第三章种子的生产

第三章种子的生产【前言】优质种子的生产是种子工作中最重要的一环，是整个种子工作的基础。对种子经营者来讲，掌握了品种对路、质量优良的种子，才能提高竞争能力，获得良好的经济效益和社会效益；对种子使用者来说，获得了优良品种的优质种子，就意味着丰收和效益的增加；对于农业生产来说，繁育出量足质优的种子，是实现持续、稳定增产的先决条件和重要保证。因此，搞好种子生产对整个种子工作和农业生产都有着十分重要的意义。种子生产的遗传学基础一、繁殖方式与种子生产繁殖是连接生命不同世代间的纽带，也是从事种子生产的根本前提。植物的繁殖方式不仅有雌雄配子结合形成种子长成新植物的有性繁殖方式，而且还有可以利用部分器官、组织甚至个别细胞长成新的个体的无性繁殖方式，不同的繁殖方式对后代群体性状的表现有重要的影响，也直接关系到种子生产的方法与技术。（一）有性繁殖作物有性繁殖作物（sexuallypropagatedplants）按照自然授粉方式的不同，又可分为自花授粉、常异花授粉和异花授粉三类。1.自花授粉作物(self-pollinatedplant)：即在天然授粉情况下，雌蕊依靠来自同花或同一植株内的花粉完成授粉受精的作物。如水稻、小麦、菜豆、莴苣、番茄、凤仙花、矢车菊、紫罗兰、半支莲、风铃草等。自花授粉作物由于长期自交，品种内各个体基因型基本纯合，遗传性较稳定，性状较一致，但偶然也会出现异交(天然异交率小于5%)或发生突变。因此，在繁殖自花授粉作物时，仍需选择优良纯正的植株进行自交繁殖。在原种繁殖时，多采用单株选择法，且不同品种间应适当隔离，以保证种子的纯度。繁殖生产用种时，则采用混合选择法。2.常异花授粉作物(oftencross-pollinatedplant)：即在天然授粉情况下，以自花授粉为主，但天然异交率达到5-50%的作物。如辣椒、蚕豆、芥菜、黄秋葵等。这类植物在遗传育种上的许多特点与自花授粉作物近似，但由于异交率高于自花授粉作物，因此在它们的品种群体中杂合株率较高，变异较多。繁殖种子时为防天然杂交，不同品种的种子田间隔距离应比自花授粉作物田大些。在原种生产中常采用多次单株选择法，生产大量商品种子时则常采用多次混合选择法。3.异花授粉作物(cross-pollinatedplant)：即在天然授粉情况下，雌蕊主要依靠异株或同株异花的花粉完成授粉、受精的作物。如荞麦、黑麦、黑麦草、玉米、蓖麻、萝卜、白菜、甘蓝、菠菜、黄瓜、洋葱、芹菜、石竹、万寿菊、菊花、百日草、鸡冠花等。异花授粉作物因传粉媒介的不同，分虫媒花及风媒花。异花授粉作物品种群体内不同个体的基因型多为杂合体，遗传性比较复杂，个体间差异较大，自交易衰退。因此，这类植物品种进行繁殖时，应注意从品种群体中选择符合品种特征特性的优良个体，而且群体量不可太小。不同品种间要注意隔离。（二）无性繁殖作物无性繁殖作物(vegetativelypropagatedplants)：即通过母体营养器官、组织或细胞在适宜条件下分化发良形成独立新个体的途径，而不经过两性配子结合进行繁衍后代的作物。如睡莲科、泽泻科、天南星科、姜科、旋花科、薯芋科、香蒲科、莎草科、百合科、禾本科中部分蔬菜及茄科中的马铃薯等。另外，大多数的观赏植物，果树系无性繁殖作物。无性繁殖作物一般以无性繁殖为主，因此繁殖过程中极少产生变异，群体内个体与个体之间具有高度的一致性，繁殖后代的遗传特性也与母体的遗传性高度一致，但无性繁殖系内也会存在一定的差异性，加之病害侵染等因子也可造成品种的退化，故在其繁殖与栽培过程中，仍需进行必要的选择，淘汰机械混杂或自然变异植株，以保持品种种性纯正。其选择通常采用营养系混合选择法、营养系单株(穴)选择法等。二、品种的混杂退化品种混杂退化(deteriorationofseedstocks)是指优良品种在生产栽培过程中品种纯度降低，原有的优良种性变劣的现象。造成品种混杂退化的原因很多，主要有：（一）机械混杂机械混杂，即在种子生产、加工、贮藏及包装运输过程中，在某作物的品种中人为地混入了其它品种(品种间混杂)、其它作物或杂草(种间混杂)的种子而造成的品种混杂现象。这是种子生产过程中引起品种退化的重要原因。自花授粉作物的混杂退化主要由机械混杂引起。品种间混杂，还会加剧天然杂交，引起分离退化。（二）生物学混杂生物学混杂，即品种在繁殖过程中，由于和其它品种或其它作物发生天然杂交而引起混杂退化的现象。这是有性繁殖作物发生品种退化的另一个重要原因。生物学混杂是常异花授粉作物和异花授粉作物品种混杂退化的主要原因。（三）品种本身的变化品种是一个性状基本稳定一致的群体，品种的“纯”只是一个相对的概念，品种内个体间或多或少都有一定的杂合性，何况自然界某些因素还会导致生物体发生基因突变和重组。因而，品种经过连年种植，本身也会发生各种各样的变异，这些变异经过自然选择常被保存和积累下来，导致品种的混杂退化。目前生产上推广的品种大多是通过杂交，甚至是复合杂交育成的，遗传基础比较复杂，发生变异、分离的机率也相对较高。而且还有些育种单位急于求成，往往把一些表现优异但遗传性尚未稳定的杂交后代材料提前出圃，提交中试和推广，如繁殖过程中不进行严格选择，就会很快出现混杂退化现象。（四）不正确的选择及采留种在种子生产过程中，若未进行严格的选择而淘汰掉混杂劣变的植株，结果必然会导致品种退化或者虽然进行了选择，但选择的方法欠佳或标准不当，如对各种蔬菜只注意产品器官的大小而忽略了性状的典型性和一致性；水稻选种仅注意穗大、粒多、粒重，而对分蘖多少、植株高矮、耐肥抗病强弱很少考虑；或忽视了对原种育性、自交不亲和性等的监测与鉴定；或连年采用小株留种而缺乏对主要经济性状的鉴定；或留种群体太小而导致遗传漂移（geneticdrift）（图3－1）；或连续多年实行近亲繁殖等等，都可能导致不同程度的品种退化。此外，在不适的自然环境条件下留种；或种子生产中栽培技术措施不当，如将温室品种连年在露地栽培留种等，都会直接影响到种子的质量，以致引起品种的退化。图3－1（五）病毒侵染马铃薯一旦感染病毒，由于系统侵染，经过种薯连续传病，优良的无病毒原种经数年即可完全感病，造成薯块变小，产量逐年下降。果树的组织或细胞受到病毒或类菌体侵染后，会破坏生理上的协调性，直接影响产量和品质，甚至引起细胞内某些遗传物质的变异，如在良种繁殖时，从病树上选取繁殖材料，就会引起品种衰退。大丽花、菊花、香石竹、唐菖蒲、郁金香等，常发生因感染病毒性的萎缩病而使生活力衰退，生长势下降，观赏品质降低等退化现象。三、品种遗传纯度的保持品种发生混杂退化后，纯度显著降低，性状变劣，抗逆性减弱，最后导致产量下降，品质变差，品种也就失去利用价值。因此，必须采取有效措施，防止和克服品种的混杂退化现象。（一）.严把种源质量关繁育原、良种所使用的种源是否纯真、可靠，直接关系到所繁种子的质量。所以，生产原种的种源必须是育种者种子或株(穗)行系种子，生产良种的种子田的种源最好每年用原种进行更新，这是确保种子质量的一项重要措施。因此，种子部门要和育种单位密切合作，并认真搞好种子的选优提纯工作，为种子繁殖田提供足量的优质种源。（二）.严格隔离对种株或采种地(区)实行严格的隔离，是防止天然杂交引起生物学混杂以及非目的种子掺入引起机械混杂的重要措施，对防止异花授粉作物的天然杂交尤其重要。隔离方法通常有以下四种：1.机械隔离：即利用机械条件如纸袋、网纱、大棚、温室等进行隔离的方法。主要应用于少量原种种子的繁殖及原始材料的保存等。2.时间隔离：即利用分期播种、分期定植、春化或光照处理、摘心整枝等措施，使不同品种的花期前后错开而实行隔离的方法。此法可用于生产用种的大面积繁殖生产。一般玉米、水稻和高粱制种区的播期要和周围其它品种错期25～30天。对种子寿命较长的蔬菜，如瓜类、茄果类、十字花科等可采用不同品种分年种植留种的方法，以做到有效的隔离。3.空间隔离：即将易于相互杂交的作物品种、变种或种的种子生产地人为地安排隔开一定距离，以防止非目的杂交的方法。此法常常为大面积的良种繁育所采用。空间隔离是否有效取决于隔离距离，而决定隔离距离时则主要应考虑以下各方面的因素：一是影响天然杂交率的因子；二是隔离区之间的障碍物；三是品种经济价值受天然杂交影响的程度(表3-1)。4.高杆作物隔离：在使用上述隔离方法有困难时，可采用高秆的其它作物进行隔离。如玉米制种可用高秆高粱作为隔离作物，一般种植50～100行，行距1尺，并要提前10-15天播种，以保证在玉米散粉前高粱的株高超过玉米，起到隔离作用。（三）合理的选择与留种种子生产地内存在杂株，是造成繁殖品种的遗传性污染的重要原因。前作的遗留及机械混杂是此类污染的重要来源。因此，种子生产中必须及时地通过选择进行种株的去杂去劣，以保证繁殖品种的遗传纯度。选择应连续、定向地逐代进行，以最大限度地保持品种的典型性。在原种生产中，必须严格进行株选；而生产用种生产时则可在认真去杂去劣的基础上实行片选。田间选择应抓住品种特征特性易于鉴别的关键时期，分阶段多次进行，以保证种株各个生育期阶段的特征特性均能符合原品种的典型性。留种方面，大株留种繁殖原种，小株留种繁殖生产用种。原种生产的群体不能太小，一般不应少于50株，并注意避免都来自同一亲系，以免品种群体内的遗传基因贫乏，从而导致品种生活力的降低和适应性的减弱。（四）.严格执行种子采后处理的操作规程在种子生产、加工等过程中严格执行各项技术的操作规程，是防止种子机械混杂的主要措施。首先是繁殖品种的田间布置要科学合理，除了应做好隔离工作外，留种地还应尽可能采用轮作，以免发生前后作间的天然杂交；其次要严防种子在采收、脱粒、晾晒、运输、贮藏等操作过程中的混杂。另外，要重视种子的预措和播种。种子生产中除应注意做好以上各方面的工作外，还应加强对各类种传病害的监测与防治，并严格执行种子签证发放制度，从而真正保证遗传纯度高、播种品质好的优质种子能够最终有效地应用于生产。种子生产的制度为了保证优质种子的生产，制定必要的种子生产制度和措施是很重要的。一、品种审定制度品种审定（cultivarassessment），即指由专门的权威机构(如品种审定委员会)对新育成或新引进的品种能否推广和能在什么范围内推广等作出权威性结论。建立品种审定制度是为了加强品种管理，加速优良新品种的推广，促进品种布局的区域化，推动生产的发展。品种审定的依据是品种试验。新品种必须通过多点的、二至三年的区域试验和生产试验，在多数试验点连续表现优异，育种者在完全掌握其特征特性的基础上提出成熟的性状标准和栽培管理技术，然后方可向所在地的省、市品种审定委员会提出申报。品种审定委员会再根据品种试验的结果材料和其他条件对该品种是否能推广作出决定。品种审定委员会一般由农业行政部门、种子管理及推广部门(如种子公司)、科研单位、农业院校等有关单位的代表组成，负责领导和组织作物品种的审定工作。全国农作物品种审定委员会负责审定跨省推广的新品种；各省、市、自治区审定委员会负责审定本省、市、自治区育成或引进的新品种；地、县农作物品种审查小组则负责对本地区育成或引进的新品种进行初步的审查，提出初审意见并决定是否向上一级品种审定委员会推荐，并应结合本地区的自然条件和耕作制度，审议本地区农作物品种的示范、繁育、推广和品种布局计划。品种审定工作包括：领导和组织品种区域试验和生产试验；评价、审定新品种；对已推广的品种和新品种的示范、繁育和推广工作提出建议；对审定的新品种进行登记、编号、命名和颁发新品种审定合格证书等有关事宜。由此可见，品种审定是良种繁育和推广的前提。只有品种审定合格的品种，经农业行政部门正式公布后，才能在生产上正式地进行大规模的种子生产和推广。二、种子生产基地的建立种子(尤指蔬菜、花卉)是一个商品性很强的生产资料，它的种类品种繁多，采种技术复杂、对生态环境条件要求各异，在自然条件优越的地区建立特约种子生产基地，才可能保证种子质量。种子基地的规模，可根据良种推广计划和种子公司对种子的收购量和基地自由量来确定。为了保证大田用种，在计划种子基地面积时