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杂交育种的育种学原理1、综合双亲的优良性状杂交育种的育种学原理2、产生新的性状(AAbb)(aaBB)×(AABB)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）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。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％。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%。

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多倍体育种植物基因工程育种

Plantgeneticengineering基因枪法培育转基因植物

Theuseofgenegunto

producetransgenicplants

农杆菌介导植物转基因Agrobacterium-mediatedgenetransfer

Coloniesofagrobacteriumtumorfaciens转基因抗虫水稻transgenicBtrice

non-transgenicriceGMBtriceGMBtricenon-transgenicrice“金色水稻”——转基因含类胡萝卜素水稻“Goldenrice”hasbeengeneticallymodifiedtocontainbeta-caroteneOurbodiesusebeta-carotenetomakevitaminA转基因食品

GeneticallyModified(GM)Foods

MorethanhalfoftheAmericancropsofsoybeansandcornwereGMO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。

（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

(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(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。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。

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。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。

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”。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。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。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。

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。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。

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。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。（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。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.（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。（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。

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

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：（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