实验三 作物有性杂交技术

实验三作物有性杂交技术--以小麦有性杂交技术为例

一、实验目的

了解小麦花器构造和开花习性；通过练习，初步掌握小麦杂交技术。

二、内容说明

1．花器构造小麦（Triticumaestivum ）属禾本科（Gramineae ）小麦属（Triticum ），自花授粉作物。复穗状花序。由小

穗无柄，紧密地排列在穗轴两侧，

着生在穗轴节段上。每一小穗由2

枚颖片（通称护颖）和3~9个小花

组成。通常上部小花退化，仅下部

2~4朵小花能正常结实。每个小花

有内外稃（通称内外颖），3枚雄蕊

和1枚雌蕊，外稃内侧基部有2片

浆片（通常鳞被）。花药有4个花

粉囊，柱头两裂羽毛状（图1-3）。

2．开花习性小麦多数品种为 开颖授粉，也有少数闭颖授粉。小麦的开花昼夜进行，一般小麦品种每天有二次开花高峰，第一次约在上午9~11时，第二次约在下午3~7时。其开花的高峰期随地区、品种、当时温、湿度有所差异。小麦开花的最适温度18~23℃，最适相对湿度70~80％。空气干燥、温度高，开花较早；天气阴湿，温度低、则延迟开花。

小麦开花顺序就全株而言是主茎先于分蘖上的穗，每穗开花始至终了约3~8d 。一个穗上的开花顺序是中上部小穗先开，而后向上向下依次开放。同一小穗中基部小花先开，而后依次向上开放。小麦开花时，鳞被吸水膨大，使内外颖张开，雄蕊的花丝迅速伸长，花粉囊纵裂、把花粉散在自己雌蕊的柱头上，并很快伸出小花外面，内外颖闭合，花粉囊留在颖外，完成自花授粉。每朵小花内外颖开放至闭合约需15~30min ，全穗开花持续约3~5d 。

在自然条件下，小麦花粉生活力约可维持20min ，柱头生活力在适宜的条件下可持续6~8d ，但3~4d 后授粉结实率显著下降。授粉后1~2h 花粉粒开始萌发，经24~36h 完成受精过程。

图1-3 小麦的花器构造

三、材料仪器药品

1．材料抽穗至扬花期的不同小麦品种。

2．仪器用具剪刀、镊子、隔离纸袋（4×14 cm）、塑料牌、回形针、铅笔、小杯。

3．药品试剂70%酒精。

四、方法步骤

（一）确定组合，种植亲本

根据育种目标，确定杂交组合。根据双亲生育期调整播期，迟熟的早播，早熟的迟播或分2~3期播种，每期相隔10~15d，或通过温光处理等措施以确保父母本花期相遇。

（二）杂交技术

1．选株定穗

⑴选株选择具有该亲本典型性状、且健壮无病虫害的植株作母本。

⑵定穗确定己抽穗但尚未开花、中部小穗的花药呈黄绿色的穗作为去雄穗。技术熟练者，可选穗部抽出较多的去雄；技术不熟练者，

去雄时易将花药弄破造成自交，应选穗部抽出较

少的去雄。

2．整穗用镊子去除上下部发育不良或过嫩

的小穗（有芒品种剪去芒），每穗留中上部发育

一致的小穗10个，同时用镊子夹去小穗上部的

小花，每小穗只保留基部外侧两朵小花供去雄，

全穗约留20朵左右小花（如图1-4）。图1-4 整穗

3．去雄和套袋小麦杂交去雄方法一般有剪颖去雄法、裂颖去雄法，由于裂颖去雄后不便于授粉，故目前多采用剪颖去雄法，然后采用普通授粉法或捻穗法授粉。

⑴剪颖去雄法：

①剪颖用剪刀逐一剪去小花上部1/3左右的颖壳。

②去雄从穗的一侧由上而下顺序进行，用镊子顺序从小花中轻轻取出3枚花药。去完一侧再进行另一侧，不能遗漏。如发生花药破裂（或花药呈黄色）这朵花应剪去，并用酒精擦净镊子，以免发生串粉现象。

③套袋去雄后立即套袋，下端斜折，用回形针固定，但切忌将回形针夹住茎杆。

⑵裂颖去雄法：

①裂颖将整穗后的穗用左手大拇指和中指夹住，用食指轻压外颖的顶部使内外颖分开，右手用镊子插入内外颖的合缝里，利用镊子本身的弹力分开内外颖，左手食指固定内外颖张开。

②去雄右手用摄子伸入内外颖张开的小花，将雄蕊的三个花药轻轻取出（注意：不要夹破花药和碰伤柱头）。

③套袋同剪颖去雄法。

4．授粉可在去雄当天授粉，或在去雄后第2~4d内授粉。授粉通常在上午8时以后（8~11时）4时以前开花盛期时进行，如遇阴雨天可略推迟。授粉前先检查柱头有无损伤。如柱头已呈羽毛状分叉、有光泽，表明正是授粉适期。

⑴普通授粉法：

①选择即将开花的父本穗，剪去各小花1/2颖壳，用手抚摩穗部，剌激颖花集中开放，一般经几分钟后即可开花，花丝伸长。

②用镊子将父本花药取出、放入花粉瓶或取粉袋中，将开始散粉的花药在母本柱头上涂抹。或将开花的父本麦稚压弯入取粉袋中，用镊子轻震穗茎，刚开花的花粉便落入取粉袋中，尔后用摄子沾取些花粉，轻抖在去雄母本小花柱头上。

③授粉完毕后即套上纸袋，下端斜折，用回形针固定，10d后将纸袋去掉。

⑵捻穗法：

①选即将开花的同一父本穗1~2个，逐一将小花上部1/3的颖壳剪去，待花药开始伸出散粉时剪下麦穗。

②将母本穗所套纸袋上端折叠的袋口打开，将正散粉的父本穗小心插入纸袋中，围绕母本穗捻转几次，使花粉散落在柱头上。

③取出父本穗后，即折叠好纸袋上端的袋口，用回形针夹住。

⑶父本移植法：

①将中部1~2个小穗剥开见到其花药变黄而未开花的父本穗，从其基部第二节剪下（2~3个父本穗）。

②将父本穗插入缚在竹竿上的瓶子中（瓶中盛有水，如

瓶太低可想法垫高）。使父本穗均匀围绕母本穗（父本穗要略

高于母本穗，这样有利于自由授粉），并细线轻轻捆住，然后

套上一个大纸袋即可，这样利于父本穗开花时便将花粉散在

母本柱头上。

5．挂牌授粉后在塑料牌上写明组合代号或名称、授粉

日期和操作者姓名，挂在麦穗和剑叶叶鞘间，并在工作本上逐

一记录（如图1-5）。图1-5 去雄后套袋挂牌

（三）收获

待种子成熟后，及时按组合将杂交穗收回，晒干脱粒，并按代号或组合登记、编号，以备下季种植。