植物杂交种制种技术

实验22 植物杂交种制种技术

杂种优势是生物界的普遍现象，目前已广泛用于各类农作物。杂种优势的利用必须解决以下问题，诸如强优势组合，母本去雄，父本传粉和简单易行的制种技术。

植物杂交种制种是复杂的生产系统，主要包括确定种子田面积、设置隔离区、确定父母本间种植行比、调节播期确保花期相遇、田间去杂、母本去雄、父本传粉、杂种种子收获及加工等。由于各种植物的开花结实习性存在差异，所以在杂交制种的许多环节上处理方法也不同，突出表现在去雄、授粉和隔离区的设置等几方面。

母本去雄向来是利用杂种优势的一大难关。除雌雄异株的植物外，其它植物在利用杂种优势上，不管是单性花还是完全花，都必须解决杂交制种时母本的去雄问题。目前，母本去雄的方法可归纳三大类：人工去雄法、化学去雄法和生物去雄法。在本实验中只介绍人工去雄的杂交制种方法，其他的去雄方法，将在以后的实验中分述。

在杂交制种中，当母本开花时，父本应该供应数量充分而具有授粉能力的花粉。在有些情况下，除天然授粉外，还要进行人工辅助授粉或放养蜜蜂。对于异交植物和常异交植物来说，由于长期自然选择作用，花器结构和开花习性都是适于向外散粉的，而且花粉量多、寿命长。但自交植物花粉量少，飞不远，有的甚至闭花授精，很不利于杂交制种。因此，自交植物在杂交制种确定父本时，要缩小制种田母本和父本行比，增加父本行。本实验目的是学习掌握植物杂交种制种技术；获得杂交种子。

一、试材及用具

试材：玉米、辣椒（或水稻、番茄、黄瓜等）父母本种子。

用具：整地用具、镊子、70%酒精、脱脂棉、铅笔、纸牌、等。

二、方法步骤

本实验以玉米和辣椒为例

（一）玉米杂交制种技术

玉米为雌雄同株异花作物，雄蕊先熟，由于人工去雄杂交容易，玉米是农作物中最早利用杂种优势的作物。玉米利用杂种优势而组配的杂交组合形式很多，目前，主要是利用单交种。下面的实验是以单交组合，人工去雄为例的。

1．选地播种选地时要注意隔离。玉米花粉量极大，传播距离远，风媒花授粉，是典型的异花授粉植物，很容易接受杂交组合父本以外的花粉。因此，种子田的隔离是保证种子质量的重要环节之一。种田采用空间隔离，隔离距离为300米。一般杂交种制种区隔离应在200m以上，自交系繁殖区要求更严格些，隔离距离不少于400米。具体距离可根据风力大小，风向，地势等酌情而定。因为蜜蜂也能传播玉米花粉，选择隔离距离要考虑蜂场的远近。除空间隔离外，也可用父本隔离，在制种区周围多种植父本，父本种植宽度一般要求达到60m以上。在夏玉米和夏秋玉米地区，也可采用春播制种进行时间隔离。双亲的播种日期要考虑到花期相遇。

2．调节父母本行比制种田生产一代杂交种子，在父本花粉够用的情况下，尽可能增加母本行数。目前多采用2:8 的父本与母本行比。具体的行比应视父本花粉量和当地情况而定，因素复杂，不能照搬。

3．调节花期相遇玉米花粉量大，雌蕊保持接受花粉的时间较长。但由于玉米生殖器官发育特点和对高温干旱十分敏感，玉米制种田有时也有父本花粉供应不上的情况。为了制种田花期相遇和供应充足的花粉，常采取以下措施：

（1）调整播期制种田要根据父母本的生育期调整播种期，在正常年份，一般调整播种

期就可达到花期相遇，但在气候异常年份，则要注意花期预测，以便及早了解花期相遇情况。（2）选择土壤肥沃地块作制种田制种田应选择肥力较好，具备灌溉条件，旱涝保收的高产稳产地块，多施有机肥也是最好的抗旱措施，这样可保证玉米正常生长发育，免受干旱不良影响。

（3）利用栽培技术措施这可促进或延长父母本的花期，如对因生育迟缓，可能花期不遇的亲本，可用边追肥边灌水的办法促进早吐丝或抽雄，间苗或补苗时，在父本行适当留几株三类苗，也有延长供粉期的作用。

4．去杂去劣要抓住苗期、拔节后抽穗前和收获脱粒时三次去杂。苗期去杂可结合间苗定苗进行，根据苗色、叶鞘色和叶片宽窄来识别。拔节后抽穗前去杂，是根据株高、株型和叶片宽窄识别，特别注意去掉那些高大的杂种植株。收获脱粒时，可根据果穗形状、粒型、粒色、轴色等特性，将杂穗去掉。

5．母本去雄母本去雄时要求拔除全部母本行的雄穗，使母本只接受父本行的花粉，达到杂交目的。母本去雄必须做到及时、干净、彻底。及时是指母本雄穗在散粉前拔除；干净是指把母本雄穗整个拔除，不留残枝；彻底指把全区所有母本雄穗不漏拔除。这三项去雄指标，必须做到。

母本去雄一般是8:00～11:00为宜。当植株雄穗主轴顶端抽出顶叶达1/3高度时，是去雄的最适时期。因为这时既未散粉，雄穗颈基部脆嫩，易于将整个雄穗拔除。去雄过早，往往带残叶过多，抑制生育，而且容易拔断分枝，使雄穗基部分枝折断在心叶内，去雄不干净。去雄过晚，雄穗颈部硬化，不易拔除，还有散粉的可能。

去雄要坚持每天上午逐垄拔一遍，不让母本有散粉的机会，尤其是开花盛期，要做到风雨不误。去雄末期，全地块只剩下不到10%母本还没有抽雄时，就可以一次全部拔干净。去雄不要漏下分枝，也不要损伤茎叶。拔下的雄穗随即带出田外，沤肥或做饲料，不可随地乱扔，免得花粉飞散造成混杂。去雄全部结束后，隔2～3天还要到制种地全面检查一遍，以免留下漏拔母本雄穗。全田去雄工作一般要持续半月左右。

6．提高结实率提高结实率的措施有以下几种

（1）剪短母本雌穗苞叶如果母本开花晚于父本，把母本雌穗苞叶的顶端剪去3cm长左右，可使母本提前2～3d吐丝，提早去雄也有提早雌穗吐丝的作用。

（2）剪母本花柱父本花粉晚于母本吐丝时，如时间长，造成母本花柱伸出过长下垂，影响下部花柱授粉，可把母本花柱剪短，留1.5cm长即可，有助于授粉结实。如果不剪，母本将会有半边穗不结实，影响产量和质量。

（3）种植采粉区在制种田边单设一小块采粉区，将父本分期播种，供人工辅助授粉用。

（4）变正交为反交如果父本散粉过早（5～7d），可将原来的父本改做母本（去雄），将原来的母本改做父本（不去雄），使花期达到相遇，由于原来父母本的行数是按比例种植的，父本行数少，将父本改做母本后，制种田的产量要减低。因此，该法是万不得已的时候才用。

7．收获贮藏玉米的种子大，胚也大，脂肪含量高，种子吸湿性强，脱水慢。因此要求适时收获，以便使种子在贮藏前有充分的时间干燥，方可使玉米种子在入库前含水量降至14%，达到安全贮藏。

一般来说，玉米达到完熟期为适宜的收获期，这时苞叶变黄松散，子粒变硬，并显现出本品种固有的色泽。至于全株是否枯黄，则因亲本系而异。这时穗轴的水分高达50%以上，种子含水量达22～30%，如果不及时干燥而贮藏，遇热会发霉变质，遇到温度过低，胚部受冻，降低发芽能力。玉米进入腊熟后期，果穗的干物质不再增加，主要是脱水干燥过程，当日平均气温降到14.5℃以下时，玉米即完全停止干物质的增加。玉米成熟期遇到3℃的低