農(nóng)學(xué)概論第六章種子工程課件

1、農(nóng)學(xué)概論第六章種子工程(ppt)（優(yōu)選）農(nóng)學(xué)概論第六章種子工程一、作物育種 利用常規(guī)雜交選育或生物技術(shù)手段對作物進(jìn)行遺傳改良，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲、抗逆境的新品種第一節(jié) 作物育種與種子生產(chǎn)植物育種細(xì)胞工程育種誘變育種基因工程育種多倍體育種單倍體育種雜交育種傳統(tǒng)育種方法作物育種方法二、幾種育種方法比較 雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種方法親本雜交，后代選擇用射線、激光、化學(xué)藥物處理用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)、用秋水仙素處理幼苗原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異細(xì)胞全能性優(yōu)缺點(diǎn)方法簡單，可預(yù)見性強(qiáng)，但周期長加速育種，改良性狀，但有利個體不多，需大量處理器官大，營養(yǎng)物質(zhì)含

2、量高，但發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低縮短育種年限，但花藥培養(yǎng)成苗率較低基因工程育種與細(xì)胞工程育種細(xì)胞工程育種基因工程育種方法細(xì)胞融合組織培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)原理植物細(xì)胞的全能性遺傳密碼通用性重組DNA優(yōu)缺點(diǎn)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性體細(xì)胞雜種不易穩(wěn)定按人們意愿定向改造生物的性狀 生物安全問題親本1親本2親本3親本4親本5親本n 注：代表各親本所具的不同優(yōu)良性狀雜種新品種選擇培育第二節(jié) 雜交育種一、雜交育種的基本原理雜交育種的遺傳學(xué)原理雜交育種的育種學(xué)原理雜交育種的遺傳學(xué)原理基因的自由分離規(guī)律基因重組規(guī)律基因連鎖互換規(guī)律細(xì)胞質(zhì)遺傳規(guī)律數(shù)量性狀遺傳雜交育種的育種學(xué)原理1、綜合雙親的優(yōu)良性狀雜交育種的育種學(xué)原理2、產(chǎn)生新

3、的性狀(AAbb)(aaBB)(AABB)二、親本的選擇根據(jù)育種目標(biāo)選用具有優(yōu)良性狀的品種類型作為雜交親本廣泛搜集符合育種目標(biāo)原始材料，精選親本親本應(yīng)盡可能具有較多的優(yōu)良性狀重視選用地方品種親本的一般配合力要高廣精土高親本的選擇原則父母本性狀互補(bǔ)補(bǔ)三、雜交方式和技術(shù)1、 單交（single cross） 最簡單的雜交方式，兩個親本的雜交方式，又稱成對雜交。乙 （ ）甲（ ）甲（ ）乙 （ ）互為正反交 雜交方式四、雜交后代的選擇無性繁殖園藝作物雜交后代的選擇 只對雜交的F1進(jìn)行選擇，重點(diǎn)是培育。有性繁殖園藝作物雜交后代的選擇 系譜法（pedigree method） 混合法（bulk-popu

4、lation method） 單子傳法（single seed descent methold）1、系譜法 系譜法也也就是連續(xù)單株選擇法，是按上下代的遺傳親緣關(guān)系進(jìn)行選擇的方法，它是自花授粉作物雜種后代最常用的雜交后代選擇方法。親本P1親本P2入選群體的5-10%F3F1P1P2親本P3親本P4P3P4F2自花授粉作物系譜法選擇程序親本P1親本P2入選群體的5-10%F3F1P1P2親本P3親本P4P3P4F2F4略升級鑒定整齊、優(yōu)良自花授粉作物系譜法選擇程序親本P1親本P2入選群體的5-10%F3F1P1P2親本P3親本P4P3P4F2F4略F5CK自花授粉作物系譜法選擇程序親本P1親本P2

5、入選群體的5-10%F3F1P1P2親本P3親本P4P3P4F2F4略F5CKF6CK自花授粉作物系譜法選擇程序親本P1親本P2入選群體的5-10%F3F1P1P2親本P3親本P2P3P2F2F4略互為姐妹系互為姐妹系互為姐妹系1概念利用物理因素（如X射線、r射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）誘導(dǎo)植物發(fā)生基因突變2方法：輻射誘變、激光誘變、化學(xué)誘變第三節(jié) 其他育種方法 誘變育種射線DDTT高稈抗銹病 ddTT矮稈抗銹病射線ddtt矮稈不抗銹病 ddTT矮稈抗銹病或誘變育種農(nóng)作物黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農(nóng)五號”等大豆品種，產(chǎn)量提高了16，含油量比原來

6、提高25。太空育種-利用宇宙射線誘變育種太空辣椒平均單個重達(dá)500克，果實(shí)中維生素C的含量提高了10%25%；黃瓜1根達(dá)1米多長；“航天芝麻1號”不僅個大，而且單株蒴果達(dá)98粒以上；水稻蛋白質(zhì)含量可提高8.7%12%。 誘變育種特點(diǎn)：提高變異頻率，使后代性狀較快穩(wěn)定大幅度改良某些性狀誘發(fā)的個體產(chǎn)生有利的不多雜交育種誘變育種原理基因重組基因突變方法雜交用物理或化學(xué)方法處理生物優(yōu)點(diǎn)集中不同品種的優(yōu)良性狀于一個新品種上提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，缺點(diǎn)育種時間長有利變異少，需大量處理供試材料P DDTT高稈抗銹病 ddtt矮稈易染銹病F1 DdTt高稈抗銹病F2 ddTt、ddTT矮稈抗銹病自交 自

7、交 Fn ddTT矮稈抗銹病單倍體育種DT、dT、Dt、dt花藥離 體培養(yǎng) ddTT矮稈抗銹病DT、dT、Dt、dt秋水仙 素處理 單倍體 幼苗 花粉 純合體 植株減數(shù)分裂 多倍體育種植物基因工程育種Plant genetic engineering基因槍法培育轉(zhuǎn)基因植物The use of gene gun toproduce transgenic plants 農(nóng)桿菌介導(dǎo)植物轉(zhuǎn)基因Agrobacterium-mediated gene transfer Colonies of agrobacterium tumorfaciens轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻 transgenic Bt rice non-

8、transgenic riceGM Bt riceGM Bt ricenon-transgenic rice“金色水稻”轉(zhuǎn)基因含類胡蘿卜素水稻 “Golden rice” has been genetically modified to contain beta-caroteneOur bodies use beta-carotene to make vitamin A轉(zhuǎn)基因食品Genetically Modified (GM) FoodsMore than half of the American crops of soybeans and corn were GMO二、良種繁殖 一個新品種

9、經(jīng)審定被批準(zhǔn)推廣后，就要不斷進(jìn)行繁殖，并在繁殖過程中保持其原有的優(yōu)良種性，不斷地生產(chǎn)出大量優(yōu)質(zhì)成本低的種子，供大田生產(chǎn)。 （一）原種 育種家提供的種子一般稱為原原種，由原原種生產(chǎn)原種，由原種生產(chǎn)良種。 二、良種繁殖 (二) 原種生產(chǎn) 中國主要作物原種生產(chǎn)的方法有：循環(huán)選擇法: 自花授粉、常異花授粉作物混系繁殖法: 雜交水稻三系自交選擇法：玉米自交系三系法、二系法等：雜交組合(三)良種的加速繁殖 1.提高繁殖系數(shù) 主要途徑是節(jié)約單位面積的播種量；同時提高單位面積產(chǎn)量。 2.一年多代繁殖 主要方式是異地或異季繁殖，即選擇光、熱條件可以滿足作物生長、發(fā)育所需要的某些地區(qū)，進(jìn)行冬繁或夏繁加代。二、種子

10、工程 中國新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，將種子工程作為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)戰(zhàn)略選擇和重點(diǎn)措施，列為農(nóng)業(yè)科技的第一工程。種子工程又叫種子產(chǎn)業(yè)化工程，包括廣義的種子工程和狹義的種子工程。 廣義的種子工程 是指種子“育、繁、加、銷一體化”，要求品種選育、良種繁殖、種子加工、種子檢驗(yàn)、種子銷售部門即產(chǎn)學(xué)研實(shí)現(xiàn)聯(lián)合，集中優(yōu)勢人力、財(cái)力，逐步建立由種子公司企業(yè)興辦育種科研的新體制。狹義的種子工程 是指種子加工產(chǎn)業(yè)化，包括種子精選和加工、種子包裝和掛牌、種子包衣等。 生物技術(shù)已應(yīng)用到種子加工上，形成了所謂“人工種子”等新產(chǎn)業(yè)。 人工種子是指將作物的胚或體細(xì)胞包裹處理成“種子” 。第二節(jié) 種子檢驗(yàn)與加工一、種子的質(zhì)量要求優(yōu)

11、良的種子包括兩方面的含義：1.種子的遺傳性好，產(chǎn)量高，品質(zhì)好。2.種子的質(zhì)量好，播種后發(fā)芽快，苗 齊苗壯。優(yōu)良的種子應(yīng)具備以下條件： 純度高、粒大、飽滿、潔凈、發(fā)芽勢強(qiáng)，發(fā)芽率高， 含水量低、整齊均勻、沒有病蟲害。同時要考慮貯藏時間的長短。種子的壽命 是指種子保持萌發(fā)能力的最高年限。 種子壽命長短，因植物種類的不同而有差異。農(nóng)作物種子的壽命一般在35年。 保持有實(shí)用價(jià)值種子的最高年限稱為植物種子的有效年限。 通常發(fā)芽率在50以上的種子為有實(shí)用價(jià)值的種子。種子的有效年限- (有實(shí)用價(jià)值的年限)： 當(dāng)種子發(fā)芽率低于50時，不能作為生產(chǎn)用種。作物種類壽命(年)利用(年)花 生胡蘿卜油 菜水 稻小 麥

12、棉 花綠 豆1225323381l33225表4-1 種子的壽命和利用年限二、種子檢驗(yàn) 種子檢驗(yàn)工作可以保證作物種子的播種質(zhì)量具有較高的水平，使優(yōu)良品種能充分發(fā)揮增產(chǎn)效益。檢驗(yàn)內(nèi)容包括品種品質(zhì)和播種品質(zhì)兩個方面，檢驗(yàn)方法有田間和室內(nèi)兩種。 1.田間檢驗(yàn) 主要檢驗(yàn)本品種的真實(shí)性和純度，并對病蟲感染程度，雜草和異種作物混入情況進(jìn)行調(diào)查。 根據(jù)本品種具有的一些明顯特征，在抽穗至成熟階段進(jìn)行。并根據(jù)種子田面積，選取510點(diǎn)，不同作物每點(diǎn)選1050株檢驗(yàn)。2.室內(nèi)檢驗(yàn) 在種子入庫、調(diào)運(yùn)或播種前進(jìn)行，以播種品質(zhì)為主。 主要項(xiàng)目有七項(xiàng)。（一）品種純度 品種純度指本品種的植株或種子，在田間植株中或收獲種子中所

13、占的百分?jǐn)?shù)。 用作種子時對品種純度的要求比較高，一般應(yīng)在90以上，否則易雜交退化。品種純度的檢驗(yàn) 取5001000粒樣本兩個，或重量相等(50g)的樣本兩個，按品種特征逐粒比較,分出本品種種子和異品種種子,計(jì)算本品種種子數(shù)占被檢種子數(shù)的百分率.（二）種子凈度 凈度是指樣本中去掉雜質(zhì)后，留下本作物完好種子重量占樣本重量的百分?jǐn)?shù)。種子凈度又稱種子清潔率。（三）種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率 發(fā)芽勢 表示種子發(fā)芽出苗的整齊程度。用規(guī)定天數(shù)內(nèi)（3-5天）發(fā)芽種子數(shù)占供檢種子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示。 發(fā)芽率 則表示能正常發(fā)芽的種子占供試種子的百分?jǐn)?shù)，生活力強(qiáng)的種子發(fā)芽率應(yīng)在90以上。 將待測發(fā)芽率的種子從不同部位取樣。

14、取300500粒種子。每份按100粒等分。分別放在裝有濕砂或棉花的盤內(nèi)擺均勻，放在適于發(fā)芽的溫度條件下，5-10天時記錄100粒種子萌動和萌發(fā)種子的數(shù)目。發(fā)芽率的測定 發(fā)芽率是在實(shí)驗(yàn)室測定的，播種后實(shí)際出苗率受很多因素影響。麥類，水稻，玉米等作物的田間出苗率可達(dá)90左右。而高梁、棉花等易受真菌侵染，使種子腐爛，雖然種子的發(fā)芽率在95，經(jīng)消毒處理的田間出苗率一般只有75，未經(jīng)消毒處理的只有50左右。如果種子發(fā)芽率在60-70時，田間出苗率僅有20-25，這樣的種子生活力弱，不能播種使用。 注意：（四） 整齊度 種子整齊度是指種子大小的一致性。 80以上大小相似(麥類種子相差0.200.25mm范

15、圍以內(nèi))的種子才算整齊的種子。（五）千粒重 千粒重是種子大小和飽滿程度的綜合指標(biāo)。 在檢驗(yàn)過凈度的種子中，隨機(jī)抽取兩份種子。一般小麥、水稻每份1000粒，玉米500粒，棉花、花生100粒。稱取種子重量取平均值為該作物種子的千粒重。 千粒重的測定（六） 病蟲害感染率 以感染病蟲害植株數(shù)或種子數(shù)占供檢作物總株數(shù)或種子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示?？稍谔镩g和室內(nèi)進(jìn)行。 （七） 含水量 取種子20-50粒，磨碎，混勻，取兩份各5g左右，置于105烘箱中3-4小時，達(dá)恒重后計(jì)算含水量百分率。 三、種子的精選加工 (一) 預(yù)清 預(yù)清是清除含量比較多的一些雜質(zhì)，如穎殼、莢殼，莖、葉、芒以及其它可堵塞輸送帶和篩孔的雜物，

16、使預(yù)清后的種子，能順利的輸送入各種精選機(jī)械。 (二) 干燥 預(yù)清后的種子如水分比安全貯藏水分高出3，在氣候潮濕的地區(qū)和條件下，應(yīng)進(jìn)行干燥。種子干燥一般使用干燥的熱空氣?？諝鉁囟仍礁撸鄬穸仍降?，種子干燥越快。但最高的安全溫度是多少，應(yīng)考慮以下一些因素： 1生理特性 2化學(xué)成分 3原始含水量 1種子的生理特性 剛收獲的種子，含水量較高，大部分尚處在后熟階段，生理作用旺盛，對溫度敏感，干燥速度應(yīng)慢些，即應(yīng)采用較低的溫度。2種子的化學(xué)成分 淀粉類種子，組織結(jié)構(gòu)較疏松，傳濕力較強(qiáng)，可用較高溫度干燥； 蛋白質(zhì)類種子，結(jié)構(gòu)致密，傳濕力弱，且種皮易失水破裂，應(yīng)低溫慢速干燥。 油料作物種子, 脂肪為不親水物

17、質(zhì)，可以用較高溫度，但由于種皮松脆，易破裂，所以溫度也不能太高。3種子的原始含水量 原始含水量是決定種子對溫度敏感性的主要因素之一，原始含水量越高，對溫度越敏感，要求的安全溫度越低。 一般認(rèn)為45以下的溫度是安全的。(三) 基本清選 基本清選和預(yù)清類似，作用是除去種子中的雜質(zhì)，但更精細(xì)，更徹底，可將雜草種子，其它作物種子，破碎種子和其它比較輕的夾雜物清選掉。(四) 分級 經(jīng)過預(yù)清和基本清選的種子，一些小粒，秕粒已除去，但種子大小仍不一致。分級就是除去大于或小于需要的種子，并且除去機(jī)械損傷和其它損傷的種子。 (五) 拌藥 藥劑拌種的作用在于：防止種子表面的或土壤中的病菌和害蟲，如腥黑穗病，枯萎病

18、，金針蟲等。有些內(nèi)吸藥劑能被幼苗吸收，可防除種子內(nèi)部的病菌，如散黑穗病。防治由空氣傳染的病害，如葉霉病。 種子拌藥要求用量要精確，種子含水量應(yīng)小于16%，拌藥后貯藏時間一般不宜超過一個季度，貯藏溫度不能過高，有毒藥劑應(yīng)加進(jìn)顏料以便識別。四、種子包衣技術(shù) 種子包衣是在種子外表均勻地包上一層藥膜，藥膜含農(nóng)藥、肥料、植物生長調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)，能起到殺菌殺蟲和促進(jìn)生長等作用。包衣所用的藥膜稱為種衣劑。 處理后的種子具有明顯的增產(chǎn)增效作用，且包衣后種子一般為警戒紅色。（一） 種衣劑的作用與功能 1. 有效防控作物苗期病蟲害2. 促控幼苗生長，提高作物產(chǎn)量 3. 節(jié)省種子和農(nóng)藥，提高經(jīng)濟(jì)效益4. 減少環(huán)境污染

19、5. 促使良種標(biāo)準(zhǔn)化、丸?；蜕唐坊?種衣劑對苗期病蟲害防治效果在 70% - 90%。 而一般農(nóng)藥效果為30 - 60%。 1. 有效防控作物苗期病蟲害2. 促控幼苗生長，提高作物產(chǎn)量 使用包衣后的種子，糧食作物可增產(chǎn)10左右，棉花增產(chǎn)15左右，花生可增產(chǎn)20左右。3. 節(jié)省種子和農(nóng)藥，提高經(jīng)濟(jì)效益 包衣種子可實(shí)行精量播種，保證全苗壯苗。包衣后可節(jié)約種子1/3。同時，種衣劑的藥效可維持40-60天，可減少用藥量和用藥次數(shù)，節(jié)約勞動力。 包衣種子投入和產(chǎn)出比約為： 1：10-804. 減少環(huán)境污染 采用種子包衣，將高毒農(nóng)藥包于膜內(nèi)，使之低毒化，減少發(fā)生毒害的可能性，并使苗期噴藥方式改為隱蔽式，藥效較長，苗期基本不需再施農(nóng)藥，減少了用藥劑量和次數(shù)，從而