《作物育种与良种繁育学》实验指导

实验五 水稻有性杂交技术

一、实验目的

了解水稻花器构造和开花习性；通过练习，初步掌握水稻杂交技术。 二、内容说明

1．花器构造 水稻（Oryza satira，l。）属禾本科（Gramineae）稻属（Oryza），自花授粉作物。稻穗为复总状花序，由主轴、枝梗、小枝梗和小穗组成。每个小穗由基部的两片退化颖片（通常称为副护颖）、小穗轴和3朵小花构成。3朵小花中，顶端一朵为完全花，其下两朵均退化，仅见两片不孕外稃（通称为护颖）。可育小花有外稃（通称外颖）、内稃（通称内颖）、2个浆片（通称鳞被，全书以下各实验一般均采用农学的通称）、6枚雄蕊和1枚雌蕊。花药有4个花粉囊，柱头两裂羽毛状。

2．开花习性 早、中稻抽穗时，气温较高，在稻穗抽出叶鞘的当天或后l一2天即陆续开花，开花也较快而集中，以开花后的第2—3天为盛花期；晚稻开花较慢而分散，以开花后的第4—5天为盛花期。一个稻穗的颖花全部开放完毕约需5—7天。一个稻穗的开花顺序是上部枝梗的颖花先开，而后依次向下；同一技梗上往往是顶端颖在最先开，而后再由下向上，一朵颖花从开放到闭合约需1—2小时。水稻开花的快慢和多少因天气条件和品种不同而异。如夏季天气晴朗、气温适宜，籼稻开花通常从上午8时到中午，以9—11时为开花盛期；粳稻一般要比籼稻推迟2—3小时开花。水稻开花授粉的最适温度为30℃左右，最适相对湿度为70—80％。如遇阴雨连绵、气温偏低则开花推迟，甚至不开花而闭颖授粉。水稻天然异交率一般为1％。

在自然条件下，水稻花粉生活力只能维持5分钟左右，雌蕊接受花粉受精能力可维持3—4天，但以开花当天或次日受精结实率最高。 三、材料仪器药品

1．材料 不同水稻品种，最好用糯性和非糯性品种，并以非糯性品种作父本。 2．仪器用具 盛有47℃左右热水的热水瓶、0—100℃的温度计、剪刀、镊子、牛皮纸袋（7×20cm）、回形针、塑料牌、铅笔。 3．药品试剂 70％酒情、 1％I—KI溶液。

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四、方法步骤

（一）确定组合，种植亲本 1．根据育种目标确定杂交组合。

2．决定杂交穗数，根据所需种子数，并按40％的杂交结实率估算，一般单交2穗，三交或回交7穗，双交11穗。

3．根据父母本生育期长短分期播种，生育期短的迟播，生育期长的早播。如双亲生育期不甚清楚，可每隔10—15天为一期，分2—3期播种，以确保花期相遇。

4．早、晚稻杂交，在春季需对晚稻品种在5叶期进行10—12小时短日照处理30天左右即可明显提早抽穗。或推迟早稻的播种期，使早、晚稻花期相遇。

凡是短日照作物为了使各品种花期相遇，通常都采用分期播种、短日处理等措施，以下实验不再重复叙述。

（二）杂交技术 1．选株

（1）选择母本植株应具有该品种典型性状、生长健壮、无病虫害的植株。 （2）选取已抽出叶鞘3／4或全部、先一天已开过几朵颖花的稻穗去雄。 2．去雄 水稻的杂交去雄方法一般有温汤去雄、剪颖去雄和真空去雄法，其中以第一种方法应用较为普遍。温汤去雄是利用雄蕊比雌蕊对高温更敏感的特性，控制一定水温和处理时间，使全穗能在当天开花的雄蕊丧失生活力而雌蕊仍保持较好的生活力，从而简化去雄手续。 温汤去雄：

（1）在自然开花1—1.5小时前，将已盛有47℃热水的热水瓶用冷水调节到43—45℃，一般籼稻用43—44℃，粳稻用44—45℃。切勿提高水温以免烫死雌蕊； （2）小心地将母本穗倾斜浸入热水瓶中，持续3—5分钟，注意勿要延长处理时间，切忌将稻穗折断。

（3）取出稻穗，抖去穗上积水。

（4）待5—10分钟，只有当天开花的颖花其雄蕊已烫死，这一点应特别注意。 因此用剪刀先剪去处理后未开放的颖花，然后将已开放的颖花逐一斜剪去上端1／3的颖壳。

剪颖去雄：

（1）整穗 在杂交先1天下午3时后或当天水稻开花之前1—2小时，用剪

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刀将穗部已开过的颖花和2—3天内不会开放的幼嫩颖花剪去。

（2）剪颖 将保留的颖花用剪刀逐一斜剪，剪去其上端1／3左右的颖壳。 （3）去雄 用镊子轻轻地将每一颖花内尚未成熟带黄绿色的6枚花药全部完整地取出。如去雄时花药破裂或已有成熟花药散粉，则应去除该小穗，并将镊子放入酒精里杀死所蘸花粉。这种去雄方法虽然工作效率很低，但有些粳稻品种用温汤去雄不易促使开花杀雄，这时就不得不用这种去雄方法。

真空去雄法就是用配有特殊装置的真空泵（2l／min速率）吸取花药代替人工取

出花药。

3．套袋隔离 将去雄后的稻穗套上牛皮纸袋（用牛皮纸袋要比用玻璃纸袋好，所结种子明显较重），下端斜折，用回形针固定，以待授粉，但绝不能将回形针夹住茎秆。

4．授粉 授粉在去雄后当天开花盛期进行。

（1）选具有该品种典型性状、生长健壮的父本植株。

（2）将正处于盛花的父本穗小心地剪下，或在去雄工作之后立即选择当天可开较多花的父本穗逐一剪去每个颖花I／2的颖壳，剪下稻穗插在母本植株附近田里，待花药伸出开始散粉时即可进行授粉。

（3）打开已去雄稻穗上端折叠的纸袋口，将正在开花的父本穗插入纸袋的上方，凌空轻轻抖动和捻转几次，使花粉散落在母本柱头上。

5．套袋和挂牌 授粉后将纸袋口重新折叠好，并在纸袋或穗颈基部所挂的塑料牌上用铅笔写明组合代号或名称、杂交日期及操作者姓名，并在工作本上作好记录。

（三）、收获 一般杂交后17—25天即可收获，不要提早或推迟收获。 五、实验作业

1．用糯性品种作母本、非糯性品种作父本，每人分别用剪颖去雄各作杂交2穗。

2．1周后，检查2个穗的杂交结实率，3周后另2个穗用1961一KI溶液检查杂交种子胚乳的染色反应，检查杂交效果，并按杂交方式、杂交颖花数、结实率（％）、I—KI染色反应逐项写出实验结果。

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实验六 小麦有性杂交技术

一、目的

了解小麦花器构造和开花习性；初步掌握小麦有性杂交的基本技术。 二、内容说明

1．花器构造 小麦（Triticum aestivum L.），属禾本科（Gramineae）,小麦属（Triticum），自花授粉作物．麦穗为复穗状花序。小穗无柄，紧密地排列在穗轴两侧，着生在穗轴节段上。每一小穗由2枚颖片（通称护颖）和3—9个小花组成。通常上部小花退化，仅下部2—4朵小花能正常结实。每个小花有内外稃（通称内外颖），3枚雄蕊和1枚雌蕊，外稃内侧基部有2片浆片。花药有4个花粉囊，柱头两裂羽毛状。

2．开花习性 在正常条件下，小麦通常在抽穗后2—4天开始开花，但也有抽穗后即开花或抽穗后10天才开花的品种，少数品种甚至闭颖授粉。一般小麦品种每天有二次开花高峰，第一次约在上午9—11时，第二次约在下午3—7时。开花的迟早因品种和当天的温湿度而异，其开花的最适温度为18—20℃，最适相对湿度为70—80％，开花期间雨水过多、日照不足、温度低于9℃或超过30℃都对开花不利或停止开花,小麦天然异交率因品种和环境条件影响而不同，一般为1—3％。

一个麦穗开花顺序是中上部小穗先开，而后向上向下依次开放：同一小穗中基部小花先开，而后依次向上开放。每朵小花内外颖自开放至闭合约需15—30分钟，全穗开花持续约3—5天。

在自然条件下，小麦花粉生活力约可维持20分钟，柱头生活力在适宜的条件下可持续6—8天，但3—4天后授粉结实率显著下降。小麦授粉后1—2小时花粉粒开始萌发，经24—36小时完成受精过程。 三、材料仪器药品

1．材料：不同小麦品种。

2．仪器用具：剪刀、镊子、玻璃纸袋（4×14cm）、塑料牌、回形针、铅笔。 3．药品试剂：70％酒精。 四、方法步骤

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