作物育種學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、作物育種學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告作物育種學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告農(nóng)學(xué)本碩連讀202101曹玉妍20214562一、目的與意義為了更好的了解育種流程,將課本上的理論知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來,更加深入地了解水稻和玉米的育種流程.二、實(shí)習(xí)內(nèi)容本次實(shí)習(xí)分別前往崇州水稻科研基地與四JI西南科聯(lián)種業(yè)公司的新津園區(qū)學(xué)習(xí)水稻和玉米的育種流程.一下內(nèi)容是老師依次帶著我們走過并講解了的部分,內(nèi)容豐富,淺顯易懂.上午水稻局部水稻歷史水稻育種過程是從原始野生稻到高稈栽培稻,再到所謂的綠色革命的矮化育種的矮化栽培稻,再后來水稻就開始分支,粳稻和粕稻的分化,在矮化育種的初期有常規(guī)稻的概念,于是就有了常規(guī)粳稻和常規(guī)粕稻.隨著袁隆平先生對(duì)野敗型水稻的發(fā)現(xiàn),就

2、有了雜種優(yōu)勢(shì)的利用,接著做雜交稻,雜交稻接近40年的開展歷史,就有了兩系雜交稻和三系雜交稻的過程,當(dāng)雜交稻開展和產(chǎn)量達(dá)到一定的地步,袁隆平先生又提出了超級(jí)雜交稻的概念,在最初期雜交稻的產(chǎn)量水平上有顯著的提升,同時(shí)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性也大大提升,對(duì)逆境的抗性更加增強(qiáng).育種流程育種的目標(biāo)就是要以提升產(chǎn)量,提升質(zhì)量,提升抗逆性為根本目標(biāo).最初的常規(guī)育種,首先就是要制定育種目標(biāo),然后就要找相應(yīng)的親本材料,所謂的親本資源,眾所周知,任何方案的實(shí)現(xiàn)都要有相應(yīng)的根底材料的支撐,如優(yōu)質(zhì)米與抗蟲性水稻品種的選育.再通過雜交,人為地促進(jìn)其進(jìn)化,再根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行選擇,所謂地育種過程就是一個(gè)創(chuàng)造變異、選擇變異、穩(wěn)定變異的

3、過程,雜交的目的就是創(chuàng)造變異,從后代F2或回交群體開始進(jìn)行選擇,根據(jù)目標(biāo)對(duì)每一個(gè)單株進(jìn)行觀察,建立株系,一代代地選擇地過程就是穩(wěn)定變異,直到高代以后,農(nóng)藝性狀等到達(dá)了所制定的育種目標(biāo),且能為穩(wěn)定表達(dá),不發(fā)生別離,那就說明該品種選育成功,選育成功后,對(duì)雜交稻進(jìn)行測(cè)配,如不育系和恢復(fù)系的組合,再獲得雜種,然后進(jìn)行品種比擬試驗(yàn),對(duì)于測(cè)配的組合首先在田里進(jìn)行一個(gè)品比試驗(yàn),為了評(píng)價(jià)其產(chǎn)量、株葉形態(tài)、抗病性、生育期和品質(zhì)是否符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的要求,通過篩選獲得剩余的材料,再將這些材料進(jìn)一步放到大田中生產(chǎn),進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性試驗(yàn),如西南稻區(qū),評(píng)價(jià)其產(chǎn)量的穩(wěn)定性、對(duì)每個(gè)生態(tài)區(qū)的適合度,品質(zhì)的穩(wěn)定,是否能滿足需求,再

4、篩選,成為較穩(wěn)定的品種,然后再進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn),首先會(huì)有預(yù)試,四川一般每年會(huì)有300個(gè)品種,對(duì)農(nóng)藝性狀等進(jìn)行篩選,剩下72個(gè)左右進(jìn)行區(qū)試,第二年區(qū)試以后剩下的再進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),可能就剩下5-10個(gè)品種了,四川作為育種大省,每年能審定成功的品種一般也就9個(gè),可見,審定為品種的機(jī)率特別小,且難度大.這樣就從根底材料選育出了一個(gè)新品種,根據(jù)審定證書就只能種植證書限定的范圍內(nèi),一般拿到審定證書,就會(huì)授權(quán)給當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)地種子公司進(jìn)行生產(chǎn)推廣.三系配套不育系和保持系的育種三系具體指不育系、保持系和恢復(fù)系.目的是利用雜種優(yōu)勢(shì),用遺傳距離大不育系和恢復(fù)系產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)提升產(chǎn)量,眾所周知,水稻是自花授粉作物,如果沒有不育系

5、的生產(chǎn),雜種的數(shù)量就沒方法增加,由于野敗的發(fā)現(xiàn),母本做成雄性不育的不育系,免去了人工去雄的工作量,使得授粉過程也更加地簡單,為實(shí)現(xiàn)三系配套,就必須要選育不育系和恢復(fù)系,為會(huì)的不育系地種子,且量要大,就必須要有保持系,以與不育系雜交,產(chǎn)生完全不育地后代,保持其不育性,其必須和不育系遺傳背景完全一樣,差異只在不育系含胞質(zhì)的不育基因,而2保持系含核質(zhì)的不育基因,互作以后產(chǎn)生不育材料.三系選擇時(shí),先選育保持系,其過程與常規(guī)育種等過程一樣,首先根據(jù)市場調(diào)查,獲取需求信息,再制定農(nóng)藝性狀等育種目標(biāo),再在根底材料固里面找到這些具有特異性的材料,再進(jìn)行雜交,后代建立別離群體,在別離群體中嚴(yán)格根據(jù)制定好的育種目

6、標(biāo)進(jìn)行單株選擇,在保持系選育過程中要做到,至少一個(gè)材料含有保持基因,然后,后代選擇中,要保證該保持基因一直都在,接著建立株系,為了進(jìn)一步根據(jù)制定好的育種目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),進(jìn)行變異的穩(wěn)定,通過幾代的穩(wěn)定后,可能會(huì)拿到比擬理想的保持系,然后進(jìn)行回交,前提要對(duì)保持基因的性質(zhì)了解,要知道它是屬于哪種類型的,保持系的類型一般有K型、岡型、D型、紅蓮型、包臺(tái)型、野敗型,在不同型之間,保持基因不是通用的,所以選擇了保持系后,要用同類型的不育系與之回交,這樣才能到達(dá)不育系的完全不育,多代回交,從而獲得與保持系同質(zhì)的穩(wěn)定的不育系,從而完成不育系的完成.然后進(jìn)行雜種優(yōu)勢(shì)的測(cè)配環(huán)節(jié).因市場與農(nóng)民的需求時(shí)刻在變化,要顧及

7、到的性狀多種多樣,環(huán)境在變化,栽培模式也在變化,雖然看起來步驟很簡單,但是操作很復(fù)雜,同時(shí),一般會(huì)同時(shí)開展很多工作,較辛苦,且現(xiàn)在的育種工作一般都會(huì)結(jié)合生物技術(shù),如分子標(biāo)記輔助育種,但生物技術(shù)不能根本解決問題,只能作為一種輔助手段,但這樣目的性更強(qiáng).在抗病性材料種植時(shí),周圍種植一圈誘發(fā)行,其叫江南香糯,極感稻瘟病,當(dāng)?shù)疚敛【蟊l(fā)時(shí),可以檢測(cè)材料的抗病性.兩系配套不育系的選擇三系的缺點(diǎn)：不育系的不育基由于毒性基因,而恢復(fù)基因就是解毒基因,有了不育系就必須要含有一個(gè)相應(yīng)解毒的恢復(fù)基因的材料,但水稻中含有恢復(fù)基因的材料少之又少,所以導(dǎo)致資源利用率的受限,即恢保關(guān)系的限制,大大縮小了資源利用率.所以

8、就有了兩系的開展,兩系即兩用核不育系,不育系和保持系為自身,會(huì)有育性轉(zhuǎn)換的過程,分為：光敏不育系長日照條件下可育,短日照條件下不可育、溫敏不育系孕穗期24c不可育,23c可育,但環(huán)境溫度多變,故設(shè)置了育種平安線,當(dāng)品種的歧點(diǎn)溫度高于23.5C,該品種是不能用于市場推廣的,和光溫敏不育系高溫短日照條件下不育,低溫長日照條件下可育.目前推廣的品種均為光溫敏不育系,雖然光敏不育性受四季變化的調(diào)節(jié),平安性更強(qiáng),但是與其它基因的連鎖比擬強(qiáng),且光敏資源缺乏,溫敏不育系的平安性差,但卻大面積推廣,而光溫敏不育系就有一定的平安性根底.不育系的選育過程即為,通過雜交,形成后代別離,后代別離的群體中就存在不育株,

9、慢慢穩(wěn)定,核心就在于選育后不育株中獲得單株種子,可通過調(diào)節(jié)生育期往后推,如后推至長日照條件來調(diào)節(jié)其育性,產(chǎn)生種子,或者再生復(fù)育,將選好的單株割成20cm左右的稻樁,施肥,長出的就能結(jié)實(shí),從而使其再生獲得種子.加快水稻育種進(jìn)程都會(huì)南繁北育,有一個(gè)南繁的過程,一年三季,四川一季,海南兩季,8月割稻樁收種,調(diào)到3月中旬以前抽穗收種.兩系不育系選擇最大的問題就在于歧點(diǎn)溫度的把控與鑒定,要送到專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鑒定,兩系不育系是功能缺失造成的不育系,與正常的材料雜交,就能形成互補(bǔ)關(guān)系,育性恢復(fù)正常,能大大提升資源利用率,但問題就在于平安性問題,制種過程中,溫度的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致一些問題的出現(xiàn).恢復(fù)系的選育過程這是最

10、單純的選擇過程,制定育種目標(biāo)、選擇材料、雜交、后代選擇、建立株系、后代選擇、穩(wěn)定的一個(gè)育種過程,恢復(fù)系和常規(guī)稻育種過程一模一樣,即雜交、選擇、穩(wěn)定,關(guān)鍵在于嚴(yán)格根據(jù)育種目標(biāo)來進(jìn)行選擇的執(zhí)行力,兩系和三系的恢復(fù)系選育過程完全一樣,但是三系恢復(fù)系中需要含有恢復(fù)基因,野敗型恢復(fù)系需要有2個(gè)恢復(fù)基因才具有強(qiáng)恢復(fù)性,如只有一個(gè)恢復(fù)基因,結(jié)實(shí)率會(huì)大大降低.測(cè)交與品種比擬實(shí)驗(yàn)測(cè)交就是將不育系和恢復(fù)系成對(duì)雜交,獲得種子,進(jìn)行評(píng)價(jià),測(cè)定其一般配合力和特殊配合力,用不同組合,設(shè)計(jì)一些模型,最終評(píng)價(jià)篩選出雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、一般配合力高的材料.測(cè)交以后就會(huì)進(jìn)入品比試驗(yàn)階段,將不同株系進(jìn)行組合,確定哪一個(gè)組合雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng),對(duì)每

11、個(gè)組合的株型、分奠水平、葉片寬度等農(nóng)藝性狀進(jìn)行考種,配合力數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì),篩選到目標(biāo)組合,對(duì)應(yīng)的目標(biāo)不育系、目標(biāo)恢復(fù)系的目標(biāo)組合,就可以確定該組合的配合力好,雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng),株葉形態(tài),生育期,抗病性,品質(zhì)均能滿足當(dāng)季市場的需求,就進(jìn)行種子的生產(chǎn),然后進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn),如最終通過試驗(yàn),就能成為一個(gè)品種,就能進(jìn)行種子生產(chǎn),進(jìn)行轉(zhuǎn)化.雜交稻的制種過程確定目標(biāo)組合后,父本恢復(fù)系：母本=2:12標(biāo)準(zhǔn)做法制種關(guān)鍵問題,父母本的生育期完全不一致,但又要制種,所以要將不育系和恢復(fù)系調(diào)到同一天開花,使其花期相遇,看到的相差了32天,播種時(shí),恢復(fù)系就要提前播32大.目前之中都有花期調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié),所以必須深入掌握不育

12、系母本和恢復(fù)系父本的花期,只有花期相遇,才能獲得高產(chǎn),產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益.一般恢復(fù)系長到一定程度后,播種不育系時(shí),直接播種,可撒播,降低本錢,制種根本問題就是要使兩親本花期相遇,可能有時(shí)會(huì)差幾天,要調(diào)節(jié),可用化學(xué)試劑、肥料調(diào)節(jié)、田間治理,比方抽穗時(shí),母本早了三天,可以限制母本的肥力,適當(dāng)延遲抽穗,還可用磷酸二氫鉀限制父本,使其提前開花,也可用一定比例的多效唾推遲花期,一般相差一個(gè)月的父母本也能通過調(diào)節(jié)使其花期相遇.生產(chǎn)不育系種子父本：母本=2:12,父母本是同質(zhì)的,僅核質(zhì)育性基因上的差異,所以田間農(nóng)藝性狀完全一致,播期、栽插期等均一致,不育系受到一定毒害,所以抽穗期會(huì)提前,所以一般保持系會(huì)選擇栽兩期

13、,：第一期與不育系同時(shí)播種,第二期推遲一周,兩株父本生育期不同,就更加使得花期相遇水稻稻穗觀察穗子上分別由主枝梗、一次枝梗、二次枝梗等,水稻一個(gè)小花中有6個(gè)雄蕊,雄蕊下兩個(gè)柱頭、一個(gè)子房,其高度稍低于花藥位置,當(dāng)花藥破裂,花粉掉落到柱頭上,從而接著后續(xù)完成整個(gè)授粉的過程.要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),除了花期相遇,還要確認(rèn)柱頭外露率,外露率越高,產(chǎn)量越高,同時(shí)花粉的活力以及柱頭的活力都要高,父、母本花時(shí)也要相近,一般粳稻的花時(shí)會(huì)比粕稻的花時(shí)遲1個(gè)小時(shí),花粉的活力和開花時(shí)間是很短的,就會(huì)影響制種.下午玉米局部西南科聯(lián)基地介紹：四川西南科聯(lián)種業(yè)有限責(zé)任公司為實(shí)踐城鄉(xiāng)統(tǒng)籌開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略,增強(qiáng)超級(jí)玉米育種,擴(kuò)大種子生

14、產(chǎn)規(guī)模,在成都市創(chuàng)立中國南方玉米科技園.園區(qū)內(nèi)萬畝機(jī)械化玉米制種基地是我國南方第一個(gè)現(xiàn)代化玉米生產(chǎn)基地,基地用地采用土地流轉(zhuǎn)方式獲得.南方玉米科技園分為青白江園區(qū)和新津園區(qū)兩處.2021年在青白江區(qū)城廂鎮(zhèn)流轉(zhuǎn)土地3210畝建成青白江園區(qū),2021年開始在新津縣文井鄉(xiāng)建設(shè)新津園區(qū),流轉(zhuǎn)土地4000Wo通過農(nóng)地整理和農(nóng)田水利建設(shè)及田間道路改造,將零星分散的地塊集中平整成片,到達(dá)機(jī)械化種植要求.玉米制種從犁地、播種、施肥、治蟲到果穗收獲、秸稈還田均采用機(jī)械化作業(yè).新津園區(qū)從09年承包至2027年,基地占地4200畝,三個(gè)片區(qū),再依次往下劃分.玉米制種情況及相關(guān)技術(shù)首先了解了玉米的幾個(gè)生長時(shí)期：播種期

15、、田間治理、收獲.播種要考慮到種子萌發(fā)的條件,時(shí)間的選擇很重要,氣溫、土壤墉情、水分的情況,還有濕度的問題,摸索后,3月15、20號(hào)左右就要開始播種,為了后期人工去雄環(huán)節(jié)便于操作,就要將播期延長至5月初左右,每天100-150公斤左右,播種期一共40天,低溫也到達(dá)根本條件,播種關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是播插期確實(shí)定,父母本播種時(shí)間不同,由于播插期的不同和生育期的不同,又為了讓父母本的花期相遇,要確定好雙親的花期,從而確定播期,父本一般生育期會(huì)長一些,但也由于父本早播,田間更早起壟,導(dǎo)致母本的士比擬干,種下去后長勢(shì)不一致,標(biāo)準(zhǔn)播插期就是父本在兩葉一心兩個(gè)全展葉時(shí),播下母本.所以播期確實(shí)定就是最關(guān)鍵、主要的.田

16、間治理病、蟲、草、水害的治理以及施肥和追肥的治理底肥時(shí)在播種期與種子一起機(jī)械化播下的,主要在兩葉一心的時(shí)候施追肥,提苗,以氮素為主.苗期治理中,主要就是草害,要防草,有些對(duì)除草劑敏感的材料,就不能在苗期噴施除草劑,要在苗前噴施苗前除草劑,即播種后立即噴施除草劑.苗前與苗后要相結(jié)合才能更好地除草,一般苗后就是在雜草葉齡為2齡時(shí)噴施苗后除草劑.水分不能太多,否那么會(huì)影響玉米的產(chǎn)量,所以主要以排水為主,機(jī)械化排水就有單廂和雙廂,行比為1:5,這樣方便開溝,所以低洼田塊就以排水為主.病害與蟲害至少要防三次,前期即播種出苗期主要防地老虎與蜷帖,特別是在較干旱的條件,所以播種時(shí)就要提前噴藥,在苗前,天氣較

17、潮濕的條件下,又可能有黏蟲的危害,所以也要提前打藥,在后期,有玉米螟的危害,對(duì)產(chǎn)量影響最大,所以要提前防治,買一些水劑型的藥,在玉米雄花開花前,就有財(cái)蟲危害雄花,嚴(yán)重的可導(dǎo)致沒有花粉,就不能完成授粉.病害防治方面,有些品種感紋枯病所以就要地面噴施井岡霉素,與殺蟲劑配合施用一些細(xì)菌性的共生菌株來共同防治.去雄階段,目前是摸苞去雄,即在雄花還有兩片葉片包裹的情況下去雄.氣候條件好的話,雄花散粉特別快.同時(shí)還必須要保證花期相遇,當(dāng)花期不育時(shí),就要施用一些生長調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié),當(dāng)母本整潔度不夠時(shí),就要分兩次或三次去雄.也最好要提前去雄,這樣能解決人工缺乏的問題.去雄50-60天后機(jī)器收獲,盡量讓玉米生育期拉長,后熟.老師總結(jié)當(dāng)父母本差異較大時(shí)就會(huì)導(dǎo)致花期不遇,且本來當(dāng)?shù)赜衩灼贩N對(duì)光溫反響沒有那么敏