1、1实验一 水稻杂交育种程序参观一 目的要求了解水稻育种的程序及各阶段的主要工作。二 材料和用具本院水稻育种科研试验田全部材料，笔记本，铅笔。三 内容说明水稻育种方法很多，主要参观杂交育种程序。（一）原始材料圃种植水稻育种原始材料的地段叫原始材料圃，主要是种植国内外搜集来的原始材料。每年不断地引入新种持，丰富基因库。通过系统观察、细致研究，筛选符合育种目标要求的具有单一的或综合的优良性状的亲本。种植的方法按类型（高杆矮杆、粳稻、灿稻）种植。每份种 20-30 株，重点材料应每年种植，严防机械混杂，严格保纯，一般材料一室内贮藏能保持其发芽力的情况下，每年分批轮流种植。每年从原始材料圃选出若干材料作
2、亲本的种于新本圃。亲本圃应根据需要分期播种调节花期，加大行距，便于操作。（二）选种圃种植杂种后代的地段为选种辅圃1杂交一代（F 1）（1）F 1 的播种：由于杂交所得种子数量少，加之又是米粒，故杂交种子发芽不好，易腐烂。所以杂交种子最好播在塘瓷盘中育苗，然后载于试验田。每一组合栽成一区，一般 F1 种 10-20 株左右，复合杂交则 F1 应有 100 株以上。在每一个杂交种附近应种亲本和对照品种，均有单本植。（2）观察记载：记载各重要性状，特殊性状以及有无及杂种优势。（3）去假杂种：在生长期中，着重去假杂种，去杂假种根据父本的指示性状进行。（4）收获脱粒：一般按组合分虽收获脱粒，但如假杂种的
3、真伪尚不能准确鉴定时，要分株收获脱粒。22杂交二代（F 2）（1）F 2 的种植规模：由于 F2 是变异范围最大的一代，一般每个组合种植2000-10000 株，以组合为单位种植。行长 5 尺，行距 8-10 寸。种植行数依组合要求总株数而定。每 20 或 50 行加入两个亲本或对照品种。种扦一行作为比较的标淮，一律采用单本植。（2）观察记载：F 2 的分离现象是必然存在的，如某一组合没有出现分离现象则可能是假杂种应淘汰。对株型，生育期，穗部性状，抗病性等重要性状的分离进行描述和评价，作为组合取舍和个体选择的依据。（3）选择：对 F2 进行个体选择时，应与新本和对照品种比较鉴定，对遗传力高的性
4、状如穗期、株高、抗病性、株型和谷粒大小与形状等可较严格地选择。而对一些遗传力较低的性状如穗数，每穗粒数等受环境条件影响大。选择标准适当放宽，当选单株或系用一布条作标志，一般每个组合入选率约为种植株数的 5%，不超过 10%，视组合优劣而定。不良组合全部淘汰，当选单株或单穗分别脱粒。3杂交三代（F 3）（1）F 3 的种植： F3 入选的单株在 F3 种成一区，称为一个系统（或株系） 。如 F2 入选 200 株，则 F3 成为 200 个株系。每系统栽培植 20-50 株，栽成单行或多行区，都应单本植，所有系统按成熟期分类后顺序排列。每隔 20-50 行加入亲本或对照种各一行，作为比较标准。（
5、2）选择：F 3 选择以系为基础，首先选优良株系，然后在优良株系中选优良个体，即选择出优良个体较多的系统，再从中选择 2-5 个优良单株。4杂交上代（F 4）及以后各代由 F3 各当选系统中选出的 2-5 个单株，每株的后代又各成一个系统，称系统群或称姊妹系。种植方法同 F3。选择以系统群为基础。群间相互比较。在优良群内选择优系。性状基本一致，而且表现优良的系统，可以上升到鉴定圃。（三）鉴定圃种植选择圃升级和上年鉴定辅留级的材料。其任务是对这些材料进行产量比较，并鉴定其一致性及各种性状的表现。采用普通栽培法。小区面积 18-60平方尺。每逢五或十区设一个对照品种。即采用间比法，重复 3-5 次
6、，计算产量，每个系试验 1-2 年。特别优系升入品种比较试验，劣系淘汰。（四）品种区域试验按照农业自然区划，选择自然栽培条件具有代表性的点，在农业行政部门3的支持下，对选育的新品系（通过品系比较试验 2-3 年） ，对丰产性、抗病性、适应性，品质和熟期等进行多点多年试验，试验区较大，重复次数多，常采用随机区组排列。对参加试验的品系的利用价值作出客观的科学的评价。区域较优的品系还要进行生产示范。经品种审定委员会审定后才能推广。四 方法与步骤在水稻抽穗以后，以小班为单位，由老师带领，系统参观我院水稻育种研究试验田。五 作业1杂交育种全过程包括哪些主要环节？以水稻为例说明。2什么叫单株、株系、系统群
7、？在田间怎样种植。4实验二 杂交水稻“三系”的鉴定一 目的要求学习鉴定雄性不育系育性的方法。二 材料及用具水稻三系材料，显微镜、碘磺化钾溶液载玻片、标签、铅笔、记载本等。三 内容说明（一）水稻三系的概念水稻三系是指水稻雄性不育系、雄性不育系保持系，雄性不育恢复系。1雄性不育系（简称不育系，用 A 表示）雌花正常，雄花退化或发育不正常或花药不开裂，丧失授粉能力，自交不结实；具有以上特点的品系称为不育系，根据雄蕊的发育情况，通常把水稻雄性不育系划为两类：一类是无花粉型花药细小，水浸状，不开裂。不含花粉粒，碘化钾不能染色。另一类是败育型。败育型又分为三种：典败：花药细小，箭头状，乳白色，花粉皱缩畸形
8、，遇碘化钾不染色。园败：花粉粒园形，但比正常花粉小，遇碘化钾不染色。染败：花粉粒园型，遇碘化钾溶液浅染色，无生命力。优良的不育系必须具备三个条件：不育性稳定，不育系不因多代回交而自交结实，也不因环境条件的改变，特别是温度的改变而发生育性变化。可恢复性良好。一方面具有较多的恢复品种，因而就可以广泛配制杂交组合。筛选更我的适宜于各种栽培条件的优势组合；另一方面是杂种的结实率较高，特别是开化授精时，受不良环境条件的影响较小。便于制种繁殖，要有适合异花传粉的花器构造和开花习性，如栓头发达，开化颖壳张开时间长、角度大、柱头外露等。2雄性不育保持系（简称保持系，用 B 表示）：某一水稻品种组不育系授粉，使
9、 不育系能正常结实而又能保持不育性的父本品系，称为雄性不育系的保持系，有了保持系不育性就能代代相传。5保持系要求花药发达，花粉量多，以利提高繁殖产量，在杂种优势利用中，所采用的保持系和不育系在抽穗前比较难以区别。只有在抽穗后才能区别开一。两者主要区别如下表：3雄性不育恢复系：（简称恢复系，用 R 表示）某一水稻品种或品系其雌雄蕊发育正常，能正常自交结实，与不育系授粉结的种子长出的杂种株。雌雄蕊发育正常，能自交结实，这种能使不育系恢复育性的父本品种或品系。保持系与不育系的区别性状/类型 保持系 不育系分蘖力 分蘖较少 分蘖力较强，分期较长抽穗期 正常 比保持系迟 3-5 天抽穗穗颈 正常，不包颈
10、 穗颈较短，包颈开花习性 开花集中，开颖时间短 开花分散，开颖时间长花药形态 膨松饱满、金黄、内有大花粉、裂药、散粉干瘪、瘦小、乳白色，不裂药，裂药花粉 园球型，遇碘化钾呈兰黑色 1 形状不规则，遇碘化钾不染色。2 园形遇碘化钾不染色。3 园形遇碘化钾呈浅兰色称为雄性不育恢复系。优良的恢复系必须具备三个条件：能使不能系育性完全恢复，结实率在 80%以上；杂种优势强，即产量高（配合力强） ；便于制种，花药发达，花粉量多。（二）鉴定水稻不育系的标准1 不育株率（%）不育株数占调查总株数的百分数。 10（%调 查 总 株 数不 育 株 数不 育 株 率2 不育度色穗不实粒数占总粒数的百分数（雄性不育
11、者在外） ，具体等级如下：（1） 全不育：自交结实率 0%（2） 高不育：自交结实率 1-10%（3） 半不育：自交结实率 11-50%6（4） 低不育：自交结实率 51-80%（5） 正常可育：自交结实率 80%以上。3 不育系的标准不育株率和不育度均达 100%，遗传性状相对稳定，群体要求 1000 株以上，其它特征特性及物候期与保持系相似。4 不育系颖花开张角度灿型大（90 0以上） ，中（45-90 0） ，小（45 0以下）粳型大（60 0以上） ，中（30-60 0） ，小（30 0以下）5 不育系柱头情况双也外露，单也外露，不外露。6 恢复株率（%）结实株占调查总株数的百分数 1
12、0（%调 查 总 株 数结 实 株 数恢 复 株 率8 不育系繁殖结实率（%）在不育繁殖田，不育系色穗平均实粒数占色穗平均总粒数的百分数。 10不 育 系 平 均 色 穗 总 粒 数不 育 系 平 均 色 穗 实 粒 数不 育 系 繁 殖 田 结 实 率9 制种田结实率（%） 10（不 育 系 平 均 色 穗 总 粒 数不 育 系 平 均 色 穗 实 粒 数制 种 田 结 实 率10 水稻雄性不育系花粉镜检标准不育等级 正常育 低不育 半不育 高不育 全不育花粉% 50 31-50 6-30 5 0镜检取样：要求在穗的不同总位上取小花 3 朵，每朵取出 6 个花药，用 I-IK 液染色，放在
13、100 倍左右的扩大镜下，取 2-3 个有代表性的视野计算。四 作业1以两人为一组在田间鉴定不育系的特点。2以两人为一组在室内镜检不育系花粉绘图并说明其特点。7实验三 两系杂交稻光敏核不育系的选育方法一 目的学习两系杂交稻光敏感核不育系的选育方法二 材料光敏核不育系的选择圃，所括 F2及株系圃，单株再生，株系再生，短日照处理。三 内容说明雄性不育有核质互相不育型，核不育型和质不育型，核不育型的不育系找不到保持系，只有靠特殊的方法凡殖不育系，水稻光敏感核不育系就是在长日照条件下不育，用来制种，在短日照条件下可育，用来凡殖，一系两用，但在选育这种不育系中往往出现温敏型的不育系，即育生性受温度高低的
14、影响，高温条件下不育，低温下不育，低温条件下可育，这种温敏殖的不育系育性不稳定，在生产上难以利用，而光敏型的不育系育性稳定，在生产上可以利用。四 方法与步骤选光敏核不育单株，头季观察不育，目测，镜枯，套袋，再生可育。高温短日照处理，未处理不育，处理后可育，为了生产上制种产量高，在选光敏核不育单株，株系时，要同时选择开花习性好的单株、株系。8实验四 杂交水稻优势观察一 目的了解杂交稻的优势表现及强优势组合选择方法。二 材料与用具杂交水稻 F1、父本、对照组合米尺、铅笔、天秤、记载本三 内容说明用育成的雄性不育系与正常的品种或品系杂交（又称测交） ，其 F1 表现不同程度的杂种优势，这种杂种优势往
15、往表现在生长势、分蘖力、抗逆性和适应性，产量因素与产量、品质等方面、实际证明，从大量 F2 中可以选择到生产上适用的组合。杂交水稻测定杂种优势，常用的方法有两种： 10%1父 本父 本超 新 优 势 （1对 照 组 合对 照 组 合对 照 优 势 F生产上往往采用对照优势四 步骤与方法每二人一组，在测交 F1 中选出一组合及其父本和对照组合，测量株行距，取有代表性的 10 数其有效穗数，有此基础上从中再取有代表性的两室内考种，包括株高，每穗平均总粒数，实粒数，空庇数，结实率，千粒重，单株重，理论产量（公斤/亩） 。五 作业把所调查的结果填入下表：每穗粒数编号组合名称株高 穗数 总粒数 实粒数
16、空粒数 结实率千粒重g单株重g理论产量（/亩）9实验五 杂交水稻二系提纯繁殖与制种一目的学习光敏核不育系的提纯及其凡殖制种技术二 材料与用具光敏感核不育系株系圃种子凡殖田，制种田，米尺，铅笔，记载本。三 内容说明光敏核不育系提纯：光敏核不育系的提纯不同于常规品种，也不同于三系，下图：第一年 第二年 第三年选单株再生留种 株系再生留种 原种圃种子凡殖光敏核不育系的繁殖 L1原种圃所收种子于第二年作晚稻播种，将抽穗期安置在 9 月中旬，既是短日可育期，又是安全抽穗期2原种种所收种子于当年冬季或第二年秋季南敏。二系杂交制种：二系制种基本同于三系制种，由于目前所选衣的光敏核不育系属于中稻和晚稻，与恢复
17、的生育期基本相同，所以攻苗架和父本花期相遇比三系容易，更易取得高产。四 方法与步骤参观株系圃，原种圃和凡殖田。调查制种田，父本行比，株行距及测产。五 作业1绘制制种田种植。2制种田测产结果。10实验六 水稻有性杂交技术一目的了解水稻的开花生物学特征，学习水稻有性杂交技术二 材料与用具水稻品种数个、剪刀、镊子、牛皮纸带、小纸牌、温度计、热水瓶、回形针、黑布、铅笔等。三 内容说明（一）水稻花器的构造水稻为雌雄同花的自花授粉作物，稻穗为复总状花序。由主梗分出第一次枝梗，从第一次枝分出第二次枝梗，在第一次和第二次枝梗上着生小枝梗，小枝梗上有小穗，每个小穗只有一个颖花，颖花由内外颖，护颖，付护颖，鳞片，
18、雌，雄蕊所组成，雌蕊位于花的中央，子房一室，在花的基部内藏一个胚珠，花柱先病分开成为羽毛状的柱头，雄蕊 6 个，花丝从子房的基部生。花药为长形，四室组成每个花药内约有 1000 粒花粉，子房与外颖间有两个小鳞片，呈卵园形，白色，肉质，在开化时有重要作用。（二）水稻的开花习性当鳞片吸收膨胀约达原来的三倍时，推开外颖而开花，开花时内外颖张开的角度因品种而异，一般 80 度左右，开颖时，花丝伸长，花药伸出颖外，花粉散落，鳞片失水。则内外颖闭合，从开始开颖到全开一般 10-20 分钟，全开后约停 30 分钟，即逐渐闭合。一天内一穗开化的时间与温度、湿度、品种有关，特别受温度的影响很大，水稻一般要法语温度在 20以上，相对湿度在 60%以上才开正常花，开花最适温度 28-32，最适相对湿度为 80-90%，温度过低，花药不能开裂；过高（40以上）则花药易干枯都会造成结实率低甚至不结实。早、中灿一般在 9-12 时开花，以 10-11 时最盛。粳稻开花约比灿稻迟半小时左右。晚稻一般在上午 12 时左右至下午 1-2 时开花，如天气不适（阴雨低温）可推迟到下午 3-4 时开花或不开花。早中稻的稻穗从俭叶叶鞘抽出后的当天或第二天开始开花，第一天开花数
