用，降低碳水化合物的合成，影响了甘蔗开花所需要的两个强光阶段的呼

46、吸基质供应，导致开花激素形成减少，影响开花。（2）水分不足影响开花激素从中直片输出运到生长点，影响开花。（3）水分少影响了根部来的某种对开花激素有利的代谢物质，以及把各物质运输到生长点，因而影响花芽分化。有试验证明把培养在营养液中的甘蔗植株根系剪去就会抑制开花，说明根有一种代谢物能促进花芽分化的。,六、土壤对开花影响,根据海南甘蔗育种场在1963年调查，粘质土壤，延迟抽穗或不抽穗，砂质土，砂质壤土，甘蔗容易开花，抽穗率高，在印度科巴陀的花园土，开花很多，在潮粘土，抽穗很低或不抽穗，在波多黎各，D1135种在含有腐殖质页岩的山脊土壤上，抽穗很好，种在粘土上，排水不良，抽穗很少。,第三节 甘蔗花期

47、调节,控制甘蔗开花，不论是对大田生产或是对杂交育种都是很重要的。 大田生产要抵制甘蔗开花，促进营养生长，提高单位面积产量和产糖量 对育种，促甘蔗开花或抑制开花有利进行各种不同品种之间花期调节，使花期相遇，以便杂交。,1、生产上抑制开花方法,（1）改变植期：秋植宿根春植，易开花品种尽量不采用秋植（2）增施N肥，促进营养生长，减少开花。（3）在花芽分化前后减少灌水可以抑制开花。（4）利用化学药剂抑制开花，如灭草隆，敌草隆，利农等药物在花芽分化前后喷洒，可以抑制开花。,2、育种上调节甘蔗开花的方法,（1）改变植期：秋植宿根春植。 （2）控制光照，调节花期 主要是调节光周期，各品种不一样，一般是光照1

48、0-12 小时,（3）提高夜间温度，促进开花： 甘蔗开花夜间温度以2123为最好 （4）灌水促进开花在花芽引变期间（即8、9月间）天气干旱，每星期灌水一次加上喷雾，可以促进开花。 （5）剪叶调节甘蔗开花：剪掉-1叶延迟开花 剪去+1，+2叶促进开花,第五章 甘蔗选育种,*自然环境条件的变迁，人们的耕作水平不断地改进，对甘蔗优良品种要求越来越高 *我国幅员辽阔，各省蔗区都分别育出了适应自己的良种,第一节 甘蔗育种目标,一、确定育种目标原则 （一）明确目标，根据本蔗特点选品种 湛江沿海有台风螟害严重（二）目标要有预见性*育成新品种需要10年左右，如果不考虑现在和将来，就会造成品种一出现就会被淘汰

49、*当前育种目标：除了关键的产量和糖分，应该选能够适应全程机械化的品种，如前期耐折断、后期易脱叶无气根不倒伏 *此原则同样适用于引种，以前引入看似不好的品种，将来可能有用,二、甘蔗育种目标,（一）高产、高糖、宿根性好三大指标 （二）抗逆性强-根据当地自然条件和栽培条件,1.湛江的土壤条件红壤+沙壤，pH值较低 2.湛江蔗区的病虫情况螟虫 黑穗病、赤腐病,（二）抗逆性强-根据当地自然条件和栽培条件,3.湛江的气候条件-选育抗风品种,抗风品种的生物性状：、蔗茎形状象毛竹状茎，尖塔形，基部大向上渐次依序缩小。、自行落叶，梢部青叶，经常维持68枚。、弹力强，减少风力。、叶片短窄：长度不超过150cm，宽

50、56cm。、叶片伸出角度约6070度。叶尖挺直，不下垂，如果叶片伸出后在2/3处开始下垂，叶尖悬于空中随风摇拽，常使叶片沿中脉裂成线状，导致叶片枯萎，失去光合作用的功能。,第二节 甘蔗种质的搜集、保存和利用,一、搜集种质的意义*品种的种质是育种的物质基础，巧妇难做无米之炊。在甘蔗育种上不论是常规育种，多倍体育种、辐射育种、杂种优势利用，还是先进的遗传工程都必须有大量的品种种质。*今后作物品种改良的目标越来越复杂，对品种要求愈来愈高。所以扩大育种的遗传基础是很重要的。,二、国内外甘蔗种质的搜集和保存情况,现代甘蔗品种都是由高贵种和2个割手密种杂配选育出来的 这些品种的遗传基础很狭窄。因而限制了品

51、种的适应能力，容易感染病虫害。不能克服恶劣的生态环境条件。 所以当今世界育种家都继续不断地搜集新的种质。以创造新的变异，从而选育更理想的品种。,（一）国外种质收集和保存,自1875年起，世界甘蔗育种家陆续到印尼和新几内亚等地采集种质。 早期采集的种质主要是高贵种，但由于抗病能力差，不能进行抗病育种，必须采集野生种；利用野生和血缘，增强新品种的抗病性及抗逆性。所以由美国布兰达斯主持收集S.Spontaneum和S. robustum。后来澳大利亚甘蔗育种家丹尼尔斯指出甘蔗近缘属对甘蔗育种也很重要。于是在1976年1977年的采集中，又收集了Ripidium（蔗芒）、Miscanthus（芒属）、

52、Sclerostachya（硬质穗属）。,（二）国内收集种质和保存,我国大陆自1952年建场起。就开始搜集种质。 1976年大规模地组织收集有10大类型860种材料。台湾省收集的资源不算多，但是利用效率比较高。 目前世界有三大甘蔗基因中心，即种质中心：美国、印度和中国种质库。,三、甘蔗种质的引进和保存,目前世界各主产国都有自己的研究所和育种场,他们推广了不少的新的优良品种。这些新品种或老品种,不仅在生产上能够利用且在育种上也有很高价值。 引种在育种历史上是最经济的，在杂交育种上也有其广泛价值。在上世纪世界主要产蔗国家所推广优良品种或优良亲本品种很多。,四、甘蔗种质的利用,第三节 有性杂交育种,

53、1887年以前世界都认为甘蔗不能开花结实。1887年，荷兰人Soitivedel在爪哇中央农事试验场，无意中看到甘蔗种子成熟发芽，人们才相信甘蔗可以有性繁殖。从此以后，这数十年间有性杂交育种就成为世界各国改良甘蔗品种的主要方法。 19051915年最早在爪哇、巴巴多斯、美国、台湾、印度建立甘蔗育种场。10年后印度育成一批品种。后来在爪哇又育出具有世界性的优良品种POJ2878。给世界甘蔗糖业作出巨大贡献。所以建立一个条件良好的育种场，对选育出优良品种是非常重要的。,一、建立甘蔗育种场,（一）确定选点的原则1杂交场的纬度一般宜低不宜高南、北回归线之间是可以开花纬度，一般低纬度有利于甘蔗开花结实，

54、光照和温度较多。2杂交场应选在812月份雨量、雨天，相对湿度大的地区，八、九月份雨量多，有利花芽分化，十月和十一月份雨量、湿度大才有利花粉发育。3杂交场应选在有灌溉条件，沙壤土，背北向南地方，有淡水条件。,（二）对确定点进行气象资料搜集整理和分析1纬度 2温度 3年降雨量降雨天数和相对湿度调查（三）选点试种确定建场之必须选点试种，如果各种类型甘蔗均能开花结实良好，说明这个点可以建场。,我国的甘蔗育种场,海南甘蔗育种场 广西甘蔗杂交育种基地（海南） 台南育种场(台南, 湾潭, 屏东,厚里,长陇),二、正确选配亲本组合,（一）研究和熟识亲本材料收集到材料后对它们进行各种综合性状或个别性状的试验研究

55、。对它们各种性状进行观察，熟悉每个材料的具体性状及各种性状之间的关系，例如抽穗、开花、结实、植株高度、茎粗、蔗糖分、分蘖多少、抗逆性能强等等都要进行详细的研究。,（二）亲本选配的基本原则,1从血缘或血源异质性大的材料中选配亲本组合2从血缘成份及其比重去选配亲本组合3根据亲本种性与杂交后代特性的相对一致性选配杂交亲本组合4根据隐性遗传特性来考虑选配亲本组合 5根据母亲本遗传传力强的特点去选配亲本组合6根据优良性状多，不良性状少，而且性状能够互补的特点去选配亲本组合7以当地生产的优良品种作为亲本之一来选配亲本组合,三、甘蔗有性杂交方法：,（一）两亲本杂交法（Binary Corssing meth

56、od）（二）多亲本杂交（Polycross）（三）熔炉法（Melting pot）（四）高贵化法（Nobilization）（五）远缘杂交法（Wide cross）,四、有性杂交技术,（一）去雄杂交法（Grossing With Emasculation）1.人工去雄：待穗抽出之后将穗上部枝穗剪去，只留中间一段作杂交用，在未开花前，用高倍放大镜观察，发现花药放出，尚未开花之前，立即用尖细又锋利剪子把花除去（如果花药已开裂就不能使用）经去雄后，即可将父本花穗抽入笼内，并加轻轻振动便可完成授粉，父本必须浸于清水或0.03%亚硫酸（H2SO2）溶液中可以保存较长时间开花粉。 2.温汤去雄法：用44温

57、水，浸泡1015分钟,（二）不去雄杂方法（Crossing Without Emasculation）,1母本自生根，父本亚硫酸养茎法2母本包茎发根高压，父本亚硫酸养茎法这个方法优点：（1）不用套笼，没有套笼缺点；（2）工作简便，节省人力、物力；（3）可以大量进行杂交。3亚硫酸法（父母本同样采用亚硫酸法养茎）亚硫酸法的优点：可以大量地进行杂交集中管理，省工，其缺点是花穗易早死。4父母本邻行种植法台湾称之为天然授粉法。它的做法是把父母本相间种植于田里，在开花时自然杂交。这个方法有利于父母本开花期相同，抽穗率高，父本花粉量多的品种中进行使用。其优点是方法简单易行，但花粉混杂，不容易按育种目标选育所

58、需性状。,第四节 甘蔗远缘杂交育种,一、远缘杂交育种涵义 （一）从分类学上，将等级分为门、纲、目、科、属、种、亚种和品种（二）从地理学上看，远缘的种族，不同生态类型系统上长期隔离的亚种之间的杂交,二、远缘杂交意义,甘蔗品种之间杂交，由于血缘少，关系亲近（familiarity）异质性小，所以其后代生活力，适应性能力都较弱。而远缘杂交由于血源多，血缘异质性大，特别是割手密种能使热带种染色体加倍，也可以克服某个种内的某些不良性状，所以用远缘杂交可以创造新类型，新品种杂交后代生活力强，适应性广，高产高糖。 远缘杂交的优势在整个生物界和人类都有体现,三、甘蔗远缘杂交育种,（一）属间杂交育种1甘蔗与高梁

59、杂交（Saccharum speciesSorghumsp）目前世界产糖国家用高梁作父本与用甘蔗作母本进行杂交。如印度美国、英属新几内亚等国都作过试验，但都没有得过真正的结果。我国海南甘蔗育种场曾经以高梁作为母本。甘蔗为父本进行杂交，于1973年在西北水土保持研究所试种。,2甘蔗与竹属杂交（Saccharum speciesBambusaspecies）,在1937年印度温卡尔利敏（Venkalraman）以POJ213为母本，与利竹（Bambusa Arundinaeceum）为父本进行甘蔗与竹属杂交。结果是杂种地下分枝性强，似竹，中茎型，硬度变异大。有的硬如竹，有的软如蔗，中间型的生势好，锤度高，体细胞染色体数2n=96-100之间。POJ213；2n=124，利竹：2n=72）目前生产上有没有利用。,3甘蔗与芒属杂交（Saccharum speciesMiscanthus specics）,自1927年以来，我国台湾省以POJ2725和芒属（MiSoanthus sinensis）杂交，爪哇以热带种与芒属（Miscanthus japonicus）杂交，均获得了杂种，其后代表现：有白苗，缺乏叶绿素而死亡，节有芽及根点，节间无芽沟；而父本芒原来是没有芽沟及根点的，说明它是真正杂种。,4甘蔗与玉米属杂交（Saccharumspei