玉米的人工自交及雜交技術(shù)

1、 玉米的人工自交及雜交技術(shù)一、目的要求1了解玉米雌雄花開(kāi)花生物學(xué)特性；2掌握玉米有性雜交和自交技術(shù)。二、材料和用具1實(shí)驗(yàn)材料 早熟玉米自交系若干個(gè)，最好選用黃色和白色籽粒兩類(lèi)玉米材料2實(shí)驗(yàn)用具 大羊皮紙袋、小羊皮紙袋、回形針、紙牌、70酒精棉球、剪刀、大頭針、鉛筆、橡皮。三、內(nèi)容說(shuō)明1玉米穗花器構(gòu)造玉米為雌雄同株異花植物，自然雜交率高達(dá)95以上。（1）雄穗 雄穗著生于植株頂部，由主莖的生長(zhǎng)錐分化而成，屬圓錐花序。雄穗主軸上生有側(cè)枝，在主軸和側(cè)枝上著生二列或二列以上的成對(duì)小穗。每對(duì)小穗中，一個(gè)有柄，位于上方，先開(kāi)花；另一個(gè)無(wú)柄，位于下方，后開(kāi)花。每個(gè)小穗有護(hù)穎兩枚，小花兩朵。每朵花有內(nèi)、外穎各一

2、片，中間有雄蕊三枚，花藥二室。每個(gè)花藥具有花粉粒約2500-3500粒，全穗約有2000萬(wàn)粒以上。（2）雌穗 雌穗由葉腋內(nèi)的腋芽發(fā)育而成。每一植株除了最上部的4-5個(gè)葉腋內(nèi)不能產(chǎn)生腋芽外，其余各節(jié)的葉腋中均能產(chǎn)生腋芽。但是一般品種在通常的栽培條件下，只有植株上部往下大約6-7節(jié)處的腋芽才能發(fā)育成1-2個(gè)果穗。其余各節(jié)的腋芽在植株生長(zhǎng)發(fā)育的早期階段，就自行停止生長(zhǎng)而消失，只留下一個(gè)很小的痕跡。雌穗屬于肉穗花序，其上著生許多縱行排列的成對(duì)小穗。小穗無(wú)柄，基部有護(hù)穎兩枚，小花兩朵，其中一朵可育，一朵退化，可孕小花有內(nèi)外穎和雌蕊組成。由于雌小穗成對(duì)著生，形成了玉米果穗上的粒行數(shù)都是偶數(shù)排列。雌蕊由子房

3、、花柱和柱頭組成，抽出的花絲為柱頭的延長(zhǎng)物，各部分均可授粉。2. 玉米開(kāi)花習(xí)性在同一植株上，雄穗抽出時(shí)間一般比雌穗早2-4天，具有雄花先熟的特征。在正常情況下，抽穗后2-5天開(kāi)始散粉。雌穗吐絲一般要比雄穗開(kāi)花遲3-5天，干旱情況下可延遲7-8天。因此，玉米是典型的異花授粉作物。雄穗一般是主軸上中部的花先開(kāi)，然后向兩端依次開(kāi)放，側(cè)枝的開(kāi)花是自上而下。開(kāi)花盛期是在開(kāi)花后2-5天，其中60的花朵是集中在開(kāi)花后的3-4天，此時(shí)是采集花粉的最佳時(shí)期。整個(gè)雄穗從開(kāi)花開(kāi)始到結(jié)束約需7-8天，但因品種和環(huán)境的不同而有差異。玉米開(kāi)花的最適溫度為25-32，相對(duì)濕度為50-70。在一天內(nèi)，玉米開(kāi)花最盛時(shí)間是上午8

4、-11時(shí)，散粉最盛時(shí)間是9-10時(shí)，這是授粉的最好時(shí)機(jī)。在田間條件下，花粉壽命一般可維持5-6小時(shí)，如果將花粉放在溫度為3-10，相對(duì)濕度為50-80的條件下，花粉壽命可維持24小時(shí)以上。雄穗散粉后2-4天，同株上的雌穗開(kāi)始吐絲。吐絲次序以果穗中部偏下開(kāi)始，然后向上、向下依次進(jìn)行，頂部的花絲抽出的最晚。整個(gè)果穗從開(kāi)始吐絲到結(jié)束，一般需要2-5天?；ńz一經(jīng)抽出，就有授粉能力，但以吐絲后2-4天授粉能力最強(qiáng)。如果花絲吐出后得不到授粉，可繼續(xù)向前伸長(zhǎng)達(dá)40以上，一經(jīng)授粉后，雌蕊花絲很快就變軟萎焉。雌穗花絲的授粉能力，一般可維持10-14天，但抽出花絲7天以后授粉，結(jié)實(shí)率顯著降低。玉米花粉很小很輕，靠

5、風(fēng)傳播。在一般情況下，雄穗上的花粉成圓錐體落于植株周?chē)?-8米的空間處，風(fēng)大時(shí)可傳至一里以外?；ǚ勐溆谥^后10分鐘，便可伸出花粉管，花粉管刺入柱頭，不斷向前伸長(zhǎng)，通過(guò)花柱進(jìn)入子房，再經(jīng)株孔直達(dá)胚囊。授粉后20-26小時(shí)，即可受精。圖4-1 玉米花器構(gòu)造四、方法步驟（一）玉米自交技術(shù)1雌穗套袋選擇需要自交的植株在雌穗吐絲以前用羊皮袋套住，以免非本株花粉落上混雜。如果是雙果穗或多果穗材料，應(yīng)選擇最上邊的一個(gè)果穗套袋。2雄穗套袋 觀察雌穗吐絲情況，當(dāng)雌穗吐絲且花絲長(zhǎng)度達(dá)到5cm以上后可以對(duì)其授粉。授粉的前一天，用大羊皮紙袋將本株雄穗套住，袋口緊緊包住雄蕊基部（穗柄）折疊好，并用回形針卡緊。3授粉次

6、日上午紙袋上的露水干燥后，用左手輕輕彎下套袋的雄穗，右手輕拍紙袋，使花粉落如袋內(nèi)，然后取下紙袋緊閉袋口，切忌手指伸入紙袋，更不能觸及袋內(nèi)的花粉。再將袋口微微向下傾斜，輕拍紙袋，以使袋內(nèi)花粉集中于袋口中間。然后用頭上戴的草帽遮住套袋果穗的上方，輕輕將小紙袋取下，把大紙袋內(nèi)的花粉均勻的撒在花絲上，立即將小紙袋套回。授粉時(shí)動(dòng)作務(wù)必輕快，切忌觸動(dòng)周?chē)参?，以免串粉混雜。 自交授粉后，立即在自交果穗上拴牌。重要材料還要在記載表上登記，以防牌子丟失發(fā)生差錯(cuò)或漏收。牌上用鉛筆注明材料名稱(chēng)（或行號(hào)）授粉方式、授粉日期、工作者姓名。一株授粉結(jié)束后，將身體上的花粉清理干凈，再進(jìn)行第二株的授粉工作。4授粉后的管理授

7、粉后一周內(nèi)，要經(jīng)常注意紙袋和標(biāo)牌是否完好，因?yàn)殡S著果穗的生長(zhǎng)增大，容易將其頂?shù)?，所以要注意及時(shí)套好。5收獲、保存自交果穗成熟后，要及時(shí)收獲，將果穗與紙牌拴在一起，曬干后分別脫粒裝袋保存。除把紙牌裝入袋內(nèi)，袋外還必須寫(xiě)明材料名稱(chēng)和自交符號(hào)。 （二）玉米雜交技術(shù) 關(guān)于玉米人工雜交工作中的套袋、授粉和管理工作等與自交技術(shù)基本相同，只是所套的雄穗是作為雜交父本的另一個(gè)自交系（或品種）而不是同株套袋授粉。授粉后的紙牌上應(yīng)注明雜交組合名稱(chēng)，或母、父本的行號(hào)（×）。收獲后，先將同一組合的果穗及紙牌裝袋收獲，經(jīng)查對(duì)無(wú)誤時(shí)，再將同一組合的果穗混合脫粒，曬干保存。 五、作業(yè)思考題1每個(gè)同學(xué)在了解玉米花器構(gòu)造和開(kāi)花習(xí)性的基礎(chǔ)上，在指定的材料內(nèi)作自交果穗和雜交果穗各三個(gè)。成熟后檢查自交、雜交效果，按照下表統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果，每個(gè)人至少各交兩個(gè)合格的雜交和自交果穗。表4-1 玉米自交和雜交結(jié)果統(tǒng)