园艺植物种子生产原理与技术.ppt

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

2、不同类型园艺植物的四级种子生产程序，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

3、也采用“育种者种子先基础种子基础种子合格种子”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

4、状符合确定推广时的原有水平，种性最好，质量最高。 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

5、大利亚、奥地利、比利时、加拿大、捷克、丹麦、芬兰、法国、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

6、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

7、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、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

8、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

9、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

10、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,

11、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 (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

12、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

13、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

14、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，

15、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

16、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； 较好的隔离条件。,防杂保纯,1.防止机械混杂； 2.合理隔离； 3.单株混合选择； 4.严格去杂去劣 苗期、花期和成熟期多次进行； 5.每代种子更新 不能用原种繁殖原种，也不能用良种繁殖良种。,采用科学的栽培技术,从整地、播种到收获前的一系列田间栽培管理工作都要精细，注意去杂、中耕、除草、排灌、配方施肥和及时防治病虫害等，以保证植物安全生长和正常发育。 氮肥使用要适量，增施磷、钾肥，使种株发育健壮，子粒饱满。,提高繁殖系数,1.

17、节约用种量 2.扩大营养面积 3.保护地加代 4.异地加代 5.多蔓整枝 6.结合运用无性繁殖,杂交种种子生产技术,一、杂交制种的条件 二、杂交种的类别 三、杂交种种子生产技术 四、杂交制种技术要求 （一）选地和隔离 （二）科学播种 （三）花期调控 （四）去杂去劣 （五）人工去雄和辅助授粉 （六）分收分藏,杂交制种的条件,1.有强优势的杂交组合 在主要经济形状及抗性等方面明显超过标准品种。 2.有高纯度的亲本 影响杂交率和性状水平等。 3.有很高的异交结实率 影响杂交种子繁殖数量及成本等。 4.繁殖与制种技术简单易行 影响杂交种子生产成本等。,杂交种的类别,（一）品种间杂交种 （二）顶交种 （

18、三）自交系间杂交种 （四）雄性不育杂交种 （五）自交不亲和系杂交种,品种间杂交种、顶交种,品种间杂交种是指用两个品种组配的一代杂种，常用于自花授粉植物。 顶交种是指用异花授粉植物品种与一个自交系组配的一代杂种，性状不整齐，增产幅度不大，生产上应用很少。,自交系间杂交种,1.单交种 是用2个自交系组配的一代杂种，增产幅度大，性状整齐，制种程序比较简单，是当前利用杂种优势的主要类型。 2.三交种 是用3个自交系组配的一代杂种，增产幅度较大，产量接近或稍低于单交种，但制种产量比单交种高。 3.双交种 是用4个自交系组配的一代杂种。通常先配成2个单交种，再配成双交种。增产幅度较大，但产量和整齐度都不及

19、单交种；制种产量比单交种高，但制种程序比较复杂。,雄性不育杂交种、自交不亲和系杂交种,1.细胞核雄性不育杂交种 是指用雄性不育两用系（AB系）作母本，与父本系（自交系、恢复系）配制的一代杂种，如辣椒、番茄和大白菜的“两系”杂交种。 2.核质互作雄性不育杂交种 是指用雄性不育系作母本，与父本系（自交系、恢复系）配制的一代杂种，如洋葱、萝卜、大白菜、辣椒、玉米的“三系”杂交种。 自交不亲和系杂交种 是指用自交不亲和系作母本，与另一自交不亲和系或自交系配制的一代杂种，目前主要应用于甘蓝、大白菜、萝卜等。,杂交种种子生产技术,（一）人工去雄制种法 （二）化学去雄制种法 （三）自交不亲和系制种法 （四）

20、雄性不育系制种法 （五）苗期标记性状制种法 （六）雌性系制种法 （七）雌株系制种法,人工去雄制种法,在隔离区内相间种植父、母本，生长期严格去杂去劣，开花前对母本严格人工去雄，即雌雄同花者去掉雄蕊，雌雄同株异花者摘去雄花，雌雄异株者拔去雄株，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F1杂种种子。 常用于茄果类和瓜类等园艺植物。,化学去雄制种法,在隔离区内隔行种植父、母本，苗期母本行用乙烯利叶面喷雾（浓度和次数因植物种类而异），生长期严格去杂去劣，人工去除母本植株基部少数雄花，中上部摘心，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F1杂种种子。 已用于黄瓜、西瓜、菠菜等园艺植物。,自交不亲和

21、系制种法,在隔离区内按1:1或1:24隔行种植父、母本，生长期严格去杂去劣，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F1杂种种子。2个自交不亲和系配组、正反交经济形状相似时，种子混收。 已用于白菜、甘蓝、雏菊等园艺植物。,雄性不育系制种法,在隔离区内按1:45或1:34隔行种植父、母本，生长期严格去杂去劣，初花期逐株识别并拔除母本可育株，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F1杂种种子。 已用于白菜、番茄、辣椒等园艺植物。,苗期标记性状制种法,在隔离区内按23:1隔行种植具苗期隐性性状的母本及具有相对显性性状的父本，生长期严格去杂去劣，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F

22、1杂种种子。 甜瓜的裂叶，西瓜的浅裂叶，番茄的黄苗、薯叶、绿茎，大白菜的无毛等均为稳定的苗期标记性状。,雌性系制种法,在隔离区内按1:3隔行种植父本及雌性系母本，生长期严格去杂去劣，开花前拔除母本出现雄花的植株，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F1杂种种子。 已用于黄瓜等园艺植物。,雌株系制种法,在隔离区内按1: 23隔行种植父本及雌株系母本，生长期严格去杂去劣，开花前摘除母本植株出现的两性花，隔离区内自由授粉或辅助授粉，从母本植株上采收F1杂种种子。 已用于菠菜等园艺植物。,选地和隔离,1.制种基地的选择 要求地势平坦、土壤肥沃、地力均匀、排灌方便、病虫等危害轻且无检疫性病虫、便

23、于隔离、交通方便、相对集中连片的地块。 2.隔离区的设置 （1）机械隔离 采用套袋、罩网、棚室等机械隔离方法，需辅助授粉，成本较高，适于保存原始材料、繁殖原原种、生产昂贵的蔬菜及花卉杂交种。 （2）花期隔离 时间隔离，采用错期播种及定植、改变春化及光照条件等方法，适于光周期不敏感的品种。 （3）空间隔离 根据植物授粉习性、杂交媒介、天然屏障、品种类别等因素，将易于发生天然杂交的品种、变种、亚种之间隔开适当的距离种植，简便、成本低，目前的主要方法。,科学播种,1.合理配比父母本 影响制种产量，在保证父本花粉充足供应前提下，尽量提高母本行比例。 2.精细播种 影响制种产量和质量，力争一次全苗，避免

24、串行、错行、并行、漏行。 3.准确安排播期 影响制种产量和质量，根据双亲生育期和有效积温，结合浸种催芽、分期播种、另设采粉区等措施，合理调节。,花期调控,在苗期出现父母本生长快慢不一致时，可采用“促慢控快”法，对生长慢的亲本采取早间苗、早施肥、早松土或保温等措施，促其生长；对生长快的亲本则采取晚间苗、晚施肥、晚松土或降温的控制措施；可摘除早开花亲本上先开花的花枝或花朵，使其后期的花和另一亲本的花期相遇。,去杂去劣,根据父、母本的长相、叶色、叶形、生长势、病虫害等特征，分别于间苗（定苗、定植）时、花蕾显现时、开花授粉前、收获及脱粒前认真选择，去杂去劣。,人工去雄和辅助授粉,1.人工去雄 拔除雌雄

25、异株母本行中的雄株，如菠菜、石刁柏等；摘除雌雄同株异花母本株上的雄花，如瓜类等；除去雌雄同花母本花内的雄蕊，如茄科等。 2.辅助授粉 在棚室内放养蜜蜂等传粉。在雌蕊受精的有效期内，用授粉工具将事先采集的花粉涂抹到柱头上，或直接用已开裂散出花粉的花药在柱头上涂擦，或将柱头伸入装有花粉的授粉器内蘸粉等，授粉量要适中，动作要轻，防止非目的性交配。,分收分藏,种子成熟后应及时收获， 父、母本应分收、分运、分脱、分晒、分藏，严防混杂。 一般先收母本，后收父本。 不能鉴别的已落地的株（穗、果），按杂株（穗、果）处理，不能作种子用。,无性繁殖植物种子生产的类别及方式,根插、叶插、叶芽插 扦插 枝插、硬枝、绿

26、枝、软枝、草质茎 压条： 水平、连续、先端、垂直、空中 自根营养繁殖 鳞茎：旁蘖、小鳞茎、鳞片、鳞茎、切割 球茎：新球茎、小球茎、分切法 块茎：小块法、切块法 分生 根茎：分割法、扦插 块状茎：不定茎、分割 假鳞茎：分枝、分割 无性繁殖 根蘖繁殖 插皮接、劈接、切接、腹接 枝接 舌接、靠接、根接、桥接 “I”字形、嵌芽、大方块、“三一芽接” 嫁接繁殖 芽接 “T”字形、长方形、单芽腹接、单芽切接 其他： 二重接、高接、胚芽接 微体繁殖： 茎尖培养、体细胞培养、微芽嫁接、花粉培养,无病毒种苗生产技术,一、病毒病的危害特点及防治 二、脱毒技术 三、病毒的检测方法 四、无病毒苗木的繁育体系,病毒病的

27、危害特点及防治,是指由病毒和类似病毒的微生物（类病毒 、植原体、螺原体 及类细菌等）引起的一类植物病害。 几乎每种植物都有病毒危害，通过无性繁殖材料传播，有些还可通过有性繁殖材料传播。 病毒侵染后，植物细胞的代谢途径改变，生理机能受到干扰或破坏，出现花叶、黄化等症状，生活力降低、适应性减退、抗逆力减弱、产量下降、品质变劣，甚至完全丧失商品价值。 目前尚无特效药物防治，有效解决方法是脱毒。 植物脱毒是指通过各种物理或化学的方法，将植物体内有害病毒及类似病毒去除，而获得无病毒植株的过程。通过脱毒处理而不再含有已知的特定病毒的种苗称为脱毒种苗或无毒种苗。,脱毒技术,植物脱毒的方法主要有茎尖培养脱毒、热处理脱毒、微体嫁接脱毒、花器官培养脱毒、病毒抑制剂的应用、珠心胚培养脱毒和原生质体培养脱毒等。,病毒的检测方法,有生物学检测法（指示植物检测法 ）、电镜检测法、血清学检测法和分子生物学检测法等。,无病毒苗木的繁育体系,（一）无病毒原种的保存 经脱毒和病毒检测的植株，可作为无病毒原原种保存。 1.组培保存 将获得的无病毒原原种，在培养瓶内不断继代保存。每次保留510瓶 (4)，每半年重新培养更新。 2.田间原原种圃保存 将获得的无病毒原原种植株，按一定株行距，定植于未种过同类植物且距同类植物50m以上的田间原原种圃内保存。定期随机抽样检测，及时剔除带病毒植