杂交水稻制种的基本原理及主要技术措施-罗德祥

杂交水稻制种的主要技术措施
1、基地选择、地点、时间 2、制种隔离 3、播差期、父本分期播种 4、合理的行比 5、花遇检查及调整 6、育性监控 7、割叶、“920”应用 8、赶花粉 9、去杂保纯 10、其他管理措施：水、肥、药
一、基地、地点、时间选择
1、抽穗扬花期天气及气候风险； 2、两系杂交稻制种不育系育性转换的气候风险。
保持系B X 不育系A
隔离不严外
不
来花粉Βιβλιοθήκη 育系繁殖
混进的保持系
X 不明异形株
不育系A X 恢复系R
杂
田间自生苗
交
水
稻
恢复系中的异形株
制
种
保持系 不育系 异形株 青棵
杂
恢复系及异形株
交
稻
杂交稻种
种
三系杂交水稻制种杂株主要类型
1、混进的保持系；(抽穗略早、不包茎、散粉、结实 多）
2、繁殖过程中不育系接受其他花粉结实，产生的异形 株（可育or不育or半育）（生育特性、形态特征）
1、不育系繁殖过程中接收其他花粉,后代产生可育 、半育或不育株,有的虽然不育但性状已发生变 化；（生育特性、形态特征）
2、不育系中不育特性不齐或敏感点漂移,出现少 量可育株。
3、低温、迟生高节位分蘖、再生穗育性波动。（ 花药、散粉，微量渐进过程）
4、不育系、恢复系中的变异株，不同品种的混杂 ；
5、田间自生苗等；
• 雄性败育的品种称之为不育系（雌性正常）。 • 袁隆平发现雄性败育的野生稻，育成了杂交水稻
的不育系，发明杂交水稻。
稻花香
杂交水稻品种的特性
• 特定的杂交水稻品种由特定的不育系和特定的恢复系两个亲 本杂交育成；不育系和恢复系本身各自的基因都是纯合的， 但两者杂交的后代—杂交水稻基因是的杂合的；
九、去杂保纯
• 防止生产的杂交水稻种子中不出现基因杂合状况 不一致的个体植株及其他类型杂株；
• 亲本质量控制； • 不让父本以外的其他植株与不育系授粉结实；同
时也不给其他植株混在真杂交种中的机会； • 类型：生物学混杂、机械混杂、自然变异； • 近年来出现的新现象----田间自生苗。
三系杂交水稻的杂株产生示意图
• 杂交稻（人为或自然的不同品种杂交）的基因是杂
合的，杂交稻再生长，产生的后代基因分离，长势
长相混杂、所以杂交稻不能留种再种。
基本知识
• 生物界存在杂种优势,两个遗传背景不同的品种杂 交后代有生长优势；
• 两个水稻品种要实现大规模杂交,必须有一个品种 雄性功能丧失而雌性功能正常[雄性不育系(母本 )],由另一个品种(雌、雄性功能均正常）帮助其 授粉受精让其产生后代。
杂交水稻制种的基本原理及主要技术措施-罗德 祥
基本知识
• 每一粒稻谷就是一朵花，雌雄同花，花中有雌性生 殖器官---柱头和雄性生殖细胞、器官---花粉和花 药，自花授粉。
• 水稻通过生长—开花—雌雄授粉—基因交流和重组 —完成生命的延续。
• 常规水稻品种自花授粉，基因纯合，后代基因与上
一代相同，所以长势长相也相同（12对染色体）。
四、合理的行比
父母本颖花量配比适当 2：10-12
五、花遇检查及调整
• 一期看不见、二期白毛尖、三期毛茸茸、四期粒 粒现、五期颖壳分、六期谷半长（叶枕平）、七 期穗绿色、八期穗将伸。
• 肥水调节、激素调节（920及调花宝类）、拨苞拨 穗等。
六、育性监控
• 不同不育系的败育特性:无粉、典败、园败 、染败；
• 不同的不育系育性转换的温光模式差异较大，一般
22.5—24.0℃,光照13h左右；
• 两系不育系敏感点漂移； • 两系不育系割茬再生的敏感性问题。
两系杂交水稻的亲本关系示意图
低
不
温
不育系S
育
短 日
系
表现可育，自花授粉繁殖后 代，后代保持温光敏感特性
繁
殖
不育系S X 恢复系R
高
不育系表现不育，接收恢复
温
系花粉结实，后代无温光敏
特性，正常结实。
长
日
不育系与恢复系基因不同，结 实后代产生杂交优势
杂
交
恢复系
水
稻
雌雄正常，让不育
制
系后代正常结实
种
杂交种（F1）
（杂交水稻）
两系与三系的优劣比较
• 亲本间的恢保关系不一样，两系更容易筛选恢复 系，更有利于选育杂交稻品种；
• 很多人认为两系优势强于三系，米质好于三系； ？？？
十、其他管理措施：水、肥、药
1、保证正常生长； 2、稻粒黑粉病防治；
欢迎批评指正！
谢谢大家！
不育系A X 恢复系R
杂交种（F1） （杂交水稻）
杂
交
雌雄正常，让不育系 结实且后代正常结实
水
稻
恢复系
制
种
两系不育系及两系杂交水稻
• 不育系没有保持系，自身的不育or可育取决于外界 的温度和光照。其中温度发挥主导作用，高温长日 表现不育，低温短日表现可育；
• 不育特性受温光影响有敏感期（花粉母细胞形成— 减数分裂期，花前10-15天）；
制种去杂的主要技术
1、秧苗移栽前：株高、叶片叶鞘颜色； 2、割叶前：父母本中早穗迟穗、过高过矮；母本中
不包茎、柱头颜色、花药黄、散粉株； 3、第1次“920”后第2天，母本中过高株、出茎快
、柱头颜色、花药黄、散粉株； 4、花期全过程中母本中的柱头颜色、花药黄、散粉
株，随时拔除； 5、收获前母本中明显结实过多株； 6、两系制种适当早收；
• 优---母本受粉后籽粒生长好，种子饱满色泽好。
多---母本多授粉、多结籽，产量高
• 1、母本和父本抽穗开花期要尽可能接近； • 2、母本开花期全过程中父本都要有充足的花粉供
给； • 3、母本受粉的姿态好，更容易受粉； • 4、父母本颖花量配比适当； • 5、父母本开花期气候条件：天气晴朗、温度适宜
• 关注预期穗前10-15天的气候； • 两系、三系不育系均有育性波动的可能； • 目测花药、花粉；镜检花粉； • 前期、中期、后期； • 处理措施。
七、割叶、“920”应用
1、割叶在父母本始穗初，留上部叶片10-15㎝； 2、“920”主要目的是解除不育系包茎，调节父母本穗
位，其次是调整花遇、增加活性； ⑴、一般每亩总用量15-20克，不同组合差异较大；
3、不育系、恢复系中的变异株，不同品种的混杂；
4、田间自生苗等；
两系杂交水稻的杂株产生示意图
低
温
X 外来花粉
不育系S
不 育 系
短
繁
日
殖
杂
高 温
异形株
X 不育系S X 恢复系R
育性漂移可育株
长
低温可育株
日
外来花粉
交 水 稻 制 种
高
杂
温
不育系 异形株 青棵
恢复系及变异株
交
长
稻
日
杂交稻种
种
两系杂交水稻制种杂株主要类型
• （雄性不育）恢复系：给不育系授粉，后代转变成正常结 实（雄性可育），但基因构成改变，长势长相也不同，且 存在生长优势。
三系杂交水稻的亲本关系示意图
雌雄均正常、让不 育系保持不育特性
保持系B X 不育系A
不
雄性败育、雌性正常
育
系
保持系
不育系和保持系细胞核基因相 同，后代的性状不变
繁
殖
恢复系与不育系基因不 同，能让不育系结实， 且后代正常结实，产生 杂交优势。
• 杂交水稻每个个体的基因是杂合的，但群体中所有植株的基 因杂合状况是相同的，因而群体生长表现也是一致的，生长 整齐；
• 在杂交水稻群体中，所有出现的与群体基因杂合状况不一致 的个体，植株生长就不一样，这些就是杂交水稻中的杂株。
杂交水稻的类型
• 水稻不育系分为三系不育系和两系不育系两种类 型，取决于不同不育系的基因（包括细胞核基因 和细胞质基因）控制。
，风力小到中等。
杂交水稻制种的目标--纯 • 质量的重要指标—纯度,就是杂交水稻群体中
不出现基因杂合状况不一致的个体；一是不让 父本以外的其他植株与不育系授粉结实；二是 也不给其他植株自身结实混在其中的机会；三 是不育系不能自花授粉结实(育性波动)。
杂交水稻不育系的主要特征特性
主要特征---“病态生长”的主要表现 1、包茎严重；（保持系及两系可育状态不包茎） 2、抽穗期推迟，一般保持系比不育系早2天左右； 3、抽穗进程慢，始花----终花时间长； 4、一天当中开花迟，开花零散； 5、环境影响大，不育特性易变化（尤其两系不育系） 6、大多数品种不育系比恢复系生育期短。
• 两系不育系的不育、可育受气候影响大于三系， 种子生产的风险大于三系；
• 两系不育系要加大筛选压力，转育温度要低。
杂交水稻制种的目标
• 多---母本多受粉、多结籽，产量高；
• 纯---特定的母本接受特定的父本授粉结的籽，不 能让其他不是特定的父本给母本授粉结籽；也不 能让其他品种混入其中，最后种到大田中；更不 能不育系自花授粉结籽（育性波动）；
三系不育系及三系杂交水稻
• （雄性）不育系:雄性不育，雌性正常，需其他品种给其授 粉,否则不能延续生命（保持系授粉结实生产不育系种子； 恢复系授粉结实生产杂交稻种子）；
• （雄性不育）保持系:不育系的同胞兄弟,两者细胞核基因 相同。不育系接收保持系授粉结实产生的后代仍是不育系 （雄性不育）,且长势长相与上一代相同；
二、制种隔离：防止外来花粉的侵染
1、时间隔离：20天以上； 2、屏障隔离； 3、距离隔离：籼稻200M，粳稻500M；
三、合理播差期及父本的分期播种
1、目的是父母本花期相遇，理想是“头花不空，盛 花相逢、尾花不丢”；