玉米种子生产学课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版副标题样式,玉米种子生产学课件,两个方面:,一 玉米杂交种子生产技术,二 生物技术在玉米种子生产中的应用,我国玉米种植区划,从所周知.,今后玉米种子生产的主要方向是“双高单交种”.,一高是:制种者大田制种产量高,二高是:种植户大田生产产量高.,同时单交种相对于三交种、双交种或者说顶交种而言,制种方法较简单,时间较短.,玉米杂交种子生产主要步骤:,一.隔离区的设置,二.调节父母本播期,确保花期相遇,三.确定父母本行比,四.花期调节,五.严格去杂去劣,六、母本去雄,七、加强人工辅助授粉,八、分收分藏,隔离区的设置,一.隔离区的设置 1.1.空间隔离 自交系至少500米，杂交种至少300米，在多风地区，下风处或地势低洼处，应适当加大隔离区。,1.2.屏障隔离 山岭、房屋、林带以及高秆作物等自然障碍物,1.3.生育期隔离 错期播种,使其花期与临近其他玉米品种错开,以达到安全隔离的目的,2.隔离区的数目 隔离区的数目因繁殖类别而不同。配制单交种，需设置3个；配制三交种应设置5个隔离区；配制双交种应设置7个隔离区.,二.调节父母本播期,确保花期相遇,1.同期播种 双亲花期相同或母本花期比父本早 2-3天，同期播种,2.错期播种(花期相差在5天以上),2.1:“宁可母等父，不要父等母”的原则,花丝的生活力一般可以保持6-7天，而父本散粉时间较短，一般4-5天，同时花粉在田间仅能存活数小时。,2.2双亲花期相差的天数并不等于播种期相差的天数,早播的亲本，由于前期温度低，生长慢，所以错期的天数应比花期相差的天数多几天，一般是父母本播期相差的天数是花期相差天数的2倍，如果双亲花期相差6-7天，则播期要错开12-14天。,三.确定父母本行比,确定行比的原则,在确保母本开花时有足够的花粉供应的前提下，尽可能增加母本行数，以提高产量。通常单交种制种时的父、母本行比为1：4或2：8，双交种制种为1：46。如果父本花粉量大时可采用1：68，增产效果明显。,四.花期调节,4.1母本早于父本的调节方法,A.加强父本水肥管理，促进父本生长；,B.推迟母本去雄时间，等到将要散粉时才去雄，以延缓雌穗生长，但要特别注意母本去雄时间，以免散粉影响种子质量；,C.母本吐丝过早的采取剪花丝。,D.剥去母本第一个雌穗，重施速效肥，促进第二个雌穗的迅速生长。,4.2 父本早于母本的调节方法,A.加强母本水肥管理；,B.提早母本去雄，当雄穗尖刚露出顶叶就拔掉，必要时在雄穗未露出顶叶时，把雄穗连同1-2片叶一起拔掉，使养分集中到雌穗上，以便提早3-5天吐丝；,C.如母本苞叶过多，吐丝偏晚，则剪去母本苞叶以促进母本提早吐丝。,五.严格去杂去劣,去杂去劣的时期,A.苗期 结合间苗、定苗，根据幼苗的长相，长势，叶色，叶形等拔除杂苗。,B.拔节期 据株高、株型、叶色、叶形等拔除杂苗。,C.抽雄散粉前 去杂去劣的关键时期，根据株型，植株高矮，雄穗形状，花药和花丝的颜色等性状进行鉴别，发现杂株、劣株，彻底拔除，,田间去杂必须在抽穗散粉前完成，以免杂株在隔离区内传播散粉,。,D.收获后脱粒前 根据不同自交系的穗型，粒型，粒色和穗轴色等性状，除去杂穗。,六、母本去雄,“,及时、彻底、干净,”的原则。,及时是指母本雄穗刚露出顶叶而尚未散粉时及时拔除;,彻底是指把制种区所有母本的雄穗一株不漏地全部拔除;,干净是指母本的每个雄穗不留分枝，拔除干净。,七、加强人工辅助授粉,制种花期相遇不好或在开花阶段气候条件不利授粉时，人工辅助授粉的增产效果更加显著。人工辅助授粉的时间一般在上午8-11时，待露水干后散粉最多时进行，人工拉绳，人工辅助授粉应在玉米散粉期进行4-5次，以提高结实率。,八、分收分藏,分收,先收父本，再收母本，要特别注意不要错行收获。落在地上的果穗如不能分清父、母本，应收作粮食处理。,分藏,运回的果穗要严格分堆分晒，去杂穗、劣穗脱粒；种子装袋时，包装袋的里外均应放置标签，注明杂交种的名称，纯度级别，收获时间，制种单位等，登记后专库贮放，专人保管，定期检查。,存在的问题:,随着近些年来的发展,玉米在制种的过程中存在的问题也逐渐体显了出来.特别是杂交玉米制种.,主要表现在以下四个主面:,问题,1,：种质基础,推广杂交种明显提高了玉米生产水平,但玉米生产和育种研究所依赖的,种质基础,越来越狭窄,问题,2,：群体改良,重视轮回选择方法，忽视种质的遗传基础,普遍采用群体内改良，忽视群体间改良,未形成杂种优势群和模式,问题,3,：二环系选择,与轮回选择的原理一致,二环系育种的效率并不总是很高，原因是扰乱了亲本的遗传关系,用两个,SCA,很高的自交系杂交，选系效率低,利用困难,问题,4,：选配杂交组合,杂交本身并不产生杂种优势,杂种优势取决于亲本材料的遗传组成和遗传距离,二 生物技术在玉米种子生产中的应用,主要内容,第一 细胞工程,第二 染色体工程,第三 基因工程,第四 分子标记,第五 生物技术在玉米育种中应用的限制 因素,第一 细胞工程,一、细胞工程概念,以,细胞,为基本单位,在,体外,条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞的某些,生物学特性,按人们的意志发生改变,从而改良生物品种和创造新品种,加速动物或植物个体的繁殖,或获得某些有用的物质的过程。,二、细胞工程核心技术,细胞或组织培养,是其核心技术。,玉米组织和细胞培养及再生,目的,是让外植体能够高效地诱导出,愈伤组织,，建立高效的,体细胞再生体系,，从而为玉米的细胞工程遗传改良，基因工程遗传转化和染色体工程单倍体育种研究创造有利的条件。,三、玉米细胞工程研究进展,LaRue 在 1949年用甜玉米的胚乳做外植体,首次诱导出,愈伤组织,但最终未获得,再生植株,。,1975 年,Green 和 Phillips，获得,再生植株,。,第二 染色体工程,一、染色体工程,包括,染色体操作,和,染色体组操作,。,染色体操作,指按设计有计划削减、添加和代换同种或异种染色体的方法和技术。,染色体组操作,指通过染色体组单纯的数量变化或不同染色体组的合并、拆开等变化来改变生物体的遗传。,在玉米种子生产上目前应用最多的是,单倍体育种,。,二、单倍体育种途径,主要包括,孤雄生殖,、,孤雌生殖,、,Stock6单倍体技术,。,1、孤雄生殖 一般采用花粉培养,该方法要经过组织培养的过程,先诱导愈伤组织,再分化形成再生植株。,2、孤雌生殖通常有两种方法:,一是,离体子房培养,二是,诱导孤雌生殖,(整株)。,诱导手段,包括,远缘杂交,诱导、,辐射,诱导、,化学药剂,诱导等。,3、Stock6单倍体育种技术,（1）,Stock6,1950年,Edward H.Coe Jr.博士发现一个紫色糊粉层玉米自交系,自交后代产生的单倍体占2.52%。这些单倍体植株矮小,叶片较窄而直立,具斑马状或白色条纹,雄花穗不育。1956 年 Coe 将该系命名为,Stock6,。,（2）,标记基因,为便于鉴定单倍体胚或胚乳,Coe 利用回交方法把,R-nj 基因,导入Stock6。R-nj 基因为显性,使籽粒胚芽尖端和籽粒顶部的糊粉层带紫色。,3、Stock6单倍体育种技术,（3）,原理,选择受精:即 Stock6 花粉粒中的 2个精核 在受精过程中运行的速度不同往往形成2种不同的单受精形式。,只需2 3 代就可育出新自交系，与基础材料杂交时，必须用Stock6作,父本；,杂交穗数一般,100穗,以上,以保证单倍体的发生率。,三、单倍体育种应用存在问题：,1、基因的,重组率低,难以获得有效的,基因型,;,2、得到的种子,发芽率,低,成苗率,更低;,3、孤雌生殖后代的有效,快速鉴定,等问题。,第三 基因工程,一、基因工程概念,指运用限制性内切核酸酶、连接酶等酶类将不同DNA进行体外切割、连接构成,重组 DNA,再将重组DNA经生物介导或直接导入等转移方法引入,受体细胞,进行,克隆、表达,从而改变生物遗传性以创造生物新种质,或通过大量扩增为人类提供有用产品等的技术。,其核心技术是,转基因技术,。,二、玉米转基因技术,1、农杆菌 Ti 质粒介导的载体转化技术;,2、利用基因枪导入转化技术；,3、PEG 等的 DNA 直接导入转化技术；,4、花粉管通道的转化技术；,5、子房注射的转化技术。,三、玉米基因工程应用,1、培育抗病虫的转基因玉米。,2、培育抗除草剂的转基因玉米。,3、培育抗旱、抗寒等抗逆性转基因玉米。,4、培育高淀粉、高蛋白、高氨基酸等优良品质玉米。,四、玉米基因工程展望,1、加强遗传工程的基础研究和应用基础研究；,2、做好有用基因的分离,载体系统的寻找、选择和构建,建立和逐步完善应用技术研究；,3、提高玉米转基因的转化率,完善玉米转基因的技术体系。,第四 分子标记,一、分子标记技术,1、RFLP(限制性片段长度多态性),2、RAPD(随机扩增多态性DNA),3、STS (微卫星多态性分析),4、SSR(微卫星标记又称简单重复序列),4、AFLP(扩增片段长度匀态性),一、分子标记在玉米育种中的应用,1、利用分子标记,划分杂种优势群,2、利用分子标记,辅助育种(MAS),3、利用分子标记,建立植物品种的指纹图谱,4、利用分子标记,探寻优良基因资源,。,二、分子标记在玉米育种 生产应用中存在问题,1、构建玉米分子遗传饱和图谱;,2、探索基因型与表现型之间的关系,进行更多重要农艺性状基因的精细定位;,3、探索分子标记与常规育种的有效结合途径;,4、探索自动化程度高,价格低廉的新分子标 记。,第五 生物技术在玉米育种中应用的限制因素,一、转基因玉米的研究方面,1、生物技术研究费用昂贵。,2、缺少有用的基因。,3、基因沉默。,1、生物技术研究费用昂贵。,主要是转化率太低,转化体系还不是特别稳定,玉米的基因型限制还仍然是一个难题。,2、缺少有用的基因。,随着分子遗传学研究的发展,现在育种家能够鉴定任何有用的基因,并进行定位和分离。,3、基因沉默,即新插入的基因常常是关闭的。,二、在利用分子标记方面,1、目前发现的可利用的与功能基因紧密连锁的 SSR 标记还很少。,2、自动化程度较低,所需仪器设备及试剂价格昂贵。,3、人为的读带误差,影响结果的准确性。,