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℃的低温完全停止生长，如遇到-3℃的寒冷气候，果穗中未充分成熟而含水量又高的子粒就会丧失发芽能力。

因此，在北方生育期短，秋季气温下降快的地区，当日温平均在14℃左右时，玉米达到腊熟末期就该进行收获，将玉米秆带穗砍倒后，在田间晾晒。

（二）辣椒杂交制种技术辣椒为常异花授粉作物，因而杂种一代种子生产主要是人工杂交制种，同时辣椒为单株果数和单果种子数较少的蔬菜，因而要提高种子产量和质量，首先必须提高选留部位的座果率和单果种子粒数，同时配合其他技术措施。

1．育苗定植双亲播种期的确定要考虑当地的气候条件和双亲花期相遇，定植于简易塑料大棚内。

父母本的比例为1:2.5～3，母本单株、父本双株定植。

制种日期以安排在日均温18～26℃多晴季节为好。

2．调节花期并进行防虫培育好父母本，调节好花期，并于开花前1～2周连续喷2～3次800倍敌百虫或20%杀灭菊酯4000倍防钻心虫。

3．去杂除劣杂交前，去除杂株、劣株及已开之花及果。

选用2～4层的花授粉，结实率高，成熟期集中。

为使第一层的门椒落花，使2～3层同时开花，可以在门椒50～60%开花时，浇一次大水，并施用速效N肥，2～3天后则大量花落，未落的再行人工摘除。

4．去雄去雄于开花前一天下午3～4时进行，为防止非目的性杂交，可将脱脂棉拉成薄片套在花上，此法简单，不易掉，且通风透光，又是标记，授粉后三天去除。

去雄一般用镊子进行剥花去雄，也可采用徒手去雄法。

即用左手稳住蕾柄，右手指轻握花冠半周，脱去花冠，带出全部雄蕊。

也有报导辣椒也可用化学去雄法。

5．授粉授粉时间是，当气温22～24℃时，以7:00～9:00授粉最好；当白天气温高于30℃，夜间温度在20～25℃时，以下午授粉最好。

授粉方法以重复授粉效果好，有人试验授二次比一次结籽数提高64.1%。

6．留种单株留种果数，大型果以留6～8个为宜，小型果可留30个左右。

7．采收种子辣椒在果实完全变红时立即取种，种子发芽率及千粒重最高，而在植株上过熟或再经后熟则发芽率反而有下降的情况，因此，种果要及时采收。

未完全老熟的褐紫色果实采收后，后熟至完全变成红色时取种，种子发芽率及千粒重与在植株上老熟者相似，因此，当条件不利时，种果采收期可适当提前，但需经后熟再取种。

三、作业和思考题1．作业：每人按教师指定写出1份植物的杂交制种实施方案2．思考题：在植物杂交制种的技术环节中，你认为哪几个环节是最重要的，这几个环节的注意事项是什么？（杨建平）。