农学11-种子生产学-文字

种子生产学王建华

张春庆主编，高教出版社，2006目

录

绪

论第一章

新品种审定登记保护与利用第二章

种子生产的基本原理第三章

自花授粉作物种子生产技术第四章

异花授粉作物种子生产技术第五章

常异花授粉作物种子生产WX基因PCR图谱绪

论一、种子生产的意义和任务

种子是农业生产最基本的生产资料，一是农业再生产的基本保证和农业生产发展的重要条件。

（意义）种子生产就是将育种家选育的优良品种，结合作物的繁殖方式与遗传变异特点，使用科学的种子生产技术，在保持优良种性不变、维持较长经济寿命的条件下，迅速扩大繁殖，为农业生产提供足够数量的优质种子。种子生产的任务

广义的种子生产包括了新品种选育和引进、区试、审定、育种家种子繁殖、良种种子生产、收获、清选、包衣、包装、贮藏、检验和销售等环节。狭义的种子生产包括两个方面的任务，一是加速生产新选育或新引进的优良品种种子，以替换原有的品种，实现品种更换；二是对已经在生产中大量使用的品种，有计划地利用原原种生产出遗传纯度变异最小的生产用种，进行品种更换。

本课程的主要目的是使我们在学习遗传学、作物育种学和作物栽培学的基础上，进一步了解不同作物的开花生物学与繁殖特性，学习和掌握种子生产的基本原理、生产技术系统及个作物良种生产的技能。

二、种子、品种和良种的概念

（一）种子的概念

种子是指能够生长出下一代个体（功能正常、形态完整的个体）的生物组织器官。

从植物学概念上定义，种子是指有性繁殖的植物经授粉、受精，由胚珠发育而成的繁殖器官，主要由种皮、胚和胚乳3个部分组成。

从农业生产的实际应用来定义，凡是可以用作播种材料的任何植物组织、器官或其营养体的一部分，能作为繁殖后代用的都称之为种子。农业上的种子具有比较广泛的含义，一般又称为“农业种子”。

农业种子一般可以归纳为3大类型：（1）真种子，即植物学上的种子，有母株花器中的胚珠发育而来。如豆类、棉花、油菜、烟草等作物的种子。（2）植物学上的果实，内含一粒或多粒种子，外部由子房壁发育的果皮包围。如禾本科作物的小麦、黑麦、玉米、高粱和谷子的种子都属于颖果，荞麦、向日葵、苎麻和大麻等的种子是瘦果，甜菜的种子是坚果等。（3）营养器官，主要包括根、茎及其变态物的自然无性繁殖器官，如甘薯的块根、马铃薯的块茎、甘蔗的茎节牙和葱、蒜的鳞茎、某些花卉的叶片等。

（二）品种的概念

作物的概念与意义：作物是指有目的地种植和栽培并将收获利用的植物。从这个意义上说，作物就是栽培植物。对于某一特定的物种来说，“作物”的概念是动态的，或者说是相对的，因为在某一时空中是作物的种在另一个时空中却可能不是作物。

品种是人类长期以来根据特定的经济需要，将野生植物驯化成栽培植物，并经长期的培育和不断的选择而形成的或利用现代育种技术所获得的具有经济价值的作物群体，不是植物分类上的单位。

品种的群体具有相对整齐一致的、稳定的形态特征和生理生化特性，即特有的遗传性。不同品种间的各种特征、特性彼此不完全相同，因而能相互区别。（能在一定的自然、栽培条件下获得高产和稳产、品质优良的产品，满足农业生产和人类生活的需要。）

品种是在一定的生态条件下选育而成的，具有地区适应性。

随着地区、经济、自然环境和生产条件、市场需求的变化，原有的品种不能适应这些变化，被淘汰。品种的利用具有时间性。

品种根据其来源，可以分为农家品种（farmers’variety,

FV）与现代品种（modernvariety,MV）。

（三）良种的概念

良种与品种的概念不同。良种是指优良品种的优质种子。良种的概念包括了两个方面的含义，即品种优、种子优。

品种优，是指优良品种应具有高产、稳产、优质、多抗、成熟期适当、适应性广和易于种植、栽培管理等特点。

种子优，是指应符合纯、净、壮、健、干的要求，这其中的前四个要求由种子的生产过程所决定。

纯，是指种子纯度高，没有或很少混杂有其他作物种子、其他品种或杂草的种子。

净，是指种子净度好，清洁干净，不带有病菌、虫卵，不含有泥沙、残株和叶片等杂质。

壮，是指种子饱满充实，千粒重和容重高。发芽势、发芽率高，种子活力强，发芽、出苗快而健壮、整齐。

健，是指种子健康，不带有检疫性病虫害和危险性杂草种子。

干，是指种子干燥，含水量在一定范围内，没有受潮和发霉变质，能安全贮藏。

国家技术监督局发布的《农作物种子检验规程》和《农作物种子质量标准》中，根据种子质量的（世代）特点，将常规种子和亲本种子分为育种家、原种和良种。良种划分为大田用种一代、大田用种二代。杂交种子分为一级、二级。各级原、良种均有相应的国家规定的质量标准。

三、种子生产的种类

种子生产种类依生产特点划分为：品种的种子生产、杂交种的种子生产和无性繁殖材料的种子生产。

（一）品种的种子生产

1.育种家种子（breeder’sseed）是指由育种家育成品种的原始种子。育种家种子的生产是在育种者亲自掌握和指导下进行的一个世代（原原种）或者两个世代（原种）的高纯度的种子生产。

2.基础种子的生产（foundationseed）是利用育种家种子直接繁殖生产的种子，是育种家种子的后代。

3.合格种子的生产

合格种子是利用基础种子进一步繁殖的种子。

4.生产用种的生产

大田生产用种的生产既可以是由合格种子直接生产，也可以将足够数量的合格种子直接用于大田生产。

可以看出，这几类种子的生产时按照一个品种的繁殖世代进行划分的，各个国家略有不同。我国的种子生产目前划分为育种家种子、原种、良种，良种划分为大田用种一代、大田用种二代。

（二）杂交种的种子生产

杂交种（hybrid）的种子生产分为两大类，一类是由不同自交系或者品种杂交而成，如玉米、棉花；另一类是由不育系与恢复系杂交而成，如水稻。不同类型要求的去雄方法原理、隔离要求、雌雄株花期调控等技术环节各具特点。

（三）无性繁殖材料的生产

无性繁殖材料生产是指以营养体，如块根、块茎、芽、茎等作为播种材料的种苗生产，如马铃薯、大蒜、果树苗木以及部分花卉多采用组织培养技术进行生产。注意脱毒处理后生产。WAXY蛋白电泳图谱思考题1.

简述种子生产的主要任务。2.

品种和良种的概念有何区别。WX基因PCR图谱第一章

新品种审定、登记、保护与利用

所谓植物新品种(newvariety)，是指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发，具备新颖性(original)、特异性(distinctness)、一致性(uniformity)和稳定性(stability)，并有适当名称的植物品种。

植物新品种是怎样诞生的呢？各育种单位提交作物品系材料部、省品种审定机构区域试验生产试验（省级）统一审定、命名、发布试验总结新品种审定流程

我国实行主要农作物品种审定制度，分为全国和省(直辖市、自治区)两级。新品种按照规定程序由相应的品种管理机构进行公正、科学的品种试验、室内相关指标测试鉴定和检测审定，并对该申请品种的种性、实用性以及市场准入进行确认、评审和许可。第一节

品种的区域试验与生产试验

一、区域试验

品种区试试验和审定是品种推广的基础。育种单位育成的品种要在生产上推广种植，也必须先经过品种审定机构统一布置的品种区域试验的鉴定，确定其适宜推广的区域范围、推广价值和品种适宜的栽培条件。在此基础上，经各省(直辖市、自治区)或国家品种审定机构组织审定，通过后才能取得品种资格，得以推广。

（一）区域试验的组织体系

品种区域试验分为全国和省(直辖市、自治区)两级。全国区域试验由全国农业技术推广服务中心组织跨省进行，各省(直辖市、自治区)的区域试验由各省(直辖市、自治区)的种子管理部门与同级农业科学院负责组织。市、县级一般不单独组织区域试验。

参加全国区域试验的品种，必须有2年以上育种单位的品比试验结果，性状稳定、显著增产，且比对照增产10%以上，或增产效果虽不明显，但有某些特殊优良性状，如抗逆性、抗病性强，品质好，或在成熟期方面有利于轮作等等。WX基因PCR图谱（二）区域试验的任务

①进一步客观地鉴定参试品种的主要特征、特性，主要是新品种的丰产性、稳产性、适应性和品质等性状鉴定，并分析其增产效果和增产效益，以确定其利用价值。②确定各地区最适宜推广的主要优良当家品种和搭配品种。③为优良品种划分最适宜的推广区域，做到因地制宜种植良种，恰当地和最大限度地利用当地自然条件和栽培条件，发挥优良品种的增产潜力。

WX基因PCR图谱④生产试验是在接近大田生产的条件下，对品种的丰产性、适应性、抗逆性等进一步验证，同时总结配套栽培技术。⑤每一个生产周期结束后3个月内，向品种审定委员会推荐符合审定条件的新品种。

转基因作物品种的试验应当在农业转基因生物安全证书确定的安全种植区域内安排，具体试验办法由全国品种审定委员会制定并发布。WAXY蛋白电泳图谱（三）区域试验的方法

1．试验设计和田间布置

试验点的选择

品种区域试验一般是将若干个新品种(系)加对照(CK)按随机区组排列，设计多次重复的品比试验，进行多年和多点鉴定。多年试验是对新品种审定的要求，一般2～3年；每一个品种的区域试验在同一生态类型区不少于5个试验点，试验时间不少于2个生产周期。生产试验在同一生态类型区不少于5个试验点，试验时间为一个生产周期。

WAXY蛋白电泳图谱

试验处理的确定

要统一田间设计、统一参试品种，统一供应种子，统一调查项目及观察记载标准，统一分析总结。参试品种的性状必须稳定一致，一组区试不超过15个品种,并选择同类型中推广面积最大、种子质量为原种或一级良种的优良品种作对照。WX基因PCR图谱

小区的形状

小区的长宽比和方位对降低田间试验误差起着决定性作用，在相同小区面积上利用狭长的矩形小区可减少试验误差。

小区的方位

地力均匀的平坦地块，小区长边应与整个试验地的长边一致，作物行向与长边相垂直为宜；有坡向的试验地，小区长边应与坡向一致，作物行向与坡向垂直，这样安排可以防止土壤侵蚀。

小区的面积

小麦、水稻等矮秆禾谷类作物适宜的小区面积为10～20m2；玉米、高粱等高秆禾谷类作物为30～50m2；大豆、小豆等豆类作物为20～30m2。

重复次数

要想获得无偏的试验误差估计，根据方差分析自由度分解要求误差的自由度(Edf)大于12为宜，试验设置重复次数越多，试验误差越小。区域试验重复不少于3次。WAXY蛋白电泳图谱3．区试资料的统计方法和对品种的评价

试验结束后，各试验点及时整理试验资料，写出书面总结，上报主持单位。统计分析方法主要有常规的多年多点联合方差分析法等。

二、生产示范试验和栽培试验

（一）生产试验

参加生产试验的品种，应是参试第一、二年在大部分区域试验点上表现性状优异、增产效果在10％以上、或具有特殊优异性状的品种。参试品种除对照品种外一般为2～3个，可不设重复。生产试验原则上在区试点附近进行，同一生态区内试验点不少于5个，进行1个生产周期以上。生产试验与区域试验可交叉进行。

WX基因PCR图谱

生产试验应选择地力均匀的田块，试验区面积视作物而定。稻、麦等矮秆作物，每个品种不少于660m2，对照品种面积不少于300m2；玉米、高粱等高秆作物1000～2000m2；露地蔬菜作物生产试验每个品种不少于300m2，对照品种面积不少于100m2；保护地蔬菜作物品种不少于100m2，对照品种面积不少于67m2。

（二）栽培试验

栽培试验的内容主要有密度、肥水、播期、播量等，视具体情况选择1～3项，结合品种进行试验。试验中也应设置合理的对照，栽培试验可以结合区域试验进行。WX基因PCR图谱第二节

新品种审定与品种登记管理

一、品种审定的意义与任务

（一）品种审定的意义

1、规范品种管理：加强主要农作物的品种管理，避免盲目引种和不良播种材料的扩散，防止在一个地区品种过多、良莠不齐。

2、避免盲目推广：防止种子混杂等“多、乱、杂”现象，以及品种单一化、盲目调运等现象的发生。WAXY蛋白电泳图谱

（二）品种审定的任务

品种审定实际上是对品种的种性和实用性的确认及其市场准入的许可，对品种的利用价值、利用程度和利用范围的预测和确认。它主要是通过品种的多年多点区域试验、生产示范试验或高产栽培试验，对其利用价值、适应范围、推广地区及栽培条件的要求等等作出比较全面的评价。

（1）选择适宜品种。为生产上选择应用最适宜的品种，充分利用当地条件，挖掘其生产潜力。WAXY蛋白电泳图谱

（2）寻找栽培条件。另一方面为新品种寻找最适宜的栽培环境条件，发挥其应有的增产作用，给品种布局区域化提供参考依据。

（3）主要农作物。《中华人民共和国种子法》中明确规定：主要农作物品种和主要林木品种在推广应用前应当通过审定。我国主要农作物范围规定为：水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜和马铃薯，共7种作物。各省、自治区、直辖市农业行政主管部门可根据本地区的实际情况再确定1至2种农作物为主要农作物，予以公布并报农业部备案。WAXY蛋白电泳图谱

（二）组织体制

我国主要农作物品种实行国家和省(自治区、直辖市)两级审定制度。农业部设立国家农作物品种审定委员会，负责国家级农作物品种审定工作。省级农业行政主管部门设立省级农作物品种审定委员会，负责省级农作物品种审定工作。全国农作物品种审定委员会和省级农作物品种审定委员会是在农业部和省级人民政府农业行政主管部门的领导下，负责农作物品种审定的权力机构。二、品种审定与登记管理

（一）农作物品种区试审定的发展阶段WX基因PCR图谱

（三）审定与登记程序

1．品种参试申请

水稻、小麦、玉米、棉花、大豆以及农业部确定的主要农作物品种实行国家或省级审定，申请品种审定的单位或个人(以下简称申请者)可以申请国家审定或省级审定，也可以同时向几个省(自治区、直辖市)申请审定。在中国没有经常居所或者营业场所的外国人、外国企业或者其他组织在中国申请品种审定的，应当委托具有法人资格的中国种子科研或生产经营机构代理。

品种参试申报时间必须在播种前2个月将申报表及有关资料报品种审定委员会办公室，品种审定委员会办公室在收到申请书2个月内作出受理或不予受理的决定，并通知申请者。WAXY蛋白电泳图谱

2．审定的基本条件

（1）申报省级品种审定的条件

报审品种需在本省(直辖市、自治区)经过连续2～3年的区域试验和1～2年生产试验，两项试验可交叉进行。特殊用途的主要农作物品种的审定可以缩短试验周期、减少试验点数和重复次数，具体要求由品种审定委员会规定。申请特殊(如抗性、品质、药用等)品种的还需对特殊性状在指定测定分析的部门作必要的鉴定。

WAXY蛋白电泳图谱

报审品种的产量水平一般要高于当地同类型的主要推广品种10%以上，或者产量水平虽与当地同类的主要推广品种相近，但在品质、成熟期、抗病(虫)性、抗逆性等有一项乃至多项性状表现突出。报审时，要提交区域试验和生产试验年终总结报告、照片相关材料。

（2）申报国家级品种审定的条件

国家区试表现突出的；经过两个或两个以上省级品种审定部门审定的品种。WX基因PCR图谱3．品种审定申报

（1）申报程序

申请者提出申请→申请者所在单位审查、核实→主持区域试验和生产试验单位推荐→报送品种审定委员会。向国家级申报的品种须有育种者所在省(直辖市、自治区)或品种最适宜种植的省级品种审定委员会签署意见。

（2）申报时间

按照现行规定，申报国家级审定的农作物品种的截止时间为每年3月31日，各省审定农作物品种的申报时间由各省自定。

安徽省申报时间，春夏播种作物于前1年12月底以前，秋播作物于6月底以前。

WX基因PCR图谱

（3）品种审定与命名

水稻、小麦、玉米、棉花、大豆以及农业部确定的主要农作物的品种审定标准，由农业部制定。审定的品种由品种审定委员会统一命名、发布。引进品种一般采用原名，不得另行命名。4．审定品种公告

审定的品种由品种审定委员会提交农业行政主管部门在媒体(发文、专业期刊、报纸、广播、电视、网络等载体)上发布公告.

WAXY蛋白电泳图谱第三节

植物新品种保护与合理利用

一、植物新品种保护的意义及概念

（一）植物新品种保护的重要意义

植物新品种作为育种家的智力劳动成果，在农业生产的增产、增收和品质改善中发挥着至关重要的作用。植物新品种保护（plantvarietyprotection），又称育种者权力，是与著作权、专利权等一样属于知识产权的范畴。因为培育植物新品种需要大量的投资、包括人才、技术、资源、物资和资金，以及花费长期的时间（一般需要几年到十几年）。由于植物新品种的可控性差，容易在试验、示范或者生产过程中被他人通过各种手段获取，若新品种一旦落入他人之手，即没有失而复得的机会。WX基因PCR图谱

植物新品种保护是国际间公认的对植物品种进行管理的重要措施，Trips协议（即与贸易有关的知识产权协议）明确规定“成员国应以专利制度或有效的专门制度或以任何组合制度给植物新品种以保护”。中华人民共和国《植物新品种保护条例》（简称条例）第六条规定：“完成育种的单位或者个人对其授权品种享有排他的独占权。任何单位或者个人未经品种权所有人许可，不得为商业目的的生产或者销售该授权品种的繁殖材料，不得为商业目的将该授权品种的繁殖材料重复使用于生产另一品种的繁殖材料”。

WAXY蛋白电泳图谱（二）植物新品种保护的有关概念1．植物新品种

植物新品种是指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发，具备新颖性、特异性、一致性和稳定性，并有适当命名的植物品种。2．植物新品种权(以下简称品种权)

完成育种的单位或者个人对其授权品种（授予品种权的植物新品种），享有排他的独占权，任何单位和个人未经品种权所有人许可，不得以商业目的生产或者销售该授权品种的繁殖材料，不得为商业目的将该繁殖材料重复用于生产另一品种的繁殖材料。3．品种权申请人

指申请品种权的单位或者个人。获得品种权的单位或者个人统称为品种权人。WX基因PCR图谱

二、我国植物新品种保护体系

（一）组织体系

农业部为我国粮、棉、油、麻、糖、菜、烟、草、绿肥、食用菌、果树（水果部分）、草本花卉、桑、茶、草本药材、橡胶等植物新品种权的审批机关，国家林业局为我国林木、竹、木质藤本、木本观赏植物（包含木本花卉）、果树（干果部分）及木本油料、饮料、调料、木本药材等植物新品种权的审批机关。WAXY蛋白电泳图谱（二）授予品种权的条件

申请品种权的植物新品种应当属于国家植物保护名录中列举的植物的属或种，同时申请品种权还需符合规定的新颖性、特异性、一致性和稳定性及命名要求。农业部确定和公布，不在保护范围的植物新品种不能申请品种权。

申请品种权的植物新品种在品种名称上要求与相同或者相近的植物属或者种中已知品种名称相区别，新品种命名要遵循如下规则：①不得仅以数字组成；②不得违反国家法律或者社会公德或者带有民族歧视性；③不得以国家名称命名；④不得以县级以上行政区划的地名或者公众知晓的外国地名命名；⑤不得同政府国际组织或者其他国际国内知名组织及标识名称相同或近似；⑥不得对植物新品种的特征、特性或者育种者的身份等引起误解；⑦不得属于相同或相近植物属或种的已知名称；⑧不得夸大宣传。WX基因PCR图谱

（三）品种权的申请和受理1．申请材料

《条例》规定提交的各种手续，应当规定格式，以书面形式办理。申请品种权的，应提交请求书、说明书、照片等相关材料。2．材料受理和处理

当事人递交各种文件时可以直接递交，也可以邮寄。邮寄时应当使用挂号信函，不得使用包裹，一件信函中应当只包含同一申请文件。品种权申请文件中要求请求书、说明书(包括说明书摘要、技术问卷)、照片齐全，文件要使用中文、符合规定格式、打印后装订整齐、字迹清楚、不得有涂改，并标注申请人姓名或单位名称，地址、邮政编码，其中任何一项达不到要求的，均不予受理。WAXY蛋白电泳图谱3．优先权和保密权的处理

申请人依照《条例》第二十三条的规定要求优先权的，应当在申请中写明第一次提出品种权申请的申请日、申请号和受理该申请的国家；未写明的，视为未要求优先权。4．外国人品种权的申请和受理

在中国没有经常居所的外国人、外国企业或者其他外国组织向农业部植物新品种保护办公室提出品种权申请的，应当委托该办公室指定的涉外代理机构办理。手续与国内申请人相同。①国籍证明；②申请人是企业或者其他组织的，其营业场所或总部所在地的证明；③外国人、外国企业、外国其他组织的所属国，承认中国单位和个人可以按照该国国民的同等条件，在该国享有品种申请权、优先权和其他与品种权有关的权利的证明文件。授予品种权的实质性条件DUS测试是确认品种是否具有特异性（Distinctness）、一致性（Uniformity）和稳定性（Stability）的试验和分析过程，特别是特异性以证明区别于已知的其他品种，了解品种的农艺性状、抗性和品质性状。特异性

所谓特异性是指申请品种权的植物新品种应当明显区别于在申请日以前已知的植物新品种。换句话说，植物新品种的特异性是指该品种至少应当有一个特征明显地区别于申请日前已知的所有其他相同植物品种的特征。

新颖性、特异性、一致性和稳定性一致性

一致性：是指申请品种权的植物新品种经过繁殖，除可以预见的变异外，其相关的特征或者特性一致。评价品种的一致性要考虑的因素繁殖方式

该品种是有性繁殖还是无性繁殖，是有性繁殖还要考虑该品种是自花授粉还是异花授粉。育种方式

该品种是通过何种育种方法选育而成，是通过有性杂交、亲本亲缘关系远近、因偶然混杂、突变或者其他原因所产生的变异等。稳定性

指申请品种权的植物新品种经过反复繁殖后或者在特定繁殖周期结束时，其相关的特征或者特性保持相对不变。

WX基因PCR图谱（四）品种权的审查与批准1．回避

初步审查、实质审查、复审和无效宣告程序中进行审查和复审的人员中，是当事人、其代理人近亲属的，或与品种权申请、品种权有直接利害关系的，或与当事人、代理人有其他关系，可能影响公正审查和审理的，应当自行回避。2．审查

申请人缴纳申请费后，审批机关对品种权的申请进行必要的初步审查，初审合格，申请人按照规定缴纳审查费后，审批机关对品种权申请的特异性、一致性和稳定性进行实质审查。实质审查主要依据申请文件和其他有关书面材料，必要时，指定测试机构进行测试或进行实地考察。

3．品种权的无效宣告

依照《条例》第三十七条第一款的规定（如果不具备新颖性、特异性、一致性和稳定性），任何单位或者个人请求宣告品种权无效的，应当向复审委员会提交品种权无效宣告请求书和有关文件，说明所依据的事实和理由。4．复审

对审批机关驳回品种权申请的决定如有不服的，申请人可以自收到通知之日起3个月内向植物新品种复审委员会请求复审。WAXY蛋白电泳图谱（五）侵权案件的处理

未经品种权人许可，以商业目的生产、销售授权品种的繁殖材料的行为称为品种侵权行为。《条例》第三十九条规定的侵权案件（可以直接向人民法院提出诉讼或）由侵权行为发生地的省级农业行政部门管辖；两个以上省级农业行政部门都享有管辖权的侵权案件，应当由先立案的省级行政部门管辖；省级农业行政部门对侵权案件管辖权发生争议时，由农业部指定管辖；农业部在必要时可以直接处理侵权案件。省级农业行政部门认为侵权案件重大、复杂，需要由农业部处理的，可以报请农业部处理。

县级以上人民政府农业行政部门负责对本行政辖区内的假冒授权品种行为进行监督和查处。WAXY蛋白电泳图谱（六）植物新品种复审

农业部专门成立了农业部植物新品种复审委员会(以下简称复审委员会)，负责审理驳回品种权申请的复审案件、品种权无效宣告案件和新品种更名案件。复审委员会依法独立行使审理权，并作出审理决定。（七）品种权的保护期限

我国植物新品种权的保护期限，自授权之日起，藤本植物、林木、果树和观赏树木为20年，其他植物为15年。WX基因PCR图谱三、品种保护与品种审定的区别①品种审定的新品种可以是新育成的品种，也可以是新引进的品种，具品种权的新品种既可以是新育成的品种，也可以是对发现的野生植物加以开发所形成的品种。②品种审定是对比对照品种有优良的经济性状的新培育的品种和引进品种。品种保护是对国家保护名录之内的植物品种授予品种权，品种来源可以是国内的。③我国品种保护的受理、审查和授权集中在国家一级进行，由植物新品种保护审批机构负责。而品种审定采用国家和省级两级审定，由品种审定委员会负责。二者批准授权依据不同的法规条例。WAXY蛋白电泳图谱

四、国际植物新品种保护制度简介（一）国际植物新品种保护制度的起源（二）植物新品种保护国际联盟条约(UPOV条约)简介（三）UPOV成员国的植物新品种保护形式1．美国的植物品种保护制度：

使用了植物专利、普通专利和品种保证书三种方式的“多轨制”保护方法，不同于其他国家。2．英国植物新品种保护制度：

在《植物品种法》下，新品种要获得保护，首先必须得到植物新品种的授权。

1、什么是国际植物新品种保护联盟？

国际植物新品种保护联盟，简称

UPOV，它是一个政府间的国际组织，总部设在日内瓦。现有成员国64个。成员国根据国际植物新品种保护公约规定的原则，分别对植物新品种授予品种权。首字母缩略词“UPOV”是由该组织的法语名称派生出来的。其法语全称为：“UnionInternantionalepourlaProtectiondesOtentionsVegetales”。 UPOV是依据国际植物新品种保护公约(“UPOV公约”)建立的。UPOV公约于1961年11月由比利时、法国、联邦德国、意大利和荷兰在巴黎签署。我国于1999年4月23日正式加入UPOV，是第39个成员国。UPOV的职责主要是协调和促进成员国之间在行政和技术领域的合作，特别是在制定基本的法律和技术准则、交流信息、促进国际合作等方面发挥着重大作用。

WAXY蛋白电泳图谱思考题1.简述品种审定的申报程序。2.简述品种区域试验的任务。3.植物新品种保护的意义何在？各个国家有那些异同点？4.植物新品种保护与品种审定的区别。5.新品种合理利用的意义和措施。第二章

种子生产的基本原理

遗传与变异，遗传变异与环境变异，人工选择与自然选择，自交与异交，纯合性与杂合性，个体遗传与群体遗传是现代育种与种子生产的的理论基础。现代育种技术选育众多的栽培品种。种子生产技术就是要保证各类优良品种在不同的气候、土壤、栽培等条件下，能够保持其遗传特性基本不变，农艺特征基本一致。第一节

栽培品种的分类与类型一、栽培品种分类的依据

作物品种类型的划分是一个颇为复杂的问题，目前有关教科书或专著对品种类型的划分不尽一致。究其原因，主要是划分的依据和标准不同。（主要依据遗传学）二、栽培品种的类型及其特点

依据潘家驹的分类法，将栽培品种分为纯系品种、杂交种品种、群体品种和无性系品种。（一）纯系品种（又称定型品种）：

纯系品种（pure-linecultivar）：是基因型纯合的同质群体。是指生产上利用的遗传基础相同、基因型纯合的植物群体，是由杂交组合及突变中经系谱法选育而成。规定纯系品种的理论亲本系数不低于0.87，即具有亲本纯合基因型的后代植株数达到或超过87%。因此，现在生产上种植的大多数水稻、小麦、大麦、大豆、花生，以及许多蔬菜等自花授粉植物的常规品种都是纯系品种。大多数常异花授粉植物（如棉花等）的常规品种也属于这种类型。(二)杂交种品种

杂交种品种（hybridcultivar）亦称杂交组合，是基因型杂合的同质群体。在育种上属于杂种优势利用，是指在严格筛选强优势组合和控制授粉条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。其基因型是高度杂合，杂种优势显著，有较高的生产力。杂交种品种不能稳定遗传，F2代发生基因型分离，性状整齐度降低，导致产量下降，故生产上通常只种F1代，一般不利用F2代。

过去主要在异花授粉植物中利用杂交种品种，包括品种间杂交种和自交系间杂交种。单交种、顶交种、三交种、双交种均属于自交系间杂交种的范畴，它们之间的区别在于组配时所利用的自交系数目和杂交方式的差异。综合品种（syntheticcultivar）又叫综交种，它是用多个自交系或自交系间杂交种，经充分自由授粉，混合选择而成。这几类杂交种的整齐一致性、增产效果，不同类型存在差异，适用情况也不相同。（三）群体品种

群体品种（populationcultivar）的基本特点是遗传基础比较复杂，群体内的植株基因型是不一致的，即是异质群体。因植物种类和组成方式不同，群体品种又可分为不同类型，主要有：1．异花授粉植物的自由授粉品种

自由授粉品种（openpollinatedcultivar）：在生产、繁殖过程中品种内植株间自由随机传粉，也经常和相邻种植的其他品种相互传粉，所以群体中包含杂交、自交和姊妹交产生的后代，个体基因型是杂合的，群体是异质的，但保持着一些本品种的主要特征特性，可以区别于其他品种。例如许多黑麦、玉米、白菜、甜瓜、翠菊等异花授粉植物的地方品种都是自由授粉品种。少数果树采用实生繁殖的群体品种也属此类。2．自花授粉植物的杂交合成群体

杂交合成群体（composite-crosspopulation）：是由自花授粉植物两个或两个以上纯系品种杂交以后，在特定的环境条件下，进行繁殖、分离并主要靠自然选择，逐渐形成的一个较稳定的群体。实际上经过若干代以后，最后形成的杂交合成群体是一个多种纯合基因型的混合群体。例如哈兰德（Harland）大麦和麦芒拉（Mezcla）利马豆都是杂交合成群体。3．多系品种

多系品种（multilinecultivar）是由若干个纯系品种的种子混合后繁殖的后代群体。可以用自花授粉植物的几个近等基因系（near-isogenicline）的种子混合繁殖成为多系品种，由于近等基因系具有相似的遗传背景，只在个别性状上有差异，因此多系品种在大部分性状上是整齐一致的，而在个别性状上存在基因型多样性。一般多应用于抗病育种中，可以合成一个大部分农艺性状相似而又可兼抗多个病原物生理小种的多系品种，具有良好的效果。（四）无性系品种

无性系品种（clonalcultivar）：是由一个无性系经过营养器官的繁殖而成。它们的基因型由母体决定，表现型也和母体相同。许多薯类和果树品种都是这类无性系品种。如目前生产上应用的甘薯品种。由专性无融合生殖（obligateapomixis）产生的种子繁殖的后代也属无性系品种。第二节

栽培品种的特性与防杂保纯一、栽培品种的特性（一）经济性

品种是根据生产和生活需要而产生的植物群体，具有应用价值，能产生经济效益，是具有经济价值的群体。（二）时效性

植物品种在生产上的经济价值是有时间性的。育成更好的品种。或是1个优良品种没有做好提纯复壮工作，推广过程中发生了混杂退化，或不能适应变化了的栽培条件、耕作制度及病虫分布，或不能适应人类对产量、品质需求的不断提高，都可使其失去在农业生产上的应用价值而被新品种所替代。新品种不断替代老品种，是自然规律，因此，品种使用是有期限的。二、栽培品种的DUS三性

（一）品种DUS三性的概念

植物品种，一般都具有三个基本需求或属性，即特异性（distinctness）、一致性（uniformity）和稳定性（stability），简称DUS三性。特异性是指本品种具有1个或多个不同于其他品种的形态、生理等特征；一致性是指同品种内个体间植株性状和产品主要经济性状的整齐一致程度；稳定性是指繁殖或再组成本品种时，品种的特异性和一致性能保持不变。

植物品种的DUS三性在品种审定、新品种保护中具有重要地位，是报审品种必须具备的五个条件之三。（二）品种DUS三性的测定及其意义

保证审定品种的优良性，保护育种者的合法权益.同时又不致使雷同品种出现，杜绝投机行为，在申报植物新品种保护前，或在申报过程中要对申报品种的DUS三性进行测定。

植物品种的DUS三性测定，应依据植物品种保护的技术标准进行。目前我国尚未有正式的技术标准，因此，通常可依据UPOV（InternationalUnionFortheProtectionofNewVarietiesofPlants.1996-10.18）公约的标准并结合实际进行。3．品种的稳定性测定

关于品种稳定性，UPOV公约中规定有两条：①新品种的基本特征必须稳定，即新品种经繁殖后，或在育种家确定的特殊繁殖周期的地方，每个周期结束时，该品种的特性必须与原来的说明相一致，否则不能接受。②品种授予保护后有可能失去稳定性和一致性，在这种情况下，如果享有保护权的人不能使其品种与授权时认定的说明相一致，本公约即计划取消该品种。

DUS三性的测定，要进行田间试验，或由主管当局指定的单位实施，或由申请人做。

测定所需的样品材料，应该是随即取30个植株或30个植株的部分，有另外规定的除外。

关于样品要求、数据处理、观测特性等，UPOV（1996）所颁布的检测准则（TG/153/3，Guidelinesfortheconductoftestsfordistingctness,uniformityandstability）中有详细的规定，可参阅。三、纯系学说及其与种子生产的关系

（一）纯系学说的概念

纯系学说（purelinetheory）：是由约翰生于1903年提出的。所谓纯系，是指从一个基因型纯合个体自交产生的后代，其群体的基因型也是纯一的。约翰生依据大量试验结果认为，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，因而在一混合群体中选择是有效的。但是在纯系内再继续选择是无效的，因为纯系内个体所表现的差异，只是环境的影响，是不能遗传的。

他进一步总结提出了基因型和表现型两个概念，区分了遗传的变异和不遗传的变异，指出了选择遗传变异的重要性，为选择育种和种子生产奠定了理论基础。（二）纯系学说与种子生产的关系

纯系学说对育种和种子生产的最大影响，是从理论和实践上提出自花授粉植物单株选择的重要性。在自交作物原种生产体系中，要按原品种的典型特性，进行单株选择、单株脱粒，进行株系比较，一步步进行提纯复壮，即三圃制。

纯系学说对种子生产的另一个指导意义是保纯防杂。在种子生产中，保证所生产品种的高纯度是生产技术中的关键措施。种子生产中，即使是自花授粉作物，但绝对的完全自花授粉是几乎没有的，总会由于种种因素的影响而发生一定程度的天然杂合，从而导致基因重组，还有可能发生各种自然突变。这也是我们在制定种子质量标准时，纯度不能要求100%的原因。

事实上，绝对的纯系是没有的，因为大多数植物的经济性状都是受微效多基因控制的数量性状。（特别是杂交选育而成的品种，）所谓“纯”只能是局部的、暂时的和相对的，它随着繁殖的扩大必然会降低后代的相对纯度。因此，在现代种子生产中，应尽可能减少生产代数。四、遗传平衡定律及其与种子生产的关系(一)基因频率与基因型频率

基因频率（genefrequency）是指在某一群体中，某个等位基因占该位点等位基因总数的比率，也称等位基因频率（allelefrequency）。基因型频率（genotypefrequency）是指在某一群体中，某个特定基因型占该群体所有基因型总数的比率。

(二)遗传平衡定律

遗传平衡定律（lawofgeneticequilibrium）是指在一个大的随机交配的群体内，如果没有突变，选择和迁移因素的干扰，则基因频率和基因型频率在世代间保持不变。由于该定律是英国数学家G.H.Hardy和德国医生WihelmWeinberg于1908年分别提出的，故又称为Hardy-Weinberg定律。

异花授粉作物群体内个体间随机交配繁殖后代，如果没有选择、突变和遗传漂移等影响，其群体内的基因频率和基因型频率在各世代间将保持不变，即保持遗传平衡。但实际上由于对群体施加人工选择，再加上自然突变\品种的杂交和小样本的引种等因素，这些都不可避免地对异花授粉作物品种的纯度产生影响，从而影响种子生产。五、品种的防杂保纯（一）品种混杂退化的原因

品种混杂和退化是两个既相互联系又相互区别的概念。品种混杂（varietalcomplexity）是指在一个品种群体中混有各种异型株（其他植物或品种的种子或植株），造成品种纯度降低的现象。品种退化（varietaldeterioration）表现为原有种性变劣，优良性状部分或全部丧失，生活力和产量下降，品质变劣，以致降低或丧失原品种在生产上的利用价值。混杂了的品种，势必导致其种性的退化；而退化了的品种，植株高矮不齐，性状不一致，也会加剧品种的混杂。

在植物生产中，品种混杂退化是经常发生和普遍存在的现象。因此，必须采取适当措施，防止品种混杂退化，充分发挥良种在生产中的作用。品种混杂退化的原因。1．机械混杂

植物品种在种子生产过程中，包括从播种到收获、加工、运输、贮藏，或是接穗的采集、种苗的生产、调运等，如果操作不严，常使繁育的品种内混入异品种、异作物或杂草，从而造成品种混杂。另外，不合理的轮作和田间管理，可使前茬植物或杂草种子自然脱落产生自生苗，或施用未腐熟的厩肥和堆肥中含有能发芽的种子，均可造成机械混杂。2．生物学混杂

有性繁殖作物的种子生产中，由于品种间或种间一定程度的天然杂交，使异品种的配子参与受精过程而产生一些杂合个体，在继续繁殖时会产生许多重组类型，致使原品种的群体遗传结构发生变化，造成品种混杂退化。生物学混杂在异花授粉类型的植物中最易发生，其影响会随世代的增加而增大，因而一旦发生，混杂发展速度极快。3．遗传变化和自然突变

通常说优良品种是一个纯系，但绝对的纯是没有的。自花授粉植物的新选品系自交代数不够，基因型未完全纯合，会继续发生分离，使品种群体不整齐；常异花授粉作物的育种过程中，不同系之间常发生天然杂交，延缓了个体纯合过程。

品种在繁殖过程中还会发生自然突变，且突变多数情况下是表现劣变。自然突变的频率虽然很低，但会随着繁殖代数增多而使劣变性状不断积累，导致品种退化。4．栽培技术不良和选择不当

在良种繁育过程中，由于不了解选择的方向和不掌握被选品种的特点等原因，进行不正确的选择，会加速品种的混杂退化。如在高粱、棉花间苗时，把表现有杂种优势的杂苗误认为壮苗选留下来；又如玉米自交系繁殖田中，若不注意自交系特征、特性，往往将弱小的自交苗拔掉，留下健壮的杂种苗；片面追求稻、麦品种的大穗型，往往造成植株变高、成熟推迟和分蘖率降低，这样长期的不正确选择会引起品种的退化。5．遗传漂移

遗传漂移（geneticshift）：一般发生在小群体采种中。留种株数过少，会导致遗传学上的基因漂移，而这种基因漂移可能导致一些优良基因的丢失。在良种繁殖中，若采种群体过小，由于随机抽样误差的影响，会使上下代群体间的基因频率发生随机波动，从而改变群体的遗传组成，导致品种退化。一般个体的差异愈大，采种个体愈少，随机漂移就愈严重。6．病毒感染

马铃薯、大蒜、菊花、大丽花、苹果、柑橘等植物受病毒侵染会产生一些独特的变异性状，而某些花卉植物受感染后的变异性状却常具非同寻常的观赏作用。

综上所述，植物品种的混杂退化是一个很复杂的问题，任何改变遗传平衡的因素，都可能使品种群体的性状表现发生变化，导致混杂退化，在防杂保纯时应综合考虑。（二）品种防杂保纯措施1．严格种子繁育规则，防止机械混杂

在种子繁殖过程中，首先要对播种用种严格检查、核对、检测，确保亲代种子正确、合格。从收获到脱粒、晾晒、清选加工、包装、贮运、处理，均严格分离，杜绝混杂。以营养器官为繁殖材料的，从繁殖材料的采集、包装、调运到苗木的繁殖、出圃、假植和运输，要备有记录，内外标签应具防湿功能，严防出错。同时要合理安排繁种田的轮作和耕作，不可重茬连作，防止种子残留田间造成混杂。2．严格隔离，防止生物学混杂

防止种子繁殖田在开花期间的自然杂交，是减少生物学混杂的主要途径。特别是对异花授粉作物，繁殖田必须进行严格隔离，常异花授粉和自花授粉作物也要适当隔离。隔离的方法有空间隔离、时间隔离、自然屏障隔离和设施隔离（套袋、罩网、温室等），可因时、因地、因作物、因条件选择适宜的方法。3．去杂去劣，正确选择

去杂是去掉非本品种的植株，去劣则指去掉生长不良或感染病虫的植株。去杂去劣应及时、彻底，最好在生长发育的不同时期分次进行。4．选用或创造适合种性的生育条件

选择或创造适宜的种苗繁育条件进行繁育种苗，可有效地减少品种退化。如在高寒地区繁种，可较好地防止马铃薯、唐菖蒲等作物的品种退化。依据植物品种的种性特点，选用适宜的种植地点或采用有利于保持和增强其种性的栽培措施，可减少遗传变异。5．用优质种苗定期更新生产用种

用纯度高、质量好的原种或原种苗，及时更新生产用种，亦是防止植物品种混杂退化和长期保持其优良种性的重要措施。无性繁殖的植物，采用组织培养的方法生产脱毒苗，可防止因病毒感染导致的品种退化，显著提高产量和品质。第三节

植物的繁殖方式与种子生产技术

在长期的进化过程中，植物适应于系统发育的环境条件，加上对栽培植物的人工选择，形成了各种不同的授粉、繁殖方式以繁衍后代。鉴于繁殖方式的不同，其后代群体的遗传特点各异，对不同植物的育种方法、种子生产方式也就不同。一、植物繁殖方式与遗传特点

高等植物一般分为有性繁殖和无性繁殖两大类。（一）有性繁殖方式及其遗传特性

有性繁殖（sexualreproduction）是植物繁衍后代的基本方式，是指经雌雄配子的融合即受精过程而形成种子（孢子体）繁衍后代的繁殖类型。依据参与受精的雌雄配子的来源，又可分为自花授粉植物、异花授粉植物和常异花授粉植物。1．自花授粉植物及其遗传特点

自花授粉植物（self-pollinationplant）是指同一朵花的花粉传授到同朵花的雌蕊柱头上进行授粉、受精而繁殖后代的植物，又称自交植物，如小麦、水稻、大麦、豆类、花生、大麻、烟草、亚麻、茄子、番茄、辣椒等。这类植物都是雌雄同花，花器具严密保护，外来花粉不易进入；花冠多无鲜艳色彩，也少有香味，且多在早晨或夜间开放，不利于昆虫传粉；其具有很高的自交率，自然异交率一般不超过1%，最高的也只有4%。

自花授粉植物具有如下遗传特点：

（1）基因型和表现型的一致性

这是自花授粉植物遗传行为上的显著特点。通过单株选择或连续自交产生的后代，其基因型和表现型相对一致，一般称为纯系。即使个别植株或花朵偶然发生天然杂交，也会经连续几代的自花授粉而使其后代的遗传组成趋于纯合。

（2）遗传行为的相对稳定性

在自花授粉植物群体中通过人工选择产生的纯系的一致性，在其后的各个世代中，不通过人工自交都能较稳定地保持下去，即在一定时间内和一定条件下在遗传行为上表现出相对稳定性，这是自花授粉植物优良品种得以较长期在生产上推广使用的重要原因。（3）自交不退化或退化缓慢

自花授粉植物具有自交不退化或退化缓慢的特点，这是自花授粉方式在长期的进化过程中得以产生和保存下来的原因。达尔文关于“杂交一般是有利的，自交时常是有害的”论点，是生物繁殖的普遍规律，但自交有害是相对的，在一定条件下亦成为有利的方式。

当然，自花授粉植物的纯是相对的，存在一定的天然异交率，通过异交产生基因重组，也可能由于环境的改变等发生基因突变，或由微小变异发展成显著变异等（遗传物质的改变）。2．异花授粉植物及其遗传特点

异花授粉植物（cross-pollinationplant）是指通过不同植株花朵的花粉进行传粉而繁殖后代的植物，又称异交植物。异花授粉植物的自然异交率超过50%，甚至高达95%或100%。

异花授粉植物又可分为三类

第一类是雌雄异株（dioecious），即有雄株雌株之分，雌、雄花分别长于不同植株上，如大麻、银杏、菠菜、木爪、石刁柏等，为完全的异花授粉植物。

第二类是雌雄同株异花（monoecious），如玉米、蓖麻、桑、瓜类等。

第三类是雌雄同花(异常)，但雌雄蕊异熟或花粉异型不能自交，如李子、葱、荞麦、芹菜等；或自交不亲和，如黑麦、向日葵、甜菜、甘薯等。

异花授粉植物的遗传特点如下：

（1）个体内的杂合性和个体间基因型与表现型的不一致性

异花授粉植物的群体是不同来源、不同遗传性的两性细胞融合产生的杂合子形成的后代，群体内各个体的基因型是杂合的，各个体间的基因型是异质的，没有基因型完全相同的个体。因此，它们的表现型多种多样，（在自由授粉条件下）没有完全相似的个体。（2）植株个体后代性状的多样性

由于异花授粉植物群体的复杂异质性，从群体中选择的优良个体的后代，总是出现性状分离，表现出多样性，优良性状难以稳定遗传。因此，为了获得较稳定的纯合后代和保证选择效果，必须适当控制授粉条件，进行多次选择。

异花授粉植物不耐自交，自交会导致生活力显著衰退。为避免或减轻自交对生长力下降的影响，对异花授粉植物进行改良时，多采用多次混合选择法。通过若干世代自交、选择，得到纯合的自交系，再进行优良自交系间的杂交，会得到具有强杂种优势的杂交种。（3）异花授粉植物易自交衰退（inbreedingdepression）3．常异花授粉植物及其遗传特点

同时依靠自花和异花两种方式授粉繁衍后代的植物称为常异花授粉植物，又称常异交植物。

此类植物是自花授粉和异花授粉植物的中间类型，通常以自花授粉为主，自然异交率在4%～50%之间，比较典型的有棉花、高粱、蚕豆、苜蓿、甘蓝型和芥菜型油菜等。但其自然异交率常因植物种类、品种、生长环境而有较大变化，如棉花自然异交率的变幅为1%～18%。

常异交植物的花器和开花习性的特点是：雌雄同花，但雌雄蕊不等长或不同期成熟，雌蕊外露易接受外来花粉，花冠色彩鲜艳并能分泌蜜汁以引诱昆虫传粉，花朵开花时间长等。

常异花授粉植物的遗传特点如下：

（1）主要性状多处于同质纯合状态

常异花授粉植物以自花授粉为主，故其主要性状多处于同质纯合状态。

（2）自交后代退化现象不显著

在人工控制条件下进行连续自交,

与异花授粉植物相比较，后代一般不会出现显著的退化现象，如高粱、棉花等作物进行连续自交，其后代有一定的生长力退化现象，但不太明显。（二）无性繁殖方式及其遗传特点

凡不经过两性细胞受精而繁殖后代的方式统称为无性繁殖（asexualreproduction）。无性繁殖主要包括营养体繁殖（vegetativepropagation）和无融合生殖（apomixis）。1．营养体繁殖及其遗传特点

利用植物营养器官如根、茎、叶等的再生能力，通过分根、扦插、压条、嫁接等方式产生新的植物体，称为营养体繁殖。生产上利用营养体产生种苗的植物主要有甘薯、马铃薯、甘蔗、木薯、芝麻、蒜、姜及部分果树、花卉、林木等。

这类植物所以选择营养体繁殖，有的是因一般条件下不易结种，如甘薯、莲、姜等。在一定条件下，这类植物也可以进行有性繁殖，亦有自花授粉和异花授粉之分，如马铃薯为自花授粉，甘薯则为异花授粉。

由一个单株通过营养体无性繁殖产生的后代体系，称为无性繁殖系，简称无性系（clone）。无性系是由母体体细胞分化繁衍而来，因而不论母体的遗传基础纯杂，其后代的遗传型和表现型与母体完全相似，通常也无分离现象。这是无性繁殖植物遗传行为上的一个显著特点。二、种子生产基本技术（一）隔离技术1．授粉方式与隔离的关系

授粉方式：隔离措施是为了保证生产种子的遗传纯度和种性。由于有性繁殖植物的授粉方式不同，在种子生产时要求的隔离条件就不同，异花授粉植物要求最严，常异花授粉植物次之，自花授粉作物要求隔离条件最低。

植物种类：不同植物种类要求也不相同，林木、花卉等种子的生产目前由于隔离还不太严格，而农作物和蔬菜种子要求相对较高。传粉方式不同隔离程度也不同，虫媒花要求隔离较远，风媒花隔离相对要求较近。2．种子生产隔离的方法（1）空间隔离

通过空间距离将制种区与其它品种隔开，防止其它花粉飞入制种区。不同作物，种子生产的空间隔离距离不同，具体隔离条件在各作物制种中将会介绍。（2）时间隔离

在种子生产中利用花期不同防止其它品种花粉的干扰。一般玉米、高粱要求与其它品种播期错开40天左右，水稻20～30天。（3）自然屏障隔离

利用山体、河沟、树林、果园、建筑等自然障碍物隔离，防止其它品种花粉的干扰。（4）人为屏障隔离

人为设置一些障碍物，防止其它品种花粉的干扰，如风媒花利用高秆作物，虫媒花搭建纱网等。（二）提纯复壮技术（应用纯系理论）

提纯复壮就是使种子由杂转为纯，由退化转化为复壮，以获得相对纯的、生活力强的、无混杂退化的种子。复壮技术在种子生产中应用较广泛。

1．提纯复壮的一般程序

（1）选择优良单株

在要复壮的品种、自交系、不育系、保持系以及恢复系中，选择性状典型，丰产性好的单株。

（2）株行比较

将选择的单株种成株行，根据性状表现，在生长期间评比，在收获前决选，淘汰杂劣株分行收获。（3）株系比较

上年入选的株行各成为一个单系，种于株系圃，每系一区，对其典型性、丰产性、适应性等进一步比较试验。去杂去劣后混合收获，产生复壮种子。（4）混系繁殖

将株系圃内的混合种子种于原种圃，扩大繁殖。2．复壮的对象

（1）品种

对于自花授粉的品种如小麦、水稻、豆类，一般采用2级提纯法，即不经过株系圃，由株行圃选出的株行即混合。对常异花授粉的品种，如棉花，多采用3级提纯法，即：选株—株行比较—株系比较—混合繁殖。

（2）自交系

在选种圃内选择的优株要套袋自交，株行比较时，还应在株行选优株套袋自交，收获后注意穗选，混合脱粒生产原种。玉米自交系，在选种圃内选择优株时，在自交的同时，分出部分花粉与测验种植株杂交（5-7穗）配成测交种，于下一年测定其配合力。

（3）不育系、保持系

要选择优株，成对授粉，配套提纯。（三）杂交制种关键技术（利用开花繁殖特性）

杂交制种技术主要包括以下几个方面：1．确定亲本（自交系、不育系、恢复系）的播期

亲本的播期是杂交制种成败的关键，尤其是花期短的作物，一般如父母本花期相差2~3天或相同，可同期播种。在两者花期相差较大时为了保证花期相遇，父本可分两期播种，相隔5~7天，以延长父本开花时间。

2．确定亲本行比

在保证父本花粉的前提下，应尽量增加母本行数，以便收杂种种子。

杂交玉米的父母本行比可提高到1：5—6，杂交水稻父母行比2：12。3．去杂去劣

为提高制种质量，在亲本繁殖田严格去杂的基础上，对制种区的父母本也要认真去杂去劣，获得纯正的杂种种子和保持父本的纯度。

4、去雄授粉

根据作物的特点和去雄技术，及时干净地给母本去雄，并通过人工授粉和人工辅助授粉的手段，提高结实率，增加产种量。对于玉米以摸包去雄效果好。（四）组织培养技术

基于植物的全能性，植物组织培养是指各种类型的植物无菌培养技术。近年来植物组织培养技术发展迅速，从植株培养、胚培养、器官培养（根尖、茎尖、花、叶、未成熟果实），组织培养到细胞悬浮培养，这不仅对植物形态形成和生理学的进一步研究作出了贡献，同时，也给育种和种子生产带来了技术上的革新。1．组培技术在种子及种苗生产中的应用（1）快速繁殖

组织培养快速无性繁殖植物是一种经济效益特高的新技术。如名贵花木、稀有材料的繁殖等，目前已在甘薯、马铃薯、草莓、兰花、康乃馨、葱类等大批植物上组织培养快速无性繁殖获得成功。（2）人工种子繁殖

植物组织培养中经常出现一种起源于体细胞而在体内没有的特殊组织结构——胚状体。

Reinert（1958）在进行胡萝卜贮藏根组织培养实验中，观察到分化的组织器官形成过程中出现一种具有极性的不定胚，其发育过程象受精卵一样顺序通过原胚期，球形胚期和鱼雷胚期，子叶期各个阶段。同年，Steward等从胡萝卜胚状体获得了完整的再生植株。

（3）脱病毒

植物受病毒为害是一个影响生产的严重问题，目前已发现植物病毒的种类不下五百种，许多栽培植物因为感病而严重减产，品质变劣。目前利用组培脱毒的植物种类越来越多，这一技术已在葱类、大蒜、甘薯、马铃薯、果树、花卉等脱毒苗广泛应用。三、杂种优势理论与杂交种种子生产

（一）杂种优势的概念

杂种优势（heterosis）是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种1代（F1），在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等方面比其双亲优越的现象。

在植物种植上利用杂种优势，可大幅度提高产量和改良品质。

（二）杂种优势的遗传理论

关于杂种优势的遗传原理，目前有显性和超显性两种假说。（三）杂交种种子生产的特点

尽管杂种优势是生物界的普遍现象，但杂种优势的表现却因组合不同、性状不同、环境条件不同而呈现复杂多样性。从基因型看，自交系间的杂种优势要强于自由授粉品种的杂种优势。同为自交系，不同组合间的杂种优势，差异也很大。从性状上看，一般综合性状上往往表现为较强的杂种优势，而在某些单一性状上有时并无优势。因此，进行杂交制种，各组合间必须进行严格的隔离。

F1优势：杂种优势的强弱，还与亲本间的亲缘关系、生态类型、地理距离及性状有关，一般差异大且性状具有互补性时，其F1优势较强。在双亲的亲缘关系和性状有一定差异前提下，基因型的纯度愈高，则杂种优势愈强。

F2衰退：F2及以后世代的衰退（depressionofheterosis）。与F1相比，F2及以后世代在生长势、生活力、抗逆性、产量等方面都表现显著的下降，且亲本的纯度愈高，F1的优势愈大，F2及以后世代的衰退就愈明显，这是由于基因的分离重组破坏了F1群体基因型的高度杂合所引起。因此，在杂种优势利用上，F2及以后世代不能利用。第四节

种子生产的生态条件及基地建设

种子生产是名、特、优、新品种种子的商品化生产。任何一个新品种，都是在一定的生态条件下选育出来的，因此，选择相适应的生态条件进行新品种种子的生产，方能提高商品种子的产量和品质，降低生产成本，提高经济效益。

一、种子生产的生态条件

种子生产的生态条件（ecologicalcondition）主要是指自然条件，包括气候、土壤、生物群落等。（一）生态条件对种子生产的影响

影响种子生产的气候条件，主要有无霜期、日照、温度、年降雨量和雨季分布等。

无霜期和有效积温是植物能否正常完成生育期的基本条件，制种植物的生育期，必须短于或等于制种地的无霜期，而其所要求的有效积温，必须小于等于制种地的有效积温，否则，制种植物将不能正常生长或受到极大伤害。温度的不适宜还可能造成植物产量、品质的降低、生育期的改变及病毒感染引起种性退化等。

光照对植物的影响大致包括光照时间、强度及昼夜交替的光周期。一般，光照充足有利于植物生长，但在发育上，不同植物、不同品种对光照的反应是不同的。长日照植物（longdayplant）如小麦、大麦、洋葱、甜菜、胡萝卜等，日照达不到一定长度就不能开花结实；而短日照植物（shortdayplant）如水稻、谷子、高粱、棉花、大豆、烟草等则要在日照短的时期才能进行花芽分化并开花结实。

（二）种子生产中生态条件的调控

选择或人工创造适宜于种子生产的生态条件，是制种成功的基础。一般种子生产中生态条件的调控，主要有如下途径：1．就近制种

一般来讲，育成品种地区的生态条件就是最适合的生态条件，其附近地域应该是该品种最好的种子生产地。如适合于大面积种植马铃薯的黑龙江地区，冷凉的生态条件使种薯带毒低，是生产种薯的最佳地域。再如新疆的长绒棉，新疆干燥的气候、长日照和昼夜温差大的生态条件也最适合棉花种子生产。

2．异地制种

利用异地或当地不同地带生态条件的差异，选择适宜的地区制种，亦是多年来广泛采取的人为控制自然条件的措施之一。如黄河、长江流域大量种植的马铃薯，其种薯若在当地繁殖，会因结薯期气温高使品种迅速退化。夏季作物的冬季南繁制种，也是人为控制制种生态条件的成功例子。3．设施制种

利用人工温室、塑料大棚进行稀有、珍贵急需种子制种，为蔬菜、园艺等植物的种子生产创造适宜的生态条件，使其不受季节气候的影响。二、种子生产基地建设（一）现代种子生产基地的要求

现代种子生产基地应当向专业化、规模化、产业化方向发展。

专业化，即指每一种商品种子，要建立专门的生产基地，要有专业技术人员组成，严格按照种子生产技术规程来进行种子生产。

规模化，即指每一个基地要有相当规模的面积，要连片单一种植，实现商品化大生产。尤其像玉米单交种制种和亲本繁殖的生产基地，对隔离的要求特别高，只有规模化生产，才能生产出数量大、质量高的杂交种子，满足现代化农业生产的需求。

产业化，则指商品种子的生产要面向国内、国际市场，要实行定单生产，种子生产基地实行产、供、销一体化。

（二）种子生产基地建设措施

建立一个现代种子生产基地，其基本工作程序不外乎地域的选择、基地的建设、基地的管理、基地的扩大完善。1．地域的选择

生育期温度适宜、光照充足，雨水较充沛或有灌溉条件，土质适宜等，才能保证植物品种的优良种性得以表现，保证种子质量和产量，降低种子价格。另外，地形、地势、土地规模也是应该考虑的因素，尤其是杂交制种田，要设置在便于隔离、排水、防霜冻的较大规模地块上，以便于规模化生产。还要注意不能在重病区或病虫害常发生，尤其有检疫性病虫害的地区建立基地。

科技水平较高、交通方便、信息来源和传递较快的地方。2．基地的建设

选好地域，并与当地签订好基地建设协议后，要尽快进行基地基础设施的规划、建设，包括周边环境的清理，土地的整平培肥、灌溉设施的配套，隔离区的设置等。种子生产技术队伍的建立、培训也是一项重要工作，要建立一支有组织、有能力、懂技术的队伍。3．基地的管理

基地一经建设，就要着手制定一系列的规章制度、生产技术规程，对于每一个制种环节，做到事先培训，届时指导，技术可行，有章可循，从种到收，井然有序。4．基地的扩大完善

建设一个基地，要由小到大，逐步完善。每个生产季节结束后，要认真总结、整改，力争尽快地将基地建设建成符合专业化、规模化、产业化的现代种子生产基地。第二章思考题1名词解释：纯系品种、杂交种品种、群体品种、无性系品种2

简述纯系学说的概念及其与种子生产的关系。3简述栽培品种的DUS三性。4简述植物的有性繁殖方式及其遗传特点。5试述人工种子的概念及研制意义。6种子生产的主要生态条件包括哪些方面？第三章

自花授粉农作物种子生产技术

作物按授粉方式:自花授粉、异花授粉、常异花授粉。自花授粉作物一般雌雄蕊同花，基