玉米自交和杂交技术

实验二玉米自交和杂交技术

一、实验目的

了解玉米的花器构造和开花习性，通过练习，初步掌握玉米的自交和杂交技术。

二、内容说明

1．花器构造玉米（Zea mays L．）

属禾本科（Gramineae）、玉米属（Zea)，

雌雄同株异花授粉作物。雄穗由植株顶

端的生长锥分化而成，为圆锥花序，由

主轴和侧枝组成。主轴上着生4~11行成

对排列的小穗，侧枝仅有2行成对小穗，

每对小穗中，有柄小穗位于上方，无柄

小穗位于下方。每个小穗有2枚护颖，

护颖间着生2朵雄花，每朵雄花含有内

图2 -1 玉米的花器构造

外颖、鳞被各2枚，雄蕊3枚，雌蕊退

化雌穗一般由从上向下的第6~7节的腋芽发育而成，为肉状花序。雌穗外被包叶，中部为肉质穗轴，在穗轴上着生成对的无柄雌小穗，一般有14~18行，每小穗有2枚颖片，颖片内有2朵雌花，基部的1朵不育，另1朵含雌蕊1枚，花柱丝状细长，伸出苞叶之外，先端二裂，

整条花柱（俗称花丝）长满茸毛，有接受花粉能力。（图2-1）。

2．开花习性玉米雄穗一般抽出后1~3d左右，主轴中部便开花散粉，然后依次向上向下开放；侧枝开花较晚，开花顺序是由上而下开放。每天7~11时开花。以9~10时开花最盛，始花后3~5d为盛花期，一株雄穗花期约7~10d。一个雄穗大约可产生1500~3000万个花粉粒。开花的最适温度为25~28℃，最适相对湿度为70%~90%。温度低于18℃或高于38℃时雄花不开放。花粉生活力在温度28.6℃~30℃和相对湿度为65%~81%的田间条件下，一般能保持6h，以后下降，大约可维持8小时左右。

一般雄穗散粉后2~4d，同株雌穗的花丝开始外露。通常以雌穗中下部的花丝先抽出，然后向上向下延伸，以顶部花丝抽出最晚，一般花丝从苞叶中全部伸出约需2~5d，花丝生活力可维持10~15d。但以抽出后2~5d授粉结实最好，尚未受精的花丝色泽新鲜，剪短后还可继续生长，但一经受精便凋萎变褐。

玉米的花粉借风传播，传播距离一般在植株周围2~3m内，远的可达250m。花粉落

到花丝上后约经6h开始发芽，24~36h即可受精。

三、材料仪器药品

1．材料不同的玉米品种或自交系。

2．仪器用具牛皮纸袋（35×20m）、硫酸纸袋（6×12m)、剪刀、回形针、棉纱线、塑料牌、铅笔。

3．药品试剂70%酒精。

四、方法步骤

（一）自交技术

1．选株当雌穗膨大从叶腋中露出尚未吐丝时，选择具有亲本典型性状、健壮无病虫害的优良单株。

2．雌穗套袋先将雄穗苞叶顶端剪去2~3cm，然后用硫酸纸袋套上雌穗．用回形针将袋口夹牢。

3．剪花丝如套袋的雌穗已有花丝伸出，则在下午取下雌穗上所套的纸袋，用经酒精擦过的剪刀将雌穗己吐出的花丝剪齐，留下长约2cm，再套回纸袋，待第2天上午授粉。

4．雄穗套袋在剪花丝的当天下午，用牛皮纸袋将同株的雄穗套住，并使雄穗在纸袋内自然平展，然后袋口对称折叠用回形针别紧穗轴基部固定，以免脱落或漏掉花粉。为保证取粉时袋内都是新鲜花粉，套袋前可轻摇雄穗抖掉当天散出的和外来沾附的花粉。

5．授粉雄穗套袋后的第2天上午，在露水干后的盛花期进行，在每次去雄和授粉前用酒精擦剪刀和手，以杀死所蘸花粉。

①采粉用左手轻轻弯下套袋的雄穗，右手轻拍纸袋，使花粉抖落于纸袋内，小心取下纸袋，折紧袋口略作向下倾斜，轻拍纸袋，使花粉集中在袋口一角。

②授粉取下套在雌蕊上的纸袋，将采集的花粉均匀地散在花丝上，随即套上雌花纸袋，用回形针夹牢，封紧袋口。授粉时动作要快，切忌触动周围植株和用手接触花丝。如果花丝过长，可用浸过酒精的剪刀剪成6cm左右即可。一株自交完毕，下一株自交以前要用70%的酒精擦手，杀死落在手上的花粉。

6．挂牌登记授粉后在果穗所在节位挂上塑料牌，用铅笔注明材料代号或名称、

自交符号、授粉日期和操作者姓名，并在工作本上作好记录。

7．管理在授粉后1周内，花丝未全部枯萎前，要经常检查雌穗上的纸袋有无破裂或掉落，凡是花丝枯萎前纸袋已破裂或掉落的果穗应予以淘汰。

8．收获保存自交的果穗成熟后应及时收获。将塑料牌与果穗系在一起，晒干后分别脱粒装入种子袋中，塑料牌装入袋内，袋外写明材料代号或名称，并妥善保存，以供下季种植。

另外，自交还常利用攀雄就雌法。具体操作步骤为，套上雌穗袋的雌穗花丝将抽出时，用两头开口的长纸袋的一头套住雄穗，并在适当部位将雄穗弯曲下来，使纸袋的另一头能套住雌穗，

（二）杂交技术

有关杂交工作中的套袋、授粉、管理等步骤与自交技术基本相同，所不同的是自交是同株雌雄穗套袋授粉，而杂交所套的雌穗是母本，雄穗则取自父本的另一个自交系（品种）。授粉后，塑料牌上则应写明杂交组合代号或名称。

五、实验作业

1．玉米的花器构造有何特点？玉米的开花习性怎样？

2．如何进行玉米人工自交？

3．每人用套袋法作自交和杂交各2个果穗，收获后评述二者的结实率，并说明其差异的原因。