农学概论第六章种子工程

第四章作物种子与播种技术第一节作物育种与良种繁殖第二节种子检验与加工第三节种子萌发与播种技术目前一页\总数八十一页\编于点一、作物育种

利用常规杂交选育或生物技术手段对作物进行遗传改良，获得高产、优质、抗病虫、抗逆境的新品种第一节作物育种与种子生产目前二页\总数八十一页\编于点植物育种细胞工程育种诱变育种基因工程育种多倍体育种单倍体育种杂交育种传统育种方法作物育种方法目前三页\总数八十一页\编于点二、几种育种方法比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种方法亲本杂交，后代选择用射线、激光、化学药物处理用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养、用秋水仙素处理幼苗原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异细胞全能性优缺点方法简单，可预见性强，但周期长加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低缩短育种年限，但花药培养成苗率较低目前四页\总数八十一页\编于点基因工程育种与细胞工程育种细胞工程育种基因工程育种方法细胞融合组织培养转基因技术原理植物细胞的全能性遗传密码通用性重组DNA优缺点克服远缘杂交不亲和性体细胞杂种不易稳定按人们意愿定向改造生物的性状

生物安全问题目前五页\总数八十一页\编于点亲本1亲本2亲本3亲本4亲本5亲本n

注：代表各亲本所具的不同优良性状杂种新品种选择培育第二节杂交育种目前六页\总数八十一页\编于点一、杂交育种的基本原理杂交育种的遗传学原理杂交育种的育种学原理目前七页\总数八十一页\编于点杂交育种的遗传学原理基因的自由分离规律基因重组规律基因连锁互换规律细胞质遗传规律数量性状遗传目前八页\总数八十一页\编于点杂交育种的育种学原理1、综合双亲的优良性状目前九页\总数八十一页\编于点杂交育种的育种学原理2、产生新的性状(AAbb)(aaBB)×(AABB)目前十页\总数八十一页\编于点二、亲本的选择根据育种目标选用具有优良性状的品种类型作为杂交亲本目前十一页\总数八十一页\编于点广泛搜集符合育种目标原始材料，精选亲本亲本应尽可能具有较多的优良性状重视选用地方品种亲本的一般配合力要高广精土高亲本的选择原则父母本性状互补补目前十二页\总数八十一页\编于点三、杂交方式和技术1、单交（singlecross）最简单的杂交方式，两个亲本的杂交方式，又称成对杂交。乙

（♀）×甲（♂）甲（♀）×乙（♂）互为正反交杂交方式目前十三页\总数八十一页\编于点四、杂交后代的选择无性繁殖园艺作物杂交后代的选择只对杂交的F1进行选择，重点是培育。有性繁殖园艺作物杂交后代的选择系谱法（pedigreemethod）混合法（bulk-populationmethod）单子传法（singleseeddescentmethold）目前十四页\总数八十一页\编于点1、系谱法

系谱法也也就是连续单株选择法，是按上下代的遗传亲缘关系进行选择的方法，它是自花授粉作物杂种后代最常用的杂交后代选择方法。目前十五页\总数八十一页\编于点亲本P1亲本P2×入选群体的5-10%F3F1P1P2亲本P3亲本P4×P3P4F2×××××××√√√√√√自花授粉作物系谱法选择程序目前十六页\总数八十一页\编于点亲本P1亲本P2×入选群体的5-10%F3××××××F1P1P2亲本P3亲本P4×P3P4F2×√√√√√√F4略升级鉴定整齐、优良自花授粉作物系谱法选择程序目前十七页\总数八十一页\编于点亲本P1亲本P2×入选群体的5-10%F3××××××F1P1P2亲本P3亲本P4×P3P4F2×√√√√√√F4略F5××××CK×自花授粉作物系谱法选择程序目前十八页\总数八十一页\编于点亲本P1亲本P2×入选群体的5-10%F3××××××F1P1P2亲本P3亲本P4×P3P4F2×√√√√√√F4略F5××××CK×F6×CK自花授粉作物系谱法选择程序目前十九页\总数八十一页\编于点亲本P1亲本P2×入选群体的5-10%F3××××××F1P1P2亲本P3亲本P2×P3P2F2×√√√√√√F4略互为姐妹系互为姐妹系互为姐妹系目前二十页\总数八十一页\编于点1·概念利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）诱导植物发生基因突变2·方法：辐射诱变、激光诱变、化学诱变第三节其他育种方法

诱变育种目前二十一页\总数八十一页\编于点γ射线ＰDDTT高秆抗锈病

ddTT矮秆抗锈病γ射线Ｐddtt矮秆不抗锈病

ddTT矮秆抗锈病或诱变育种目前二十二页\总数八十一页\编于点农作物黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑农五号”等大豆品种，产量提高了16％，含油量比原来提高2·5％。目前二十三页\总数八十一页\编于点太空育种--------利用宇宙射线诱变育种太空辣椒平均单个重达500克，果实中维生素C的含量提高了10%～25%；黄瓜1根达1米多长；“航天芝麻1号”不仅个大，而且单株蒴果达98粒以上；水稻蛋白质含量可提高8.7%～12%。目前二十四页\总数八十一页\编于点

诱变育种特点：①提高变异频率，使后代性状较快稳定②大幅度改良某些性状③诱发的个体产生有利的不多目前二十五页\总数八十一页\编于点杂交育种诱变育种原理基因重组基因突变方法杂交用物理或化学方法处理生物优点集中不同品种的优良性状于一个新品种上提高变异频率，加速育种进程，缺点育种时间长有利变异少，需大量处理供试材料目前二十六页\总数八十一页\编于点PDDTT高秆抗锈病×ddtt矮秆易染锈病F1DdTt高秆抗锈病F2ddTt、ddTT矮秆抗锈病自交自交FnddTT矮秆抗锈病∶∶∶单倍体育种DT、dT、Dt、dt花药离体培养ddTT矮秆抗锈病DT、dT、Dt、dt秋水仙素处理

单倍体幼苗

花粉

纯合体植株减数分裂目前二十七页\总数八十一页\编于点多倍体育种目前二十八页\总数八十一页\编于点植物基因工程育种

Plantgeneticengineering基因枪法培育转基因植物

Theuseofgenegunto

producetransgenicplants

目前二十九页\总数八十一页\编于点农杆菌介导植物转基因Agrobacterium-mediatedgenetransfer

Coloniesofagrobacteriumtumorfaciens目前三十页\总数八十一页\编于点转基因抗虫水稻transgenicBtrice

non-transgenicriceGMBtriceGMBtricenon-transgenicrice目前三十一页\总数八十一页\编于点“金色水稻”——转基因含类胡萝卜素水稻“Goldenrice”hasbeengeneticallymodifiedtocontainbeta-caroteneOurbodiesusebeta-carotenetomakevitaminA目前三十二页\总数八十一页\编于点转基因食品

GeneticallyModified(GM)Foods

MorethanhalfoftheAmericancropsofsoybeansandcornwereGMO目前三十三页\总数八十一页\编于点二、良种繁殖

一个新品种经审定被批准推广后，就要不断进行繁殖，并在繁殖过程中保持其原有的优良种性，不断地生产出大量优质成本低的种子，供大田生产。目前三十四页\总数八十一页\编于点

（一）原种

育种家提供的种子一般称为原原种，由原原种生产原种，由原种生产良种。

二、良种繁殖目前三十五页\总数八十一页\编于点

(二)原种生产中国主要作物原种生产的方法有：循环选择法:自花授粉、常异花授粉作物混系繁殖法:

杂交水稻三系自交选择法：玉米自交系三系法、二系法等：杂交组合目前三十六页\总数八十一页\编于点(三)良种的加速繁殖

1.提高繁殖系数

主要途径是节约单位面积的播种量；同时提高单位面积产量。

2.一年多代繁殖

主要方式是异地或异季繁殖，即选择光、热条件可以满足作物生长、发育所需要的某些地区，进行冬繁或夏繁加代。目前三十七页\总数八十一页\编于点二、种子工程

中国新的农业技术革命，将种子工程作为发展农业生产的一项战略选择和重点措施，列为农业科技的第一工程。种子工程又叫种子产业化工程，包括广义的种子工程和狭义的种子工程。

目前三十八页\总数八十一页\编于点广义的种子工程

是指种子“育、繁、加、销一体化”，要求品种选育、良种繁殖、种子加工、种子检验、种子销售部门即产学研实现联合，集中优势人力、财力，逐步建立由种子公司企业兴办育种科研的新体制。目前三十九页\总数八十一页\编于点狭义的种子工程

是指种子加工产业化，包括种子精选和加工、种子包装和挂牌、种子包衣等。目前四十页\总数八十一页\编于点

生物技术已应用到种子加工上，形成了所谓“人工种子”等新产业。

人工种子是指将作物的胚或体细胞包裹处理成“种子”。目前四十一页\总数八十一页\编于点第二节种子检验与加工一、种子的质量要求优良的种子包括两方面的含义：1.种子的遗传性好，产量高，品质好。2.种子的质量好，播种后发芽快，苗齐苗壮。目前四十二页\总数八十一页\编于点优良的种子应具备以下条件：

纯度高、粒大、饱满、洁净、发芽势强，发芽率高，含水量低、整齐均匀、没有病虫害。同时要考虑贮藏时间的长短。目前四十三页\总数八十一页\编于点种子的寿命

是指种子保持萌发能力的最高年限。种子寿命长短，因植物种类的不同而有差异。农作物种子的寿命一般在3—5年。

目前四十四页\总数八十一页\编于点

保持有实用价值种子的最高年限称为植物种子的有效年限。通常发芽率在50％以上的种子为有实用价值的种子。种子的有效年限--(有实用价值的年限)：

当种子发芽率低于50％时，不能作为生产用种。目前四十五页\总数八十一页\编于点作物种类寿命(年)利用(年)花生胡萝卜油菜水稻小麦棉花绿豆1～22532～3381l33225表4-1种子的寿命和利用年限目前四十六页\总数八十一页\编于点二、种子检验

种子检验工作可以保证作物种子的播种质量具有较高的水平，使优良品种能充分发挥增产效益。检验内容包括品种品质和播种品质两个方面，检验方法有田间和室内两种。

目前四十七页\总数八十一页\编于点1.田间检验

主要检验本品种的真实性和纯度，并对病虫感染程度，杂草和异种作物混入情况进行调查。根据本品种具有的一些明显特征，在抽穗至成熟阶段进行。并根据种子田面积，选取5—10点，不同作物每点选10—50株检验。目前四十八页\总数八十一页\编于点2.室内检验

在种子入库、调运或播种前进行，以播种品质为主。主要项目有七项。目前四十九页\总数八十一页\编于点（一）品种纯度

品种纯度指本品种的植株或种子，在田间植株中或收获种子中所占的百分数。用作种子时对品种纯度的要求比较高，一般应在90％以上，否则易杂交退化。目前五十页\总数八十一页\编于点品种纯度的检验

取500—1000粒样本两个，或重量相等(50g)的样本两个，按品种特征逐粒比较,分出本品种种子和异品种种子,计算本品种种子数占被检种子数的百分率.目前五十一页\总数八十一页\编于点（二）种子净度

净度是指样本中去掉杂质后，留下本作物完好种子重量占样本重量的百分数。种子净度又称种子清洁率。目前五十二页\总数八十一页\编于点（三）种子的发芽势和发芽率

发芽势

表示种子发芽出苗的整齐程度。用规定天数内（3-5天）发芽种子数占供检种子总数的百分数表示。

发芽率

则表示能正常发芽的种子占供试种子的百分数，生活力强的种子发芽率应在90％以上。

目前五十三页\总数八十一页\编于点

将待测发芽率的种子从不同部位取样。取300～500粒种子。每份按100粒等分。分别放在装有湿砂或棉花的盘内摆均匀，放在适于发芽的温度条件下，5-10天时记录100粒种子萌动和萌发种子的数目。发芽率的测定目前五十四页\总数八十一页\编于点

发芽率是在实验室测定的，播种后实际出苗率受很多因素影响。麦类，水稻，玉米等作物的田间出苗率可达90％左右。而高梁、棉花等易受真菌侵染，使种子腐烂，虽然种子的发芽率在95％，经消毒处理的田间出苗率一般只有75％，未经消毒处理的只有50％左右。如果种子发芽率在60-70％时，田间出苗率仅有20-25％，这样的种子生活力弱，不能播种使用。注意：目前五十五页\总数八十一页\编于点（四）整齐度

种子整齐度是指种子大小的一致性。

80％以上大小相似(麦类种子相差0.20—0.25mm范围以内)的种子才算整齐的种子。（五）千粒重

千粒重是种子大小和饱满程度的综合指标。目前五十六页\总数八十一页\编于点

在检验过净度的种子中，随机抽取两份种子。一般小麦、水稻每份1000粒，玉米500粒，棉花、花生100粒。称取种子重量取平均值为该作物种子的千粒重。

千粒重的测定目前五十七页\总数八十一页\编于点（六）病虫害感染率

以感染病虫害植株数或种子数占供检作物总株数或种子总数的百分数表示。可在田间和室内进行。

（七）含水量

取种子20-50粒，磨碎，混匀，取两份各5g左右，置于105℃烘箱中3-4小时，达恒重后计算含水量百分率。

目前五十八页\总数八十一页\编于点

三、种子的精选加工

(一)预清

预清是清除含量比较多的一些杂质，如颖壳、荚壳，茎、叶、芒以及其它可堵塞输送带和筛孔的杂物，使预清后的种子，能顺利的输送入各种精选机械。

目前五十九页\总数八十一页\编于点(二)干燥

预清后的种子如水分比安全贮藏水分高出3％，在气候潮湿的地区和条件下，应进行干燥。种子干燥一般使用干燥的热空气。空气温度越高，相对湿度越低，种子干燥越快。但最高的安全温度是多少，应考虑以下一些因素：

1．生理特性

2．化学成分

3．原始含水量

目前六十页\总数八十一页\编于点1．种子的生理特性

刚收获的种子，含水量较高，大部分尚处在后熟阶段，生理作用旺盛，对温度敏感，干燥速度应慢些，即应采用较低的温度。目前六十一页\总数八十一页\编于点2．种子的化学成分

淀粉类种子，组织结构较疏松，传湿力较强，可用较高温度干燥；蛋白质类种子，结构致密，传湿力弱，且种皮易失水破裂，应低温慢速干燥。油料作物种子,脂肪为不亲水物质，可以用较高温度，但由于种皮松脆，易破裂，所以温度也不能太高。目前六十二页\总数八十一页\编于点3．种子的原始含水量

原始含水量是决定种子对温度敏感性的主要因素之一，原始含水量越高，对温度越敏感，要求的安全温度越低。

一般认为45℃以下的温度是安全的。目前六十三页\总数八十一页\编于点(三)基本清选

基本清选和预清类似，作用是除去种子中的杂质，但更精细，更彻底，可将杂草种子，其它作物种子，破碎种子和其它比较轻的夹杂物清选掉。目前六十四页\总数八十一页\编于点(四)分级

经过预清和基本清选的种子，一些小粒，秕粒已除去，但种子大小仍不一致。分级就是除去大于或小于需要的种子，并且除去机械损伤和其它损伤的种子。目前六十五页\总数八十一页\编于点(五)拌药

药剂拌种的作用在于：防止种子表面的或土壤中的病菌和害虫，如腥黑穗病，枯萎病，金针虫等。有些内吸药剂能被幼苗吸收，可防除种子内部的病菌，如散黑穗病。防治由空气传染的病害，如叶霉病。目前六十六页\总数八十一页\编于点

种子拌药要求用量要精确，种子含水量应小于16%，拌药后贮藏时间一般不宜超过一个季度，贮藏温度不能过高，有毒药剂应加进颜料以便识别。目前六十七页\总数八十一页\编于点四、种子包衣技术

种子包衣是在种子外表均匀地包上一层药膜，药膜含农药、肥料、植物生长调节剂等物质，能起到杀菌杀虫和促进生长等作用。包衣所用的药膜称为种衣剂。处理后的种子具有明显的增产增效作用，且包衣后种子一般为警戒红色。目前六十八页\总数八十一页\编于点（一）种衣剂的作用与功能1.有效防控作物苗期病虫害2.促控幼苗生长，提高作物产量

3.节省种子和农药，提高经济效益4.减少环境污染5.促使良种标准化、丸粒化和商品化目前六十九页\总数八十一页\编于点

种衣剂对苗期病虫害防治效果在

70%-90%。而一般农药效果为30％-60%。1.有效防控作物苗期病虫害目前七十页\总数八十一页\编于点2.促控幼苗生长，提高作物产量

使用包衣后的种子，粮食作物可增产10％左右，棉花增产15％左右，花生可增产20％左右。目前七十一页\总数八十一页\编于点3.节省种子和农药，提高经济效益

包衣种子可实行精量播种，保证全苗壮苗。包衣后可节约种子1/3。同时，种衣剂的药效可维持40-60天，可减少用药量和用药次数，节约劳动力。

包衣种子投入和产出比约为：

1：10-80目前七十二页\总数八十一页\编于点4.减少环境污染

采用种子包衣，将高毒农药包于膜内，使之低毒化，减少发生毒害的可能性，并使苗期喷药方式改为隐蔽式，药效较长，苗期基本不需再施农药，减少了用药剂量和次数，从而减少了环境污染．目前七十三页\总数八十一页\编于点5.促使良种标准化、丸粒化和商品化

使用种子包衣技术要求对种子预先进行精选分级，选用籽粒饱满、生活力强的种子进行包衣处理。既保证了良种的标准化，也杜绝了粮种不分，有效地防止种子经营中假劣种子的流通，从而加速了种子产业化的进程。目前七十四页\总数八十一页\编于点（二）种衣剂的成分和特点

1.活性部分

对种子和作物起作用的物质。主要有农药、微肥、生长调节剂和微生物等．

2.非活性部分

用于保持种衣剂的化学和物理性状的辅助物质。包括成膜剂、