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文檔簡(jiǎn)介

種子生產(chǎn)學(xué)王建華

張春慶主編,高教出版社,2006目

論第一章

新品種審定登記保護(hù)與利用第二章

種子生產(chǎn)的基本原理第三章

自花授粉作物種子生產(chǎn)技術(shù)第四章

異花授粉作物種子生產(chǎn)技術(shù)第五章

常異花授粉作物種子生產(chǎn)WX基因PCR圖譜緒

論一、種子生產(chǎn)的意義和任務(wù)

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料,一是農(nóng)業(yè)再生產(chǎn)的基本保證和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要條件。

(意義)種子生產(chǎn)就是將育種家選育的優(yōu)良品種,結(jié)合作物的繁殖方式與遺傳變異特點(diǎn),使用科學(xué)的種子生產(chǎn)技術(shù),在保持優(yōu)良種性不變、維持較長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)壽命的條件下,迅速擴(kuò)大繁殖,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)種子。種子生產(chǎn)的任務(wù)

廣義的種子生產(chǎn)包括了新品種選育和引進(jìn)、區(qū)試、審定、育種家種子繁殖、良種種子生產(chǎn)、收獲、清選、包衣、包裝、貯藏、檢驗(yàn)和銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)。狹義的種子生產(chǎn)包括兩個(gè)方面的任務(wù),一是加速生產(chǎn)新選育或新引進(jìn)的優(yōu)良品種種子,以替換原有的品種,實(shí)現(xiàn)品種更換;二是對(duì)已經(jīng)在生產(chǎn)中大量使用的品種,有計(jì)劃地利用原原種生產(chǎn)出遺傳純度變異最小的生產(chǎn)用種,進(jìn)行品種更換。

本課程的主要目的是使我們?cè)趯W(xué)習(xí)遺傳學(xué)、作物育種學(xué)和作物栽培學(xué)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解不同作物的開(kāi)花生物學(xué)與繁殖特性,學(xué)習(xí)和掌握種子生產(chǎn)的基本原理、生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)及個(gè)作物良種生產(chǎn)的技能。

二、種子、品種和良種的概念

(一)種子的概念

種子是指能夠生長(zhǎng)出下一代個(gè)體(功能正常、形態(tài)完整的個(gè)體)的生物組織器官。

從植物學(xué)概念上定義,種子是指有性繁殖的植物經(jīng)授粉、受精,由胚珠發(fā)育而成的繁殖器官,主要由種皮、胚和胚乳3個(gè)部分組成。

從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)定義,凡是可以用作播種材料的任何植物組織、器官或其營(yíng)養(yǎng)體的一部分,能作為繁殖后代用的都稱(chēng)之為種子。農(nóng)業(yè)上的種子具有比較廣泛的含義,一般又稱(chēng)為“農(nóng)業(yè)種子”。

農(nóng)業(yè)種子一般可以歸納為3大類(lèi)型:(1)真種子,即植物學(xué)上的種子,有母株花器中的胚珠發(fā)育而來(lái)。如豆類(lèi)、棉花、油菜、煙草等作物的種子。(2)植物學(xué)上的果實(shí),內(nèi)含一?;蚨嗔7N子,外部由子房壁發(fā)育的果皮包圍。如禾本科作物的小麥、黑麥、玉米、高粱和谷子的種子都屬于穎果,蕎麥、向日葵、苧麻和大麻等的種子是瘦果,甜菜的種子是堅(jiān)果等。(3)營(yíng)養(yǎng)器官,主要包括根、莖及其變態(tài)物的自然無(wú)性繁殖器官,如甘薯的塊根、馬鈴薯的塊莖、甘蔗的莖節(jié)牙和蔥、蒜的鱗莖、某些花卉的葉片等。

(二)品種的概念

作物的概念與意義:作物是指有目的地種植和栽培并將收獲利用的植物。從這個(gè)意義上說(shuō),作物就是栽培植物。對(duì)于某一特定的物種來(lái)說(shuō),“作物”的概念是動(dòng)態(tài)的,或者說(shuō)是相對(duì)的,因?yàn)樵谀骋粫r(shí)空中是作物的種在另一個(gè)時(shí)空中卻可能不是作物。

品種是人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)根據(jù)特定的經(jīng)濟(jì)需要,將野生植物馴化成栽培植物,并經(jīng)長(zhǎng)期的培育和不斷的選擇而形成的或利用現(xiàn)代育種技術(shù)所獲得的具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物群體,不是植物分類(lèi)上的單位。

品種的群體具有相對(duì)整齊一致的、穩(wěn)定的形態(tài)特征和生理生化特性,即特有的遺傳性。不同品種間的各種特征、特性彼此不完全相同,因而能相互區(qū)別。(能在一定的自然、栽培條件下獲得高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品,滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活的需要。)

品種是在一定的生態(tài)條件下選育而成的,具有地區(qū)適應(yīng)性。

隨著地區(qū)、經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境和生產(chǎn)條件、市場(chǎng)需求的變化,原有的品種不能適應(yīng)這些變化,被淘汰。品種的利用具有時(shí)間性。

品種根據(jù)其來(lái)源,可以分為農(nóng)家品種(farmers’variety,

FV)與現(xiàn)代品種(modernvariety,MV)。

(三)良種的概念

良種與品種的概念不同。良種是指優(yōu)良品種的優(yōu)質(zhì)種子。良種的概念包括了兩個(gè)方面的含義,即品種優(yōu)、種子優(yōu)。

品種優(yōu),是指優(yōu)良品種應(yīng)具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、成熟期適當(dāng)、適應(yīng)性廣和易于種植、栽培管理等特點(diǎn)。

種子優(yōu),是指應(yīng)符合純、凈、壯、健、干的要求,這其中的前四個(gè)要求由種子的生產(chǎn)過(guò)程所決定。

純,是指種子純度高,沒(méi)有或很少混雜有其他作物種子、其他品種或雜草的種子。

凈,是指種子凈度好,清潔干凈,不帶有病菌、蟲(chóng)卵,不含有泥沙、殘株和葉片等雜質(zhì)。

壯,是指種子飽滿充實(shí),千粒重和容重高。發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率高,種子活力強(qiáng),發(fā)芽、出苗快而健壯、整齊。

健,是指種子健康,不帶有檢疫性病蟲(chóng)害和危險(xiǎn)性雜草種子。

干,是指種子干燥,含水量在一定范圍內(nèi),沒(méi)有受潮和發(fā)霉變質(zhì),能安全貯藏。

國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》和《農(nóng)作物種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中,根據(jù)種子質(zhì)量的(世代)特點(diǎn),將常規(guī)種子和親本種子分為育種家、原種和良種。良種劃分為大田用種一代、大田用種二代。雜交種子分為一級(jí)、二級(jí)。各級(jí)原、良種均有相應(yīng)的國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

三、種子生產(chǎn)的種類(lèi)

種子生產(chǎn)種類(lèi)依生產(chǎn)特點(diǎn)劃分為:品種的種子生產(chǎn)、雜交種的種子生產(chǎn)和無(wú)性繁殖材料的種子生產(chǎn)。

(一)品種的種子生產(chǎn)

1.育種家種子(breeder’sseed)是指由育種家育成品種的原始種子。育種家種子的生產(chǎn)是在育種者親自掌握和指導(dǎo)下進(jìn)行的一個(gè)世代(原原種)或者兩個(gè)世代(原種)的高純度的種子生產(chǎn)。

2.基礎(chǔ)種子的生產(chǎn)(foundationseed)是利用育種家種子直接繁殖生產(chǎn)的種子,是育種家種子的后代。

3.合格種子的生產(chǎn)

合格種子是利用基礎(chǔ)種子進(jìn)一步繁殖的種子。

4.生產(chǎn)用種的生產(chǎn)

大田生產(chǎn)用種的生產(chǎn)既可以是由合格種子直接生產(chǎn),也可以將足夠數(shù)量的合格種子直接用于大田生產(chǎn)。

可以看出,這幾類(lèi)種子的生產(chǎn)時(shí)按照一個(gè)品種的繁殖世代進(jìn)行劃分的,各個(gè)國(guó)家略有不同。我國(guó)的種子生產(chǎn)目前劃分為育種家種子、原種、良種,良種劃分為大田用種一代、大田用種二代。

(二)雜交種的種子生產(chǎn)

雜交種(hybrid)的種子生產(chǎn)分為兩大類(lèi),一類(lèi)是由不同自交系或者品種雜交而成,如玉米、棉花;另一類(lèi)是由不育系與恢復(fù)系雜交而成,如水稻。不同類(lèi)型要求的去雄方法原理、隔離要求、雌雄株花期調(diào)控等技術(shù)環(huán)節(jié)各具特點(diǎn)。

(三)無(wú)性繁殖材料的生產(chǎn)

無(wú)性繁殖材料生產(chǎn)是指以營(yíng)養(yǎng)體,如塊根、塊莖、芽、莖等作為播種材料的種苗生產(chǎn),如馬鈴薯、大蒜、果樹(shù)苗木以及部分花卉多采用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。注意脫毒處理后生產(chǎn)。WAXY蛋白電泳圖譜思考題1.

簡(jiǎn)述種子生產(chǎn)的主要任務(wù)。2.

品種和良種的概念有何區(qū)別。WX基因PCR圖譜第一章

新品種審定、登記、保護(hù)與利用

所謂植物新品種(newvariety),是指經(jīng)過(guò)人工培育的或者對(duì)發(fā)現(xiàn)的野生植物加以開(kāi)發(fā),具備新穎性(original)、特異性(distinctness)、一致性(uniformity)和穩(wěn)定性(stability),并有適當(dāng)名稱(chēng)的植物品種。

植物新品種是怎樣誕生的呢?各育種單位提交作物品系材料部、省品種審定機(jī)構(gòu)區(qū)域試驗(yàn)生產(chǎn)試驗(yàn)(省級(jí))統(tǒng)一審定、命名、發(fā)布試驗(yàn)總結(jié)新品種審定流程

我國(guó)實(shí)行主要農(nóng)作物品種審定制度,分為全國(guó)和省(直轄市、自治區(qū))兩級(jí)。新品種按照規(guī)定程序由相應(yīng)的品種管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行公正、科學(xué)的品種試驗(yàn)、室內(nèi)相關(guān)指標(biāo)測(cè)試鑒定和檢測(cè)審定,并對(duì)該申請(qǐng)品種的種性、實(shí)用性以及市場(chǎng)準(zhǔn)入進(jìn)行確認(rèn)、評(píng)審和許可。第一節(jié)

品種的區(qū)域試驗(yàn)與生產(chǎn)試驗(yàn)

一、區(qū)域試驗(yàn)

品種區(qū)試試驗(yàn)和審定是品種推廣的基礎(chǔ)。育種單位育成的品種要在生產(chǎn)上推廣種植,也必須先經(jīng)過(guò)品種審定機(jī)構(gòu)統(tǒng)一布置的品種區(qū)域試驗(yàn)的鑒定,確定其適宜推廣的區(qū)域范圍、推廣價(jià)值和品種適宜的栽培條件。在此基礎(chǔ)上,經(jīng)各省(直轄市、自治區(qū))或國(guó)家品種審定機(jī)構(gòu)組織審定,通過(guò)后才能取得品種資格,得以推廣。

(一)區(qū)域試驗(yàn)的組織體系

品種區(qū)域試驗(yàn)分為全國(guó)和省(直轄市、自治區(qū))兩級(jí)。全國(guó)區(qū)域試驗(yàn)由全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織跨省進(jìn)行,各省(直轄市、自治區(qū))的區(qū)域試驗(yàn)由各省(直轄市、自治區(qū))的種子管理部門(mén)與同級(jí)農(nóng)業(yè)科學(xué)院負(fù)責(zé)組織。市、縣級(jí)一般不單獨(dú)組織區(qū)域試驗(yàn)。

參加全國(guó)區(qū)域試驗(yàn)的品種,必須有2年以上育種單位的品比試驗(yàn)結(jié)果,性狀穩(wěn)定、顯著增產(chǎn),且比對(duì)照增產(chǎn)10%以上,或增產(chǎn)效果雖不明顯,但有某些特殊優(yōu)良性狀,如抗逆性、抗病性強(qiáng),品質(zhì)好,或在成熟期方面有利于輪作等等。WX基因PCR圖譜(二)區(qū)域試驗(yàn)的任務(wù)

①進(jìn)一步客觀地鑒定參試品種的主要特征、特性,主要是新品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性和品質(zhì)等性狀鑒定,并分析其增產(chǎn)效果和增產(chǎn)效益,以確定其利用價(jià)值。②確定各地區(qū)最適宜推廣的主要優(yōu)良當(dāng)家品種和搭配品種。③為優(yōu)良品種劃分最適宜的推廣區(qū)域,做到因地制宜種植良種,恰當(dāng)?shù)睾妥畲笙薅鹊乩卯?dāng)?shù)刈匀粭l件和栽培條件,發(fā)揮優(yōu)良品種的增產(chǎn)潛力。

WX基因PCR圖譜④生產(chǎn)試驗(yàn)是在接近大田生產(chǎn)的條件下,對(duì)品種的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性等進(jìn)一步驗(yàn)證,同時(shí)總結(jié)配套栽培技術(shù)。⑤每一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束后3個(gè)月內(nèi),向品種審定委員會(huì)推薦符合審定條件的新品種。

轉(zhuǎn)基因作物品種的試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)在農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書(shū)確定的安全種植區(qū)域內(nèi)安排,具體試驗(yàn)辦法由全國(guó)品種審定委員會(huì)制定并發(fā)布。WAXY蛋白電泳圖譜(三)區(qū)域試驗(yàn)的方法

1.試驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間布置

試驗(yàn)點(diǎn)的選擇

品種區(qū)域試驗(yàn)一般是將若干個(gè)新品種(系)加對(duì)照(CK)按隨機(jī)區(qū)組排列,設(shè)計(jì)多次重復(fù)的品比試驗(yàn),進(jìn)行多年和多點(diǎn)鑒定。多年試驗(yàn)是對(duì)新品種審定的要求,一般2~3年;每一個(gè)品種的區(qū)域試驗(yàn)在同一生態(tài)類(lèi)型區(qū)不少于5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),試驗(yàn)時(shí)間不少于2個(gè)生產(chǎn)周期。生產(chǎn)試驗(yàn)在同一生態(tài)類(lèi)型區(qū)不少于5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),試驗(yàn)時(shí)間為一個(gè)生產(chǎn)周期。

WAXY蛋白電泳圖譜

試驗(yàn)處理的確定

要統(tǒng)一田間設(shè)計(jì)、統(tǒng)一參試品種,統(tǒng)一供應(yīng)種子,統(tǒng)一調(diào)查項(xiàng)目及觀察記載標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一分析總結(jié)。參試品種的性狀必須穩(wěn)定一致,一組區(qū)試不超過(guò)15個(gè)品種,并選擇同類(lèi)型中推廣面積最大、種子質(zhì)量為原種或一級(jí)良種的優(yōu)良品種作對(duì)照。WX基因PCR圖譜

小區(qū)的形狀

小區(qū)的長(zhǎng)寬比和方位對(duì)降低田間試驗(yàn)誤差起著決定性作用,在相同小區(qū)面積上利用狹長(zhǎng)的矩形小區(qū)可減少試驗(yàn)誤差。

小區(qū)的方位

地力均勻的平坦地塊,小區(qū)長(zhǎng)邊應(yīng)與整個(gè)試驗(yàn)地的長(zhǎng)邊一致,作物行向與長(zhǎng)邊相垂直為宜;有坡向的試驗(yàn)地,小區(qū)長(zhǎng)邊應(yīng)與坡向一致,作物行向與坡向垂直,這樣安排可以防止土壤侵蝕。

小區(qū)的面積

小麥、水稻等矮稈禾谷類(lèi)作物適宜的小區(qū)面積為10~20m2;玉米、高粱等高稈禾谷類(lèi)作物為30~50m2;大豆、小豆等豆類(lèi)作物為20~30m2。

重復(fù)次數(shù)

要想獲得無(wú)偏的試驗(yàn)誤差估計(jì),根據(jù)方差分析自由度分解要求誤差的自由度(Edf)大于12為宜,試驗(yàn)設(shè)置重復(fù)次數(shù)越多,試驗(yàn)誤差越小。區(qū)域試驗(yàn)重復(fù)不少于3次。WAXY蛋白電泳圖譜3.區(qū)試資料的統(tǒng)計(jì)方法和對(duì)品種的評(píng)價(jià)

試驗(yàn)結(jié)束后,各試驗(yàn)點(diǎn)及時(shí)整理試驗(yàn)資料,寫(xiě)出書(shū)面總結(jié),上報(bào)主持單位。統(tǒng)計(jì)分析方法主要有常規(guī)的多年多點(diǎn)聯(lián)合方差分析法等。

二、生產(chǎn)示范試驗(yàn)和栽培試驗(yàn)

(一)生產(chǎn)試驗(yàn)

參加生產(chǎn)試驗(yàn)的品種,應(yīng)是參試第一、二年在大部分區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)上表現(xiàn)性狀優(yōu)異、增產(chǎn)效果在10%以上、或具有特殊優(yōu)異性狀的品種。參試品種除對(duì)照品種外一般為2~3個(gè),可不設(shè)重復(fù)。生產(chǎn)試驗(yàn)原則上在區(qū)試點(diǎn)附近進(jìn)行,同一生態(tài)區(qū)內(nèi)試驗(yàn)點(diǎn)不少于5個(gè),進(jìn)行1個(gè)生產(chǎn)周期以上。生產(chǎn)試驗(yàn)與區(qū)域試驗(yàn)可交叉進(jìn)行。

WX基因PCR圖譜

生產(chǎn)試驗(yàn)應(yīng)選擇地力均勻的田塊,試驗(yàn)區(qū)面積視作物而定。稻、麥等矮稈作物,每個(gè)品種不少于660m2,對(duì)照品種面積不少于300m2;玉米、高粱等高稈作物1000~2000m2;露地蔬菜作物生產(chǎn)試驗(yàn)每個(gè)品種不少于300m2,對(duì)照品種面積不少于100m2;保護(hù)地蔬菜作物品種不少于100m2,對(duì)照品種面積不少于67m2。

(二)栽培試驗(yàn)

栽培試驗(yàn)的內(nèi)容主要有密度、肥水、播期、播量等,視具體情況選擇1~3項(xiàng),結(jié)合品種進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中也應(yīng)設(shè)置合理的對(duì)照,栽培試驗(yàn)可以結(jié)合區(qū)域試驗(yàn)進(jìn)行。WX基因PCR圖譜第二節(jié)

新品種審定與品種登記管理

一、品種審定的意義與任務(wù)

(一)品種審定的意義

1、規(guī)范品種管理:加強(qiáng)主要農(nóng)作物的品種管理,避免盲目引種和不良播種材料的擴(kuò)散,防止在一個(gè)地區(qū)品種過(guò)多、良莠不齊。

2、避免盲目推廣:防止種子混雜等“多、亂、雜”現(xiàn)象,以及品種單一化、盲目調(diào)運(yùn)等現(xiàn)象的發(fā)生。WAXY蛋白電泳圖譜

(二)品種審定的任務(wù)

品種審定實(shí)際上是對(duì)品種的種性和實(shí)用性的確認(rèn)及其市場(chǎng)準(zhǔn)入的許可,對(duì)品種的利用價(jià)值、利用程度和利用范圍的預(yù)測(cè)和確認(rèn)。它主要是通過(guò)品種的多年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)示范試驗(yàn)或高產(chǎn)栽培試驗(yàn),對(duì)其利用價(jià)值、適應(yīng)范圍、推廣地區(qū)及栽培條件的要求等等作出比較全面的評(píng)價(jià)。

(1)選擇適宜品種。為生產(chǎn)上選擇應(yīng)用最適宜的品種,充分利用當(dāng)?shù)貤l件,挖掘其生產(chǎn)潛力。WAXY蛋白電泳圖譜

(2)尋找栽培條件。另一方面為新品種尋找最適宜的栽培環(huán)境條件,發(fā)揮其應(yīng)有的增產(chǎn)作用,給品種布局區(qū)域化提供參考依據(jù)。

(3)主要農(nóng)作物。《中華人民共和國(guó)種子法》中明確規(guī)定:主要農(nóng)作物品種和主要林木品種在推廣應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)通過(guò)審定。我國(guó)主要農(nóng)作物范圍規(guī)定為:水稻、小麥、玉米、棉花、大豆、油菜和馬鈴薯,共7種作物。各省、自治區(qū)、直轄市農(nóng)業(yè)行政主管部門(mén)可根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況再確定1至2種農(nóng)作物為主要農(nóng)作物,予以公布并報(bào)農(nóng)業(yè)部備案。WAXY蛋白電泳圖譜

(二)組織體制

我國(guó)主要農(nóng)作物品種實(shí)行國(guó)家和省(自治區(qū)、直轄市)兩級(jí)審定制度。農(nóng)業(yè)部設(shè)立國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì),負(fù)責(zé)國(guó)家級(jí)農(nóng)作物品種審定工作。省級(jí)農(nóng)業(yè)行政主管部門(mén)設(shè)立省級(jí)農(nóng)作物品種審定委員會(huì),負(fù)責(zé)省級(jí)農(nóng)作物品種審定工作。全國(guó)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)和省級(jí)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)是在農(nóng)業(yè)部和省級(jí)人民政府農(nóng)業(yè)行政主管部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)下,負(fù)責(zé)農(nóng)作物品種審定的權(quán)力機(jī)構(gòu)。二、品種審定與登記管理

(一)農(nóng)作物品種區(qū)試審定的發(fā)展階段WX基因PCR圖譜

(三)審定與登記程序

1.品種參試申請(qǐng)

水稻、小麥、玉米、棉花、大豆以及農(nóng)業(yè)部確定的主要農(nóng)作物品種實(shí)行國(guó)家或省級(jí)審定,申請(qǐng)品種審定的單位或個(gè)人(以下簡(jiǎn)稱(chēng)申請(qǐng)者)可以申請(qǐng)國(guó)家審定或省級(jí)審定,也可以同時(shí)向幾個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)申請(qǐng)審定。在中國(guó)沒(méi)有經(jīng)常居所或者營(yíng)業(yè)場(chǎng)所的外國(guó)人、外國(guó)企業(yè)或者其他組織在中國(guó)申請(qǐng)品種審定的,應(yīng)當(dāng)委托具有法人資格的中國(guó)種子科研或生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)機(jī)構(gòu)代理。

品種參試申報(bào)時(shí)間必須在播種前2個(gè)月將申報(bào)表及有關(guān)資料報(bào)品種審定委員會(huì)辦公室,品種審定委員會(huì)辦公室在收到申請(qǐng)書(shū)2個(gè)月內(nèi)作出受理或不予受理的決定,并通知申請(qǐng)者。WAXY蛋白電泳圖譜

2.審定的基本條件

(1)申報(bào)省級(jí)品種審定的條件

報(bào)審品種需在本省(直轄市、自治區(qū))經(jīng)過(guò)連續(xù)2~3年的區(qū)域試驗(yàn)和1~2年生產(chǎn)試驗(yàn),兩項(xiàng)試驗(yàn)可交叉進(jìn)行。特殊用途的主要農(nóng)作物品種的審定可以縮短試驗(yàn)周期、減少試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)和重復(fù)次數(shù),具體要求由品種審定委員會(huì)規(guī)定。申請(qǐng)?zhí)厥?如抗性、品質(zhì)、藥用等)品種的還需對(duì)特殊性狀在指定測(cè)定分析的部門(mén)作必要的鑒定。

WAXY蛋白電泳圖譜

報(bào)審品種的產(chǎn)量水平一般要高于當(dāng)?shù)赝?lèi)型的主要推廣品種10%以上,或者產(chǎn)量水平雖與當(dāng)?shù)赝?lèi)的主要推廣品種相近,但在品質(zhì)、成熟期、抗病(蟲(chóng))性、抗逆性等有一項(xiàng)乃至多項(xiàng)性狀表現(xiàn)突出。報(bào)審時(shí),要提交區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)?zāi)杲K總結(jié)報(bào)告、照片相關(guān)材料。

(2)申報(bào)國(guó)家級(jí)品種審定的條件

國(guó)家區(qū)試表現(xiàn)突出的;經(jīng)過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上省級(jí)品種審定部門(mén)審定的品種。WX基因PCR圖譜3.品種審定申報(bào)

(1)申報(bào)程序

申請(qǐng)者提出申請(qǐng)→申請(qǐng)者所在單位審查、核實(shí)→主持區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)單位推薦→報(bào)送品種審定委員會(huì)。向國(guó)家級(jí)申報(bào)的品種須有育種者所在省(直轄市、自治區(qū))或品種最適宜種植的省級(jí)品種審定委員會(huì)簽署意見(jiàn)。

(2)申報(bào)時(shí)間

按照現(xiàn)行規(guī)定,申報(bào)國(guó)家級(jí)審定的農(nóng)作物品種的截止時(shí)間為每年3月31日,各省審定農(nóng)作物品種的申報(bào)時(shí)間由各省自定。

安徽省申報(bào)時(shí)間,春夏播種作物于前1年12月底以前,秋播作物于6月底以前。

WX基因PCR圖譜

(3)品種審定與命名

水稻、小麥、玉米、棉花、大豆以及農(nóng)業(yè)部確定的主要農(nóng)作物的品種審定標(biāo)準(zhǔn),由農(nóng)業(yè)部制定。審定的品種由品種審定委員會(huì)統(tǒng)一命名、發(fā)布。引進(jìn)品種一般采用原名,不得另行命名。4.審定品種公告

審定的品種由品種審定委員會(huì)提交農(nóng)業(yè)行政主管部門(mén)在媒體(發(fā)文、專(zhuān)業(yè)期刊、報(bào)紙、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等載體)上發(fā)布公告.

WAXY蛋白電泳圖譜第三節(jié)

植物新品種保護(hù)與合理利用

一、植物新品種保護(hù)的意義及概念

(一)植物新品種保護(hù)的重要意義

植物新品種作為育種家的智力勞動(dòng)成果,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)、增收和品質(zhì)改善中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。植物新品種保護(hù)(plantvarietyprotection),又稱(chēng)育種者權(quán)力,是與著作權(quán)、專(zhuān)利權(quán)等一樣屬于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的范疇。因?yàn)榕嘤参镄缕贩N需要大量的投資、包括人才、技術(shù)、資源、物資和資金,以及花費(fèi)長(zhǎng)期的時(shí)間(一般需要幾年到十幾年)。由于植物新品種的可控性差,容易在試驗(yàn)、示范或者生產(chǎn)過(guò)程中被他人通過(guò)各種手段獲取,若新品種一旦落入他人之手,即沒(méi)有失而復(fù)得的機(jī)會(huì)。WX基因PCR圖譜

植物新品種保護(hù)是國(guó)際間公認(rèn)的對(duì)植物品種進(jìn)行管理的重要措施,Trips協(xié)議(即與貿(mào)易有關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議)明確規(guī)定“成員國(guó)應(yīng)以專(zhuān)利制度或有效的專(zhuān)門(mén)制度或以任何組合制度給植物新品種以保護(hù)”。中華人民共和國(guó)《植物新品種保護(hù)條例》(簡(jiǎn)稱(chēng)條例)第六條規(guī)定:“完成育種的單位或者個(gè)人對(duì)其授權(quán)品種享有排他的獨(dú)占權(quán)。任何單位或者個(gè)人未經(jīng)品種權(quán)所有人許可,不得為商業(yè)目的的生產(chǎn)或者銷(xiāo)售該授權(quán)品種的繁殖材料,不得為商業(yè)目的將該授權(quán)品種的繁殖材料重復(fù)使用于生產(chǎn)另一品種的繁殖材料”。

WAXY蛋白電泳圖譜(二)植物新品種保護(hù)的有關(guān)概念1.植物新品種

植物新品種是指經(jīng)過(guò)人工培育的或者對(duì)發(fā)現(xiàn)的野生植物加以開(kāi)發(fā),具備新穎性、特異性、一致性和穩(wěn)定性,并有適當(dāng)命名的植物品種。2.植物新品種權(quán)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)品種權(quán))

完成育種的單位或者個(gè)人對(duì)其授權(quán)品種(授予品種權(quán)的植物新品種),享有排他的獨(dú)占權(quán),任何單位和個(gè)人未經(jīng)品種權(quán)所有人許可,不得以商業(yè)目的生產(chǎn)或者銷(xiāo)售該授權(quán)品種的繁殖材料,不得為商業(yè)目的將該繁殖材料重復(fù)用于生產(chǎn)另一品種的繁殖材料。3.品種權(quán)申請(qǐng)人

指申請(qǐng)品種權(quán)的單位或者個(gè)人。獲得品種權(quán)的單位或者個(gè)人統(tǒng)稱(chēng)為品種權(quán)人。WX基因PCR圖譜

二、我國(guó)植物新品種保護(hù)體系

(一)組織體系

農(nóng)業(yè)部為我國(guó)糧、棉、油、麻、糖、菜、煙、草、綠肥、食用菌、果樹(shù)(水果部分)、草本花卉、桑、茶、草本藥材、橡膠等植物新品種權(quán)的審批機(jī)關(guān),國(guó)家林業(yè)局為我國(guó)林木、竹、木質(zhì)藤本、木本觀賞植物(包含木本花卉)、果樹(shù)(干果部分)及木本油料、飲料、調(diào)料、木本藥材等植物新品種權(quán)的審批機(jī)關(guān)。WAXY蛋白電泳圖譜(二)授予品種權(quán)的條件

申請(qǐng)品種權(quán)的植物新品種應(yīng)當(dāng)屬于國(guó)家植物保護(hù)名錄中列舉的植物的屬或種,同時(shí)申請(qǐng)品種權(quán)還需符合規(guī)定的新穎性、特異性、一致性和穩(wěn)定性及命名要求。農(nóng)業(yè)部確定和公布,不在保護(hù)范圍的植物新品種不能申請(qǐng)品種權(quán)。

申請(qǐng)品種權(quán)的植物新品種在品種名稱(chēng)上要求與相同或者相近的植物屬或者種中已知品種名稱(chēng)相區(qū)別,新品種命名要遵循如下規(guī)則:①不得僅以數(shù)字組成;②不得違反國(guó)家法律或者社會(huì)公德或者帶有民族歧視性;③不得以國(guó)家名稱(chēng)命名;④不得以縣級(jí)以上行政區(qū)劃的地名或者公眾知曉的外國(guó)地名命名;⑤不得同政府國(guó)際組織或者其他國(guó)際國(guó)內(nèi)知名組織及標(biāo)識(shí)名稱(chēng)相同或近似;⑥不得對(duì)植物新品種的特征、特性或者育種者的身份等引起誤解;⑦不得屬于相同或相近植物屬或種的已知名稱(chēng);⑧不得夸大宣傳。WX基因PCR圖譜

(三)品種權(quán)的申請(qǐng)和受理1.申請(qǐng)材料

《條例》規(guī)定提交的各種手續(xù),應(yīng)當(dāng)規(guī)定格式,以書(shū)面形式辦理。申請(qǐng)品種權(quán)的,應(yīng)提交請(qǐng)求書(shū)、說(shuō)明書(shū)、照片等相關(guān)材料。2.材料受理和處理

當(dāng)事人遞交各種文件時(shí)可以直接遞交,也可以郵寄。郵寄時(shí)應(yīng)當(dāng)使用掛號(hào)信函,不得使用包裹,一件信函中應(yīng)當(dāng)只包含同一申請(qǐng)文件。品種權(quán)申請(qǐng)文件中要求請(qǐng)求書(shū)、說(shuō)明書(shū)(包括說(shuō)明書(shū)摘要、技術(shù)問(wèn)卷)、照片齊全,文件要使用中文、符合規(guī)定格式、打印后裝訂整齊、字跡清楚、不得有涂改,并標(biāo)注申請(qǐng)人姓名或單位名稱(chēng),地址、郵政編碼,其中任何一項(xiàng)達(dá)不到要求的,均不予受理。WAXY蛋白電泳圖譜3.優(yōu)先權(quán)和保密權(quán)的處理

申請(qǐng)人依照《條例》第二十三條的規(guī)定要求優(yōu)先權(quán)的,應(yīng)當(dāng)在申請(qǐng)中寫(xiě)明第一次提出品種權(quán)申請(qǐng)的申請(qǐng)日、申請(qǐng)?zhí)柡褪芾碓撋暾?qǐng)的國(guó)家;未寫(xiě)明的,視為未要求優(yōu)先權(quán)。4.外國(guó)人品種權(quán)的申請(qǐng)和受理

在中國(guó)沒(méi)有經(jīng)常居所的外國(guó)人、外國(guó)企業(yè)或者其他外國(guó)組織向農(nóng)業(yè)部植物新品種保護(hù)辦公室提出品種權(quán)申請(qǐng)的,應(yīng)當(dāng)委托該辦公室指定的涉外代理機(jī)構(gòu)辦理。手續(xù)與國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人相同。①?lài)?guó)籍證明;②申請(qǐng)人是企業(yè)或者其他組織的,其營(yíng)業(yè)場(chǎng)所或總部所在地的證明;③外國(guó)人、外國(guó)企業(yè)、外國(guó)其他組織的所屬?lài)?guó),承認(rèn)中國(guó)單位和個(gè)人可以按照該國(guó)國(guó)民的同等條件,在該國(guó)享有品種申請(qǐng)權(quán)、優(yōu)先權(quán)和其他與品種權(quán)有關(guān)的權(quán)利的證明文件。授予品種權(quán)的實(shí)質(zhì)性條件DUS測(cè)試是確認(rèn)品種是否具有特異性(Distinctness)、一致性(Uniformity)和穩(wěn)定性(Stability)的試驗(yàn)和分析過(guò)程,特別是特異性以證明區(qū)別于已知的其他品種,了解品種的農(nóng)藝性狀、抗性和品質(zhì)性狀。特異性

所謂特異性是指申請(qǐng)品種權(quán)的植物新品種應(yīng)當(dāng)明顯區(qū)別于在申請(qǐng)日以前已知的植物新品種。換句話說(shuō),植物新品種的特異性是指該品種至少應(yīng)當(dāng)有一個(gè)特征明顯地區(qū)別于申請(qǐng)日前已知的所有其他相同植物品種的特征。

新穎性、特異性、一致性和穩(wěn)定性一致性

一致性:是指申請(qǐng)品種權(quán)的植物新品種經(jīng)過(guò)繁殖,除可以預(yù)見(jiàn)的變異外,其相關(guān)的特征或者特性一致。評(píng)價(jià)品種的一致性要考慮的因素繁殖方式

該品種是有性繁殖還是無(wú)性繁殖,是有性繁殖還要考慮該品種是自花授粉還是異花授粉。育種方式

該品種是通過(guò)何種育種方法選育而成,是通過(guò)有性雜交、親本親緣關(guān)系遠(yuǎn)近、因偶然混雜、突變或者其他原因所產(chǎn)生的變異等。穩(wěn)定性

指申請(qǐng)品種權(quán)的植物新品種經(jīng)過(guò)反復(fù)繁殖后或者在特定繁殖周期結(jié)束時(shí),其相關(guān)的特征或者特性保持相對(duì)不變。

WX基因PCR圖譜(四)品種權(quán)的審查與批準(zhǔn)1.回避

初步審查、實(shí)質(zhì)審查、復(fù)審和無(wú)效宣告程序中進(jìn)行審查和復(fù)審的人員中,是當(dāng)事人、其代理人近親屬的,或與品種權(quán)申請(qǐng)、品種權(quán)有直接利害關(guān)系的,或與當(dāng)事人、代理人有其他關(guān)系,可能影響公正審查和審理的,應(yīng)當(dāng)自行回避。2.審查

申請(qǐng)人繳納申請(qǐng)費(fèi)后,審批機(jī)關(guān)對(duì)品種權(quán)的申請(qǐng)進(jìn)行必要的初步審查,初審合格,申請(qǐng)人按照規(guī)定繳納審查費(fèi)后,審批機(jī)關(guān)對(duì)品種權(quán)申請(qǐng)的特異性、一致性和穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)質(zhì)審查。實(shí)質(zhì)審查主要依據(jù)申請(qǐng)文件和其他有關(guān)書(shū)面材料,必要時(shí),指定測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試或進(jìn)行實(shí)地考察。

3.品種權(quán)的無(wú)效宣告

依照《條例》第三十七條第一款的規(guī)定(如果不具備新穎性、特異性、一致性和穩(wěn)定性),任何單位或者個(gè)人請(qǐng)求宣告品種權(quán)無(wú)效的,應(yīng)當(dāng)向復(fù)審委員會(huì)提交品種權(quán)無(wú)效宣告請(qǐng)求書(shū)和有關(guān)文件,說(shuō)明所依據(jù)的事實(shí)和理由。4.復(fù)審

對(duì)審批機(jī)關(guān)駁回品種權(quán)申請(qǐng)的決定如有不服的,申請(qǐng)人可以自收到通知之日起3個(gè)月內(nèi)向植物新品種復(fù)審委員會(huì)請(qǐng)求復(fù)審。WAXY蛋白電泳圖譜(五)侵權(quán)案件的處理

未經(jīng)品種權(quán)人許可,以商業(yè)目的生產(chǎn)、銷(xiāo)售授權(quán)品種的繁殖材料的行為稱(chēng)為品種侵權(quán)行為。《條例》第三十九條規(guī)定的侵權(quán)案件(可以直接向人民法院提出訴訟或)由侵權(quán)行為發(fā)生地的省級(jí)農(nóng)業(yè)行政部門(mén)管轄;兩個(gè)以上省級(jí)農(nóng)業(yè)行政部門(mén)都享有管轄權(quán)的侵權(quán)案件,應(yīng)當(dāng)由先立案的省級(jí)行政部門(mén)管轄;省級(jí)農(nóng)業(yè)行政部門(mén)對(duì)侵權(quán)案件管轄權(quán)發(fā)生爭(zhēng)議時(shí),由農(nóng)業(yè)部指定管轄;農(nóng)業(yè)部在必要時(shí)可以直接處理侵權(quán)案件。省級(jí)農(nóng)業(yè)行政部門(mén)認(rèn)為侵權(quán)案件重大、復(fù)雜,需要由農(nóng)業(yè)部處理的,可以報(bào)請(qǐng)農(nóng)業(yè)部處理。

縣級(jí)以上人民政府農(nóng)業(yè)行政部門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)本行政轄區(qū)內(nèi)的假冒授權(quán)品種行為進(jìn)行監(jiān)督和查處。WAXY蛋白電泳圖譜(六)植物新品種復(fù)審

農(nóng)業(yè)部專(zhuān)門(mén)成立了農(nóng)業(yè)部植物新品種復(fù)審委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)審委員會(huì)),負(fù)責(zé)審理駁回品種權(quán)申請(qǐng)的復(fù)審案件、品種權(quán)無(wú)效宣告案件和新品種更名案件。復(fù)審委員會(huì)依法獨(dú)立行使審理權(quán),并作出審理決定。(七)品種權(quán)的保護(hù)期限

我國(guó)植物新品種權(quán)的保護(hù)期限,自授權(quán)之日起,藤本植物、林木、果樹(shù)和觀賞樹(shù)木為20年,其他植物為15年。WX基因PCR圖譜三、品種保護(hù)與品種審定的區(qū)別①品種審定的新品種可以是新育成的品種,也可以是新引進(jìn)的品種,具品種權(quán)的新品種既可以是新育成的品種,也可以是對(duì)發(fā)現(xiàn)的野生植物加以開(kāi)發(fā)所形成的品種。②品種審定是對(duì)比對(duì)照品種有優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性狀的新培育的品種和引進(jìn)品種。品種保護(hù)是對(duì)國(guó)家保護(hù)名錄之內(nèi)的植物品種授予品種權(quán),品種來(lái)源可以是國(guó)內(nèi)的。③我國(guó)品種保護(hù)的受理、審查和授權(quán)集中在國(guó)家一級(jí)進(jìn)行,由植物新品種保護(hù)審批機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。而品種審定采用國(guó)家和省級(jí)兩級(jí)審定,由品種審定委員會(huì)負(fù)責(zé)。二者批準(zhǔn)授權(quán)依據(jù)不同的法規(guī)條例。WAXY蛋白電泳圖譜

四、國(guó)際植物新品種保護(hù)制度簡(jiǎn)介(一)國(guó)際植物新品種保護(hù)制度的起源(二)植物新品種保護(hù)國(guó)際聯(lián)盟條約(UPOV條約)簡(jiǎn)介(三)UPOV成員國(guó)的植物新品種保護(hù)形式1.美國(guó)的植物品種保護(hù)制度:

使用了植物專(zhuān)利、普通專(zhuān)利和品種保證書(shū)三種方式的“多軌制”保護(hù)方法,不同于其他國(guó)家。2.英國(guó)植物新品種保護(hù)制度:

在《植物品種法》下,新品種要獲得保護(hù),首先必須得到植物新品種的授權(quán)。

1、什么是國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟?

國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟,簡(jiǎn)稱(chēng)

UPOV,它是一個(gè)政府間的國(guó)際組織,總部設(shè)在日內(nèi)瓦?,F(xiàn)有成員國(guó)64個(gè)。成員國(guó)根據(jù)國(guó)際植物新品種保護(hù)公約規(guī)定的原則,分別對(duì)植物新品種授予品種權(quán)。首字母縮略詞“UPOV”是由該組織的法語(yǔ)名稱(chēng)派生出來(lái)的。其法語(yǔ)全稱(chēng)為:“UnionInternantionalepourlaProtectiondesOtentionsVegetales”。 UPOV是依據(jù)國(guó)際植物新品種保護(hù)公約(“UPOV公約”)建立的。UPOV公約于1961年11月由比利時(shí)、法國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)、意大利和荷蘭在巴黎簽署。我國(guó)于1999年4月23日正式加入U(xiǎn)POV,是第39個(gè)成員國(guó)。UPOV的職責(zé)主要是協(xié)調(diào)和促進(jìn)成員國(guó)之間在行政和技術(shù)領(lǐng)域的合作,特別是在制定基本的法律和技術(shù)準(zhǔn)則、交流信息、促進(jìn)國(guó)際合作等方面發(fā)揮著重大作用。

WAXY蛋白電泳圖譜思考題1.簡(jiǎn)述品種審定的申報(bào)程序。2.簡(jiǎn)述品種區(qū)域試驗(yàn)的任務(wù)。3.植物新品種保護(hù)的意義何在?各個(gè)國(guó)家有那些異同點(diǎn)?4.植物新品種保護(hù)與品種審定的區(qū)別。5.新品種合理利用的意義和措施。第二章

種子生產(chǎn)的基本原理

遺傳與變異,遺傳變異與環(huán)境變異,人工選擇與自然選擇,自交與異交,純合性與雜合性,個(gè)體遺傳與群體遺傳是現(xiàn)代育種與種子生產(chǎn)的的理論基礎(chǔ)?,F(xiàn)代育種技術(shù)選育眾多的栽培品種。種子生產(chǎn)技術(shù)就是要保證各類(lèi)優(yōu)良品種在不同的氣候、土壤、栽培等條件下,能夠保持其遺傳特性基本不變,農(nóng)藝特征基本一致。第一節(jié)

栽培品種的分類(lèi)與類(lèi)型一、栽培品種分類(lèi)的依據(jù)

作物品種類(lèi)型的劃分是一個(gè)頗為復(fù)雜的問(wèn)題,目前有關(guān)教科書(shū)或?qū)V鴮?duì)品種類(lèi)型的劃分不盡一致。究其原因,主要是劃分的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)不同。(主要依據(jù)遺傳學(xué))二、栽培品種的類(lèi)型及其特點(diǎn)

依據(jù)潘家駒的分類(lèi)法,將栽培品種分為純系品種、雜交種品種、群體品種和無(wú)性系品種。(一)純系品種(又稱(chēng)定型品種):

純系品種(pure-linecultivar):是基因型純合的同質(zhì)群體。是指生產(chǎn)上利用的遺傳基礎(chǔ)相同、基因型純合的植物群體,是由雜交組合及突變中經(jīng)系譜法選育而成。規(guī)定純系品種的理論親本系數(shù)不低于0.87,即具有親本純合基因型的后代植株數(shù)達(dá)到或超過(guò)87%。因此,現(xiàn)在生產(chǎn)上種植的大多數(shù)水稻、小麥、大麥、大豆、花生,以及許多蔬菜等自花授粉植物的常規(guī)品種都是純系品種。大多數(shù)常異花授粉植物(如棉花等)的常規(guī)品種也屬于這種類(lèi)型。(二)雜交種品種

雜交種品種(hybridcultivar)亦稱(chēng)雜交組合,是基因型雜合的同質(zhì)群體。在育種上屬于雜種優(yōu)勢(shì)利用,是指在嚴(yán)格篩選強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合和控制授粉條件下生產(chǎn)的各類(lèi)雜交組合的F1植株群體。其基因型是高度雜合,雜種優(yōu)勢(shì)顯著,有較高的生產(chǎn)力。雜交種品種不能穩(wěn)定遺傳,F(xiàn)2代發(fā)生基因型分離,性狀整齊度降低,導(dǎo)致產(chǎn)量下降,故生產(chǎn)上通常只種F1代,一般不利用F2代。

過(guò)去主要在異花授粉植物中利用雜交種品種,包括品種間雜交種和自交系間雜交種。單交種、頂交種、三交種、雙交種均屬于自交系間雜交種的范疇,它們之間的區(qū)別在于組配時(shí)所利用的自交系數(shù)目和雜交方式的差異。綜合品種(syntheticcultivar)又叫綜交種,它是用多個(gè)自交系或自交系間雜交種,經(jīng)充分自由授粉,混合選擇而成。這幾類(lèi)雜交種的整齊一致性、增產(chǎn)效果,不同類(lèi)型存在差異,適用情況也不相同。(三)群體品種

群體品種(populationcultivar)的基本特點(diǎn)是遺傳基礎(chǔ)比較復(fù)雜,群體內(nèi)的植株基因型是不一致的,即是異質(zhì)群體。因植物種類(lèi)和組成方式不同,群體品種又可分為不同類(lèi)型,主要有:1.異花授粉植物的自由授粉品種

自由授粉品種(openpollinatedcultivar):在生產(chǎn)、繁殖過(guò)程中品種內(nèi)植株間自由隨機(jī)傳粉,也經(jīng)常和相鄰種植的其他品種相互傳粉,所以群體中包含雜交、自交和姊妹交產(chǎn)生的后代,個(gè)體基因型是雜合的,群體是異質(zhì)的,但保持著一些本品種的主要特征特性,可以區(qū)別于其他品種。例如許多黑麥、玉米、白菜、甜瓜、翠菊等異花授粉植物的地方品種都是自由授粉品種。少數(shù)果樹(shù)采用實(shí)生繁殖的群體品種也屬此類(lèi)。2.自花授粉植物的雜交合成群體

雜交合成群體(composite-crosspopulation):是由自花授粉植物兩個(gè)或兩個(gè)以上純系品種雜交以后,在特定的環(huán)境條件下,進(jìn)行繁殖、分離并主要靠自然選擇,逐漸形成的一個(gè)較穩(wěn)定的群體。實(shí)際上經(jīng)過(guò)若干代以后,最后形成的雜交合成群體是一個(gè)多種純合基因型的混合群體。例如哈蘭德(Harland)大麥和麥芒拉(Mezcla)利馬豆都是雜交合成群體。3.多系品種

多系品種(multilinecultivar)是由若干個(gè)純系品種的種子混合后繁殖的后代群體??梢杂米曰ㄊ诜壑参锏膸讉€(gè)近等基因系(near-isogenicline)的種子混合繁殖成為多系品種,由于近等基因系具有相似的遺傳背景,只在個(gè)別性狀上有差異,因此多系品種在大部分性狀上是整齊一致的,而在個(gè)別性狀上存在基因型多樣性。一般多應(yīng)用于抗病育種中,可以合成一個(gè)大部分農(nóng)藝性狀相似而又可兼抗多個(gè)病原物生理小種的多系品種,具有良好的效果。(四)無(wú)性系品種

無(wú)性系品種(clonalcultivar):是由一個(gè)無(wú)性系經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)器官的繁殖而成。它們的基因型由母體決定,表現(xiàn)型也和母體相同。許多薯類(lèi)和果樹(shù)品種都是這類(lèi)無(wú)性系品種。如目前生產(chǎn)上應(yīng)用的甘薯品種。由專(zhuān)性無(wú)融合生殖(obligateapomixis)產(chǎn)生的種子繁殖的后代也屬無(wú)性系品種。第二節(jié)

栽培品種的特性與防雜保純一、栽培品種的特性(一)經(jīng)濟(jì)性

品種是根據(jù)生產(chǎn)和生活需要而產(chǎn)生的植物群體,具有應(yīng)用價(jià)值,能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的群體。(二)時(shí)效性

植物品種在生產(chǎn)上的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是有時(shí)間性的。育成更好的品種?;蚴?個(gè)優(yōu)良品種沒(méi)有做好提純復(fù)壯工作,推廣過(guò)程中發(fā)生了混雜退化,或不能適應(yīng)變化了的栽培條件、耕作制度及病蟲(chóng)分布,或不能適應(yīng)人類(lèi)對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)需求的不斷提高,都可使其失去在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用價(jià)值而被新品種所替代。新品種不斷替代老品種,是自然規(guī)律,因此,品種使用是有期限的。二、栽培品種的DUS三性

(一)品種DUS三性的概念

植物品種,一般都具有三個(gè)基本需求或?qū)傩?,即特異性(distinctness)、一致性(uniformity)和穩(wěn)定性(stability),簡(jiǎn)稱(chēng)DUS三性。特異性是指本品種具有1個(gè)或多個(gè)不同于其他品種的形態(tài)、生理等特征;一致性是指同品種內(nèi)個(gè)體間植株性狀和產(chǎn)品主要經(jīng)濟(jì)性狀的整齊一致程度;穩(wěn)定性是指繁殖或再組成本品種時(shí),品種的特異性和一致性能保持不變。

植物品種的DUS三性在品種審定、新品種保護(hù)中具有重要地位,是報(bào)審品種必須具備的五個(gè)條件之三。(二)品種DUS三性的測(cè)定及其意義

保證審定品種的優(yōu)良性,保護(hù)育種者的合法權(quán)益.同時(shí)又不致使雷同品種出現(xiàn),杜絕投機(jī)行為,在申報(bào)植物新品種保護(hù)前,或在申報(bào)過(guò)程中要對(duì)申報(bào)品種的DUS三性進(jìn)行測(cè)定。

植物品種的DUS三性測(cè)定,應(yīng)依據(jù)植物品種保護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。目前我國(guó)尚未有正式的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),因此,通??梢罁?jù)UPOV(InternationalUnionFortheProtectionofNewVarietiesofPlants.1996-10.18)公約的標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合實(shí)際進(jìn)行。3.品種的穩(wěn)定性測(cè)定

關(guān)于品種穩(wěn)定性,UPOV公約中規(guī)定有兩條:①新品種的基本特征必須穩(wěn)定,即新品種經(jīng)繁殖后,或在育種家確定的特殊繁殖周期的地方,每個(gè)周期結(jié)束時(shí),該品種的特性必須與原來(lái)的說(shuō)明相一致,否則不能接受。②品種授予保護(hù)后有可能失去穩(wěn)定性和一致性,在這種情況下,如果享有保護(hù)權(quán)的人不能使其品種與授權(quán)時(shí)認(rèn)定的說(shuō)明相一致,本公約即計(jì)劃取消該品種。

DUS三性的測(cè)定,要進(jìn)行田間試驗(yàn),或由主管當(dāng)局指定的單位實(shí)施,或由申請(qǐng)人做。

測(cè)定所需的樣品材料,應(yīng)該是隨即取30個(gè)植株或30個(gè)植株的部分,有另外規(guī)定的除外。

關(guān)于樣品要求、數(shù)據(jù)處理、觀測(cè)特性等,UPOV(1996)所頒布的檢測(cè)準(zhǔn)則(TG/153/3,Guidelinesfortheconductoftestsfordistingctness,uniformityandstability)中有詳細(xì)的規(guī)定,可參閱。三、純系學(xué)說(shuō)及其與種子生產(chǎn)的關(guān)系

(一)純系學(xué)說(shuō)的概念

純系學(xué)說(shuō)(purelinetheory):是由約翰生于1903年提出的。所謂純系,是指從一個(gè)基因型純合個(gè)體自交產(chǎn)生的后代,其群體的基因型也是純一的。約翰生依據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為,在自花授粉植物的天然混雜群體中,可分離出許多基因型純合的純系,因而在一混合群體中選擇是有效的。但是在純系內(nèi)再繼續(xù)選擇是無(wú)效的,因?yàn)榧兿祪?nèi)個(gè)體所表現(xiàn)的差異,只是環(huán)境的影響,是不能遺傳的。

他進(jìn)一步總結(jié)提出了基因型和表現(xiàn)型兩個(gè)概念,區(qū)分了遺傳的變異和不遺傳的變異,指出了選擇遺傳變異的重要性,為選擇育種和種子生產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ)。(二)純系學(xué)說(shuō)與種子生產(chǎn)的關(guān)系

純系學(xué)說(shuō)對(duì)育種和種子生產(chǎn)的最大影響,是從理論和實(shí)踐上提出自花授粉植物單株選擇的重要性。在自交作物原種生產(chǎn)體系中,要按原品種的典型特性,進(jìn)行單株選擇、單株脫粒,進(jìn)行株系比較,一步步進(jìn)行提純復(fù)壯,即三圃制。

純系學(xué)說(shuō)對(duì)種子生產(chǎn)的另一個(gè)指導(dǎo)意義是保純防雜。在種子生產(chǎn)中,保證所生產(chǎn)品種的高純度是生產(chǎn)技術(shù)中的關(guān)鍵措施。種子生產(chǎn)中,即使是自花授粉作物,但絕對(duì)的完全自花授粉是幾乎沒(méi)有的,總會(huì)由于種種因素的影響而發(fā)生一定程度的天然雜合,從而導(dǎo)致基因重組,還有可能發(fā)生各種自然突變。這也是我們?cè)谥贫ǚN子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),純度不能要求100%的原因。

事實(shí)上,絕對(duì)的純系是沒(méi)有的,因?yàn)榇蠖鄶?shù)植物的經(jīng)濟(jì)性狀都是受微效多基因控制的數(shù)量性狀。(特別是雜交選育而成的品種,)所謂“純”只能是局部的、暫時(shí)的和相對(duì)的,它隨著繁殖的擴(kuò)大必然會(huì)降低后代的相對(duì)純度。因此,在現(xiàn)代種子生產(chǎn)中,應(yīng)盡可能減少生產(chǎn)代數(shù)。四、遺傳平衡定律及其與種子生產(chǎn)的關(guān)系(一)基因頻率與基因型頻率

基因頻率(genefrequency)是指在某一群體中,某個(gè)等位基因占該位點(diǎn)等位基因總數(shù)的比率,也稱(chēng)等位基因頻率(allelefrequency)?;蛐皖l率(genotypefrequency)是指在某一群體中,某個(gè)特定基因型占該群體所有基因型總數(shù)的比率。

(二)遺傳平衡定律

遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)是指在一個(gè)大的隨機(jī)交配的群體內(nèi),如果沒(méi)有突變,選擇和遷移因素的干擾,則基因頻率和基因型頻率在世代間保持不變。由于該定律是英國(guó)數(shù)學(xué)家G.H.Hardy和德國(guó)醫(yī)生WihelmWeinberg于1908年分別提出的,故又稱(chēng)為Hardy-Weinberg定律。

異花授粉作物群體內(nèi)個(gè)體間隨機(jī)交配繁殖后代,如果沒(méi)有選擇、突變和遺傳漂移等影響,其群體內(nèi)的基因頻率和基因型頻率在各世代間將保持不變,即保持遺傳平衡。但實(shí)際上由于對(duì)群體施加人工選擇,再加上自然突變\品種的雜交和小樣本的引種等因素,這些都不可避免地對(duì)異花授粉作物品種的純度產(chǎn)生影響,從而影響種子生產(chǎn)。五、品種的防雜保純(一)品種混雜退化的原因

品種混雜和退化是兩個(gè)既相互聯(lián)系又相互區(qū)別的概念。品種混雜(varietalcomplexity)是指在一個(gè)品種群體中混有各種異型株(其他植物或品種的種子或植株),造成品種純度降低的現(xiàn)象。品種退化(varietaldeterioration)表現(xiàn)為原有種性變劣,優(yōu)良性狀部分或全部喪失,生活力和產(chǎn)量下降,品質(zhì)變劣,以致降低或喪失原品種在生產(chǎn)上的利用價(jià)值?;祀s了的品種,勢(shì)必導(dǎo)致其種性的退化;而退化了的品種,植株高矮不齊,性狀不一致,也會(huì)加劇品種的混雜。

在植物生產(chǎn)中,品種混雜退化是經(jīng)常發(fā)生和普遍存在的現(xiàn)象。因此,必須采取適當(dāng)措施,防止品種混雜退化,充分發(fā)揮良種在生產(chǎn)中的作用。品種混雜退化的原因。1.機(jī)械混雜

植物品種在種子生產(chǎn)過(guò)程中,包括從播種到收獲、加工、運(yùn)輸、貯藏,或是接穗的采集、種苗的生產(chǎn)、調(diào)運(yùn)等,如果操作不嚴(yán),常使繁育的品種內(nèi)混入異品種、異作物或雜草,從而造成品種混雜。另外,不合理的輪作和田間管理,可使前茬植物或雜草種子自然脫落產(chǎn)生自生苗,或施用未腐熟的廄肥和堆肥中含有能發(fā)芽的種子,均可造成機(jī)械混雜。2.生物學(xué)混雜

有性繁殖作物的種子生產(chǎn)中,由于品種間或種間一定程度的天然雜交,使異品種的配子參與受精過(guò)程而產(chǎn)生一些雜合個(gè)體,在繼續(xù)繁殖時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多重組類(lèi)型,致使原品種的群體遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,造成品種混雜退化。生物學(xué)混雜在異花授粉類(lèi)型的植物中最易發(fā)生,其影響會(huì)隨世代的增加而增大,因而一旦發(fā)生,混雜發(fā)展速度極快。3.遺傳變化和自然突變

通常說(shuō)優(yōu)良品種是一個(gè)純系,但絕對(duì)的純是沒(méi)有的。自花授粉植物的新選品系自交代數(shù)不夠,基因型未完全純合,會(huì)繼續(xù)發(fā)生分離,使品種群體不整齊;常異花授粉作物的育種過(guò)程中,不同系之間常發(fā)生天然雜交,延緩了個(gè)體純合過(guò)程。

品種在繁殖過(guò)程中還會(huì)發(fā)生自然突變,且突變多數(shù)情況下是表現(xiàn)劣變。自然突變的頻率雖然很低,但會(huì)隨著繁殖代數(shù)增多而使劣變性狀不斷積累,導(dǎo)致品種退化。4.栽培技術(shù)不良和選擇不當(dāng)

在良種繁育過(guò)程中,由于不了解選擇的方向和不掌握被選品種的特點(diǎn)等原因,進(jìn)行不正確的選擇,會(huì)加速品種的混雜退化。如在高粱、棉花間苗時(shí),把表現(xiàn)有雜種優(yōu)勢(shì)的雜苗誤認(rèn)為壯苗選留下來(lái);又如玉米自交系繁殖田中,若不注意自交系特征、特性,往往將弱小的自交苗拔掉,留下健壯的雜種苗;片面追求稻、麥品種的大穗型,往往造成植株變高、成熟推遲和分蘗率降低,這樣長(zhǎng)期的不正確選擇會(huì)引起品種的退化。5.遺傳漂移

遺傳漂移(geneticshift):一般發(fā)生在小群體采種中。留種株數(shù)過(guò)少,會(huì)導(dǎo)致遺傳學(xué)上的基因漂移,而這種基因漂移可能導(dǎo)致一些優(yōu)良基因的丟失。在良種繁殖中,若采種群體過(guò)小,由于隨機(jī)抽樣誤差的影響,會(huì)使上下代群體間的基因頻率發(fā)生隨機(jī)波動(dòng),從而改變?nèi)后w的遺傳組成,導(dǎo)致品種退化。一般個(gè)體的差異愈大,采種個(gè)體愈少,隨機(jī)漂移就愈嚴(yán)重。6.病毒感染

馬鈴薯、大蒜、菊花、大麗花、蘋(píng)果、柑橘等植物受病毒侵染會(huì)產(chǎn)生一些獨(dú)特的變異性狀,而某些花卉植物受感染后的變異性狀卻常具非同尋常的觀賞作用。

綜上所述,植物品種的混雜退化是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題,任何改變遺傳平衡的因素,都可能使品種群體的性狀表現(xiàn)發(fā)生變化,導(dǎo)致混雜退化,在防雜保純時(shí)應(yīng)綜合考慮。(二)品種防雜保純措施1.嚴(yán)格種子繁育規(guī)則,防止機(jī)械混雜

在種子繁殖過(guò)程中,首先要對(duì)播種用種嚴(yán)格檢查、核對(duì)、檢測(cè),確保親代種子正確、合格。從收獲到脫粒、晾曬、清選加工、包裝、貯運(yùn)、處理,均嚴(yán)格分離,杜絕混雜。以營(yíng)養(yǎng)器官為繁殖材料的,從繁殖材料的采集、包裝、調(diào)運(yùn)到苗木的繁殖、出圃、假植和運(yùn)輸,要備有記錄,內(nèi)外標(biāo)簽應(yīng)具防濕功能,嚴(yán)防出錯(cuò)。同時(shí)要合理安排繁種田的輪作和耕作,不可重茬連作,防止種子殘留田間造成混雜。2.嚴(yán)格隔離,防止生物學(xué)混雜

防止種子繁殖田在開(kāi)花期間的自然雜交,是減少生物學(xué)混雜的主要途徑。特別是對(duì)異花授粉作物,繁殖田必須進(jìn)行嚴(yán)格隔離,常異花授粉和自花授粉作物也要適當(dāng)隔離。隔離的方法有空間隔離、時(shí)間隔離、自然屏障隔離和設(shè)施隔離(套袋、罩網(wǎng)、溫室等),可因時(shí)、因地、因作物、因條件選擇適宜的方法。3.去雜去劣,正確選擇

去雜是去掉非本品種的植株,去劣則指去掉生長(zhǎng)不良或感染病蟲(chóng)的植株。去雜去劣應(yīng)及時(shí)、徹底,最好在生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期分次進(jìn)行。4.選用或創(chuàng)造適合種性的生育條件

選擇或創(chuàng)造適宜的種苗繁育條件進(jìn)行繁育種苗,可有效地減少品種退化。如在高寒地區(qū)繁種,可較好地防止馬鈴薯、唐菖蒲等作物的品種退化。依據(jù)植物品種的種性特點(diǎn),選用適宜的種植地點(diǎn)或采用有利于保持和增強(qiáng)其種性的栽培措施,可減少遺傳變異。5.用優(yōu)質(zhì)種苗定期更新生產(chǎn)用種

用純度高、質(zhì)量好的原種或原種苗,及時(shí)更新生產(chǎn)用種,亦是防止植物品種混雜退化和長(zhǎng)期保持其優(yōu)良種性的重要措施。無(wú)性繁殖的植物,采用組織培養(yǎng)的方法生產(chǎn)脫毒苗,可防止因病毒感染導(dǎo)致的品種退化,顯著提高產(chǎn)量和品質(zhì)。第三節(jié)

植物的繁殖方式與種子生產(chǎn)技術(shù)

在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,植物適應(yīng)于系統(tǒng)發(fā)育的環(huán)境條件,加上對(duì)栽培植物的人工選擇,形成了各種不同的授粉、繁殖方式以繁衍后代。鑒于繁殖方式的不同,其后代群體的遺傳特點(diǎn)各異,對(duì)不同植物的育種方法、種子生產(chǎn)方式也就不同。一、植物繁殖方式與遺傳特點(diǎn)

高等植物一般分為有性繁殖和無(wú)性繁殖兩大類(lèi)。(一)有性繁殖方式及其遺傳特性

有性繁殖(sexualreproduction)是植物繁衍后代的基本方式,是指經(jīng)雌雄配子的融合即受精過(guò)程而形成種子(孢子體)繁衍后代的繁殖類(lèi)型。依據(jù)參與受精的雌雄配子的來(lái)源,又可分為自花授粉植物、異花授粉植物和常異花授粉植物。1.自花授粉植物及其遺傳特點(diǎn)

自花授粉植物(self-pollinationplant)是指同一朵花的花粉傳授到同朵花的雌蕊柱頭上進(jìn)行授粉、受精而繁殖后代的植物,又稱(chēng)自交植物,如小麥、水稻、大麥、豆類(lèi)、花生、大麻、煙草、亞麻、茄子、番茄、辣椒等。這類(lèi)植物都是雌雄同花,花器具嚴(yán)密保護(hù),外來(lái)花粉不易進(jìn)入;花冠多無(wú)鮮艷色彩,也少有香味,且多在早晨或夜間開(kāi)放,不利于昆蟲(chóng)傳粉;其具有很高的自交率,自然異交率一般不超過(guò)1%,最高的也只有4%。

自花授粉植物具有如下遺傳特點(diǎn):

(1)基因型和表現(xiàn)型的一致性

這是自花授粉植物遺傳行為上的顯著特點(diǎn)。通過(guò)單株選擇或連續(xù)自交產(chǎn)生的后代,其基因型和表現(xiàn)型相對(duì)一致,一般稱(chēng)為純系。即使個(gè)別植株或花朵偶然發(fā)生天然雜交,也會(huì)經(jīng)連續(xù)幾代的自花授粉而使其后代的遺傳組成趨于純合。

(2)遺傳行為的相對(duì)穩(wěn)定性

在自花授粉植物群體中通過(guò)人工選擇產(chǎn)生的純系的一致性,在其后的各個(gè)世代中,不通過(guò)人工自交都能較穩(wěn)定地保持下去,即在一定時(shí)間內(nèi)和一定條件下在遺傳行為上表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定性,這是自花授粉植物優(yōu)良品種得以較長(zhǎng)期在生產(chǎn)上推廣使用的重要原因。(3)自交不退化或退化緩慢

自花授粉植物具有自交不退化或退化緩慢的特點(diǎn),這是自花授粉方式在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中得以產(chǎn)生和保存下來(lái)的原因。達(dá)爾文關(guān)于“雜交一般是有利的,自交時(shí)常是有害的”論點(diǎn),是生物繁殖的普遍規(guī)律,但自交有害是相對(duì)的,在一定條件下亦成為有利的方式。

當(dāng)然,自花授粉植物的純是相對(duì)的,存在一定的天然異交率,通過(guò)異交產(chǎn)生基因重組,也可能由于環(huán)境的改變等發(fā)生基因突變,或由微小變異發(fā)展成顯著變異等(遺傳物質(zhì)的改變)。2.異花授粉植物及其遺傳特點(diǎn)

異花授粉植物(cross-pollinationplant)是指通過(guò)不同植株花朵的花粉進(jìn)行傳粉而繁殖后代的植物,又稱(chēng)異交植物。異花授粉植物的自然異交率超過(guò)50%,甚至高達(dá)95%或100%。

異花授粉植物又可分為三類(lèi)

第一類(lèi)是雌雄異株(dioecious),即有雄株雌株之分,雌、雄花分別長(zhǎng)于不同植株上,如大麻、銀杏、菠菜、木爪、石刁柏等,為完全的異花授粉植物。

第二類(lèi)是雌雄同株異花(monoecious),如玉米、蓖麻、桑、瓜類(lèi)等。

第三類(lèi)是雌雄同花(異常),但雌雄蕊異熟或花粉異型不能自交,如李子、蔥、蕎麥、芹菜等;或自交不親和,如黑麥、向日葵、甜菜、甘薯等。

異花授粉植物的遺傳特點(diǎn)如下:

(1)個(gè)體內(nèi)的雜合性和個(gè)體間基因型與表現(xiàn)型的不一致性

異花授粉植物的群體是不同來(lái)源、不同遺傳性的兩性細(xì)胞融合產(chǎn)生的雜合子形成的后代,群體內(nèi)各個(gè)體的基因型是雜合的,各個(gè)體間的基因型是異質(zhì)的,沒(méi)有基因型完全相同的個(gè)體。因此,它們的表現(xiàn)型多種多樣,(在自由授粉條件下)沒(méi)有完全相似的個(gè)體。(2)植株個(gè)體后代性狀的多樣性

由于異花授粉植物群體的復(fù)雜異質(zhì)性,從群體中選擇的優(yōu)良個(gè)體的后代,總是出現(xiàn)性狀分離,表現(xiàn)出多樣性,優(yōu)良性狀難以穩(wěn)定遺傳。因此,為了獲得較穩(wěn)定的純合后代和保證選擇效果,必須適當(dāng)控制授粉條件,進(jìn)行多次選擇。

異花授粉植物不耐自交,自交會(huì)導(dǎo)致生活力顯著衰退。為避免或減輕自交對(duì)生長(zhǎng)力下降的影響,對(duì)異花授粉植物進(jìn)行改良時(shí),多采用多次混合選擇法。通過(guò)若干世代自交、選擇,得到純合的自交系,再進(jìn)行優(yōu)良自交系間的雜交,會(huì)得到具有強(qiáng)雜種優(yōu)勢(shì)的雜交種。(3)異花授粉植物易自交衰退(inbreedingdepression)3.常異花授粉植物及其遺傳特點(diǎn)

同時(shí)依靠自花和異花兩種方式授粉繁衍后代的植物稱(chēng)為常異花授粉植物,又稱(chēng)常異交植物。

此類(lèi)植物是自花授粉和異花授粉植物的中間類(lèi)型,通常以自花授粉為主,自然異交率在4%~50%之間,比較典型的有棉花、高粱、蠶豆、苜蓿、甘藍(lán)型和芥菜型油菜等。但其自然異交率常因植物種類(lèi)、品種、生長(zhǎng)環(huán)境而有較大變化,如棉花自然異交率的變幅為1%~18%。

常異交植物的花器和開(kāi)花習(xí)性的特點(diǎn)是:雌雄同花,但雌雄蕊不等長(zhǎng)或不同期成熟,雌蕊外露易接受外來(lái)花粉,花冠色彩鮮艷并能分泌蜜汁以引誘昆蟲(chóng)傳粉,花朵開(kāi)花時(shí)間長(zhǎng)等。

常異花授粉植物的遺傳特點(diǎn)如下:

(1)主要性狀多處于同質(zhì)純合狀態(tài)

常異花授粉植物以自花授粉為主,故其主要性狀多處于同質(zhì)純合狀態(tài)。

(2)自交后代退化現(xiàn)象不顯著

在人工控制條件下進(jìn)行連續(xù)自交,

與異花授粉植物相比較,后代一般不會(huì)出現(xiàn)顯著的退化現(xiàn)象,如高粱、棉花等作物進(jìn)行連續(xù)自交,其后代有一定的生長(zhǎng)力退化現(xiàn)象,但不太明顯。(二)無(wú)性繁殖方式及其遺傳特點(diǎn)

凡不經(jīng)過(guò)兩性細(xì)胞受精而繁殖后代的方式統(tǒng)稱(chēng)為無(wú)性繁殖(asexualreproduction)。無(wú)性繁殖主要包括營(yíng)養(yǎng)體繁殖(vegetativepropagation)和無(wú)融合生殖(apomixis)。1.營(yíng)養(yǎng)體繁殖及其遺傳特點(diǎn)

利用植物營(yíng)養(yǎng)器官如根、莖、葉等的再生能力,通過(guò)分根、扦插、壓條、嫁接等方式產(chǎn)生新的植物體,稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)體繁殖。生產(chǎn)上利用營(yíng)養(yǎng)體產(chǎn)生種苗的植物主要有甘薯、馬鈴薯、甘蔗、木薯、芝麻、蒜、姜及部分果樹(shù)、花卉、林木等。

這類(lèi)植物所以選擇營(yíng)養(yǎng)體繁殖,有的是因一般條件下不易結(jié)種,如甘薯、蓮、姜等。在一定條件下,這類(lèi)植物也可以進(jìn)行有性繁殖,亦有自花授粉和異花授粉之分,如馬鈴薯為自花授粉,甘薯則為異花授粉。

由一個(gè)單株通過(guò)營(yíng)養(yǎng)體無(wú)性繁殖產(chǎn)生的后代體系,稱(chēng)為無(wú)性繁殖系,簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)性系(clone)。無(wú)性系是由母體體細(xì)胞分化繁衍而來(lái),因而不論母體的遺傳基礎(chǔ)純雜,其后代的遺傳型和表現(xiàn)型與母體完全相似,通常也無(wú)分離現(xiàn)象。這是無(wú)性繁殖植物遺傳行為上的一個(gè)顯著特點(diǎn)。二、種子生產(chǎn)基本技術(shù)(一)隔離技術(shù)1.授粉方式與隔離的關(guān)系

授粉方式:隔離措施是為了保證生產(chǎn)種子的遺傳純度和種性。由于有性繁殖植物的授粉方式不同,在種子生產(chǎn)時(shí)要求的隔離條件就不同,異花授粉植物要求最嚴(yán),常異花授粉植物次之,自花授粉作物要求隔離條件最低。

植物種類(lèi):不同植物種類(lèi)要求也不相同,林木、花卉等種子的生產(chǎn)目前由于隔離還不太嚴(yán)格,而農(nóng)作物和蔬菜種子要求相對(duì)較高。傳粉方式不同隔離程度也不同,蟲(chóng)媒花要求隔離較遠(yuǎn),風(fēng)媒花隔離相對(duì)要求較近。2.種子生產(chǎn)隔離的方法(1)空間隔離

通過(guò)空間距離將制種區(qū)與其它品種隔開(kāi),防止其它花粉飛入制種區(qū)。不同作物,種子生產(chǎn)的空間隔離距離不同,具體隔離條件在各作物制種中將會(huì)介紹。(2)時(shí)間隔離

在種子生產(chǎn)中利用花期不同防止其它品種花粉的干擾。一般玉米、高粱要求與其它品種播期錯(cuò)開(kāi)40天左右,水稻20~30天。(3)自然屏障隔離

利用山體、河溝、樹(shù)林、果園、建筑等自然障礙物隔離,防止其它品種花粉的干擾。(4)人為屏障隔離

人為設(shè)置一些障礙物,防止其它品種花粉的干擾,如風(fēng)媒花利用高稈作物,蟲(chóng)媒花搭建紗網(wǎng)等。(二)提純復(fù)壯技術(shù)(應(yīng)用純系理論)

提純復(fù)壯就是使種子由雜轉(zhuǎn)為純,由退化轉(zhuǎn)化為復(fù)壯,以獲得相對(duì)純的、生活力強(qiáng)的、無(wú)混雜退化的種子。復(fù)壯技術(shù)在種子生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。

1.提純復(fù)壯的一般程序

(1)選擇優(yōu)良單株

在要復(fù)壯的品種、自交系、不育系、保持系以及恢復(fù)系中,選擇性狀典型,豐產(chǎn)性好的單株。

(2)株行比較

將選擇的單株種成株行,根據(jù)性狀表現(xiàn),在生長(zhǎng)期間評(píng)比,在收獲前決選,淘汰雜劣株分行收獲。(3)株系比較

上年入選的株行各成為一個(gè)單系,種于株系圃,每系一區(qū),對(duì)其典型性、豐產(chǎn)性、適應(yīng)性等進(jìn)一步比較試驗(yàn)。去雜去劣后混合收獲,產(chǎn)生復(fù)壯種子。(4)混系繁殖

將株系圃?xún)?nèi)的混合種子種于原種圃,擴(kuò)大繁殖。2.復(fù)壯的對(duì)象

(1)品種

對(duì)于自花授粉的品種如小麥、水稻、豆類(lèi),一般采用2級(jí)提純法,即不經(jīng)過(guò)株系圃,由株行圃選出的株行即混合。對(duì)常異花授粉的品種,如棉花,多采用3級(jí)提純法,即:選株—株行比較—株系比較—混合繁殖。

(2)自交系

在選種圃?xún)?nèi)選擇的優(yōu)株要套袋自交,株行比較時(shí),還應(yīng)在株行選優(yōu)株套袋自交,收獲后注意穗選,混合脫粒生產(chǎn)原種。玉米自交系,在選種圃?xún)?nèi)選擇優(yōu)株時(shí),在自交的同時(shí),分出部分花粉與測(cè)驗(yàn)種植株雜交(5-7穗)配成測(cè)交種,于下一年測(cè)定其配合力。

(3)不育系、保持系

要選擇優(yōu)株,成對(duì)授粉,配套提純。(三)雜交制種關(guān)鍵技術(shù)(利用開(kāi)花繁殖特性)

雜交制種技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面:1.確定親本(自交系、不育系、恢復(fù)系)的播期

親本的播期是雜交制種成敗的關(guān)鍵,尤其是花期短的作物,一般如父母本花期相差2~3天或相同,可同期播種。在兩者花期相差較大時(shí)為了保證花期相遇,父本可分兩期播種,相隔5~7天,以延長(zhǎng)父本開(kāi)花時(shí)間。

2.確定親本行比

在保證父本花粉的前提下,應(yīng)盡量增加母本行數(shù),以便收雜種種子。

雜交玉米的父母本行比可提高到1:5—6,雜交水稻父母行比2:12。3.去雜去劣

為提高制種質(zhì)量,在親本繁殖田嚴(yán)格去雜的基礎(chǔ)上,對(duì)制種區(qū)的父母本也要認(rèn)真去雜去劣,獲得純正的雜種種子和保持父本的純度。

4、去雄授粉

根據(jù)作物的特點(diǎn)和去雄技術(shù),及時(shí)干凈地給母本去雄,并通過(guò)人工授粉和人工輔助授粉的手段,提高結(jié)實(shí)率,增加產(chǎn)種量。對(duì)于玉米以摸包去雄效果好。(四)組織培養(yǎng)技術(shù)

基于植物的全能性,植物組織培養(yǎng)是指各種類(lèi)型的植物無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)。近年來(lái)植物組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,從植株培養(yǎng)、胚培養(yǎng)、器官培養(yǎng)(根尖、莖尖、花、葉、未成熟果實(shí)),組織培養(yǎng)到細(xì)胞懸浮培養(yǎng),這不僅對(duì)植物形態(tài)形成和生理學(xué)的進(jìn)一步研究作出了貢獻(xiàn),同時(shí),也給育種和種子生產(chǎn)帶來(lái)了技術(shù)上的革新。1.組培技術(shù)在種子及種苗生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)快速繁殖

組織培養(yǎng)快速無(wú)性繁殖植物是一種經(jīng)濟(jì)效益特高的新技術(shù)。如名貴花木、稀有材料的繁殖等,目前已在甘薯、馬鈴薯、草莓、蘭花、康乃馨、蔥類(lèi)等大批植物上組織培養(yǎng)快速無(wú)性繁殖獲得成功。(2)人工種子繁殖

植物組織培養(yǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)一種起源于體細(xì)胞而在體內(nèi)沒(méi)有的特殊組織結(jié)構(gòu)——胚狀體。

Reinert(1958)在進(jìn)行胡蘿卜貯藏根組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,觀察到分化的組織器官形成過(guò)程中出現(xiàn)一種具有極性的不定胚,其發(fā)育過(guò)程象受精卵一樣順序通過(guò)原胚期,球形胚期和魚(yú)雷胚期,子葉期各個(gè)階段。同年,Steward等從胡蘿卜胚狀體獲得了完整的再生植株。

(3)脫病毒

植物受病毒為害是一個(gè)影響生產(chǎn)的嚴(yán)重問(wèn)題,目前已發(fā)現(xiàn)植物病毒的種類(lèi)不下五百種,許多栽培植物因?yàn)楦胁《鴩?yán)重減產(chǎn),品質(zhì)變劣。目前利用組培脫毒的植物種類(lèi)越來(lái)越多,這一技術(shù)已在蔥類(lèi)、大蒜、甘薯、馬鈴薯、果樹(shù)、花卉等脫毒苗廣泛應(yīng)用。三、雜種優(yōu)勢(shì)理論與雜交種種子生產(chǎn)

(一)雜種優(yōu)勢(shì)的概念

雜種優(yōu)勢(shì)(heterosis)是指兩個(gè)遺傳組成不同的親本雜交產(chǎn)生的雜種1代(F1),在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、適應(yīng)性以及產(chǎn)量、品質(zhì)等方面比其雙親優(yōu)越的現(xiàn)象。

在植物種植上利用雜種優(yōu)勢(shì),可大幅度提高產(chǎn)量和改良品質(zhì)。

(二)雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳理論

關(guān)于雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳原理,目前有顯性和超顯性?xún)煞N假說(shuō)。(三)雜交種種子生產(chǎn)的特點(diǎn)

盡管雜種優(yōu)勢(shì)是生物界的普遍現(xiàn)象,但雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)卻因組合不同、性狀不同、環(huán)境條件不同而呈現(xiàn)復(fù)雜多樣性。從基因型看,自交系間的雜種優(yōu)勢(shì)要強(qiáng)于自由授粉品種的雜種優(yōu)勢(shì)。同為自交系,不同組合間的雜種優(yōu)勢(shì),差異也很大。從性狀上看,一般綜合性狀上往往表現(xiàn)為較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì),而在某些單一性狀上有時(shí)并無(wú)優(yōu)勢(shì)。因此,進(jìn)行雜交制種,各組合間必須進(jìn)行嚴(yán)格的隔離。

F1優(yōu)勢(shì):雜種優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)弱,還與親本間的親緣關(guān)系、生態(tài)類(lèi)型、地理距離及性狀有關(guān),一般差異大且性狀具有互補(bǔ)性時(shí),其F1優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)。在雙親的親緣關(guān)系和性狀有一定差異前提下,基因型的純度愈高,則雜種優(yōu)勢(shì)愈強(qiáng)。

F2衰退:F2及以后世代的衰退(depressionofheterosis)。與F1相比,F(xiàn)2及以后世代在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、抗逆性、產(chǎn)量等方面都表現(xiàn)顯著的下降,且親本的純度愈高,F(xiàn)1的優(yōu)勢(shì)愈大,F(xiàn)2及以后世代的衰退就愈明顯,這是由于基因的分離重組破壞了F1群體基因型的高度雜合所引起。因此,在雜種優(yōu)勢(shì)利用上,F(xiàn)2及以后世代不能利用。第四節(jié)

種子生產(chǎn)的生態(tài)條件及基地建設(shè)

種子生產(chǎn)是名、特、優(yōu)、新品種種子的商品化生產(chǎn)。任何一個(gè)新品種,都是在一定的生態(tài)條件下選育出來(lái)的,因此,選擇相適應(yīng)的生態(tài)條件進(jìn)行新品種種子的生產(chǎn),方能提高商品種子的產(chǎn)量和品質(zhì),降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、種子生產(chǎn)的生態(tài)條件

種子生產(chǎn)的生態(tài)條件(ecologicalcondition)主要是指自然條件,包括氣候、土壤、生物群落等。(一)生態(tài)條件對(duì)種子生產(chǎn)的影響

影響種子生產(chǎn)的氣候條件,主要有無(wú)霜期、日照、溫度、年降雨量和雨季分布等。

無(wú)霜期和有效積溫是植物能否正常完成生育期的基本條件,制種植物的生育期,必須短于或等于制種地的無(wú)霜期,而其所要求的有效積溫,必須小于等于制種地的有效積溫,否則,制種植物將不能正常生長(zhǎng)或受到極大傷害。溫度的不適宜還可能造成植物產(chǎn)量、品質(zhì)的降低、生育期的改變及病毒感染引起種性退化等。

光照對(duì)植物的影響大致包括光照時(shí)間、強(qiáng)度及晝夜交替的光周期。一般,光照充足有利于植物生長(zhǎng),但在發(fā)育上,不同植物、不同品種對(duì)光照的反應(yīng)是不同的。長(zhǎng)日照植物(longdayplant)如小麥、大麥、洋蔥、甜菜、胡蘿卜等,日照達(dá)不到一定長(zhǎng)度就不能開(kāi)花結(jié)實(shí);而短日照植物(shortdayplant)如水稻、谷子、高粱、棉花、大豆、煙草等則要在日照短的時(shí)期才能進(jìn)行花芽分化并開(kāi)花結(jié)實(shí)。

(二)種子生產(chǎn)中生態(tài)條件的調(diào)控

選擇或人工創(chuàng)造適宜于種子生產(chǎn)的生態(tài)條件,是制種成功的基礎(chǔ)。一般種子生產(chǎn)中生態(tài)條件的調(diào)控,主要有如下途徑:1.就近制種

一般來(lái)講,育成品種地區(qū)的生態(tài)條件就是最適合的生態(tài)條件,其附近地域應(yīng)該是該品種最好的種子生產(chǎn)地。如適合于大面積種植馬鈴薯的黑龍江地區(qū),冷涼的生態(tài)條件使種薯帶毒低,是生產(chǎn)種薯的最佳地域。再如新疆的長(zhǎng)絨棉,新疆干燥的氣候、長(zhǎng)日照和晝夜溫差大的生態(tài)條件也最適合棉花種子生產(chǎn)。

2.異地制種

利用異地或當(dāng)?shù)夭煌貛鷳B(tài)條件的差異,選擇適宜的地區(qū)制種,亦是多年來(lái)廣泛采取的人為控制自然條件的措施之一。如黃河、長(zhǎng)江流域大量種植的馬鈴薯,其種薯若在當(dāng)?shù)胤敝?,?huì)因結(jié)薯期氣溫高使品種迅速退化。夏季作物的冬季南繁制種,也是人為控制制種生態(tài)條件的成功例子。3.設(shè)施制種

利用人工溫室、塑料大棚進(jìn)行稀有、珍貴急需種子制種,為蔬菜、園藝等植物的種子生產(chǎn)創(chuàng)造適宜的生態(tài)條件,使其不受季節(jié)氣候的影響。二、種子生產(chǎn)基地建設(shè)(一)現(xiàn)代種子生產(chǎn)基地的要求

現(xiàn)代種子生產(chǎn)基地應(yīng)當(dāng)向?qū)I(yè)化、規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

專(zhuān)業(yè)化,即指每一種商品種子,要建立專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)基地,要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員組成,嚴(yán)格按照種子生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程來(lái)進(jìn)行種子生產(chǎn)。

規(guī)?;?,即指每一個(gè)基地要有相當(dāng)規(guī)模的面積,要連片單一種植,實(shí)現(xiàn)商品化大生產(chǎn)。尤其像玉米單交種制種和親本繁殖的生產(chǎn)基地,對(duì)隔離的要求特別高,只有規(guī)?;a(chǎn),才能生產(chǎn)出數(shù)量大、質(zhì)量高的雜交種子,滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

產(chǎn)業(yè)化,則指商品種子的生產(chǎn)要面向國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng),要實(shí)行定單生產(chǎn),種子生產(chǎn)基地實(shí)行產(chǎn)、供、銷(xiāo)一體化。

(二)種子生產(chǎn)基地建設(shè)措施

建立一個(gè)現(xiàn)代種子生產(chǎn)基地,其基本工作程序不外乎地域的選擇、基地的建設(shè)、基地的管理、基地的擴(kuò)大完善。1.地域的選擇

生育期溫度適宜、光照充足,雨水較充沛或有灌溉條件,土質(zhì)適宜等,才能保證植物品種的優(yōu)良種性得以表現(xiàn),保證種子質(zhì)量和產(chǎn)量,降低種子價(jià)格。另外,地形、地勢(shì)、土地規(guī)模也是應(yīng)該考慮的因素,尤其是雜交制種田,要設(shè)置在便于隔離、排水、防霜凍的較大規(guī)模地塊上,以便于規(guī)模化生產(chǎn)。還要注意不能在重病區(qū)或病蟲(chóng)害常發(fā)生,尤其有檢疫性病蟲(chóng)害的地區(qū)建立基地。

科技水平較高、交通方便、信息來(lái)源和傳遞較快的地方。2.基地的建設(shè)

選好地域,并與當(dāng)?shù)睾炗喓没亟ㄔO(shè)協(xié)議后,要盡快進(jìn)行基地基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè),包括周邊環(huán)境的清理,土地的整平培肥、灌溉設(shè)施的配套,隔離區(qū)的設(shè)置等。種子生產(chǎn)技術(shù)隊(duì)伍的建立、培訓(xùn)也是一項(xiàng)重要工作,要建立一支有組織、有能力、懂技術(shù)的隊(duì)伍。3.基地的管理

基地一經(jīng)建設(shè),就要著手制定一系列的規(guī)章制度、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程,對(duì)于每一個(gè)制種環(huán)節(jié),做到事先培訓(xùn),屆時(shí)指導(dǎo),技術(shù)可行,有章可循,從種到收,井然有序。4.基地的擴(kuò)大完善

建設(shè)一個(gè)基地,要由小到大,逐步完善。每個(gè)生產(chǎn)季節(jié)結(jié)束后,要認(rèn)真總結(jié)、整改,力爭(zhēng)盡快地將基地建設(shè)建成符合專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)代種子生產(chǎn)基地。第二章思考題1名詞解釋?zhuān)杭兿灯贩N、雜交種品種、群體品種、無(wú)性系品種2

簡(jiǎn)述純系學(xué)說(shuō)的概念及其與種子生產(chǎn)的關(guān)系。3簡(jiǎn)述栽培品種的DUS三性。4簡(jiǎn)述植物的有性繁殖方式及其遺傳特點(diǎn)。5試述人工種子的概念及研制意義。6種子生產(chǎn)的主要生態(tài)條件包括哪些方面?第三章

自花授粉農(nóng)作物種子生產(chǎn)技術(shù)

作物按授粉方式:自花授粉、異花授粉、常異花授粉。自花授粉作物一般雌雄蕊同花,基

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