棉花“自交混繁”良种繁育方法

1棉花“自交混繁”良种繁育法一、良种繁育的概念（什么叫良种繁育）；为推广优良新品种而生产（或繁殖）保持新品种优良特性种子的过程，叫良种繁育。二、良繁育的意义和任务；意义：良种繁育是棉花生产中的一个重要环节，是棉花品种选育工作的继续和新品种推广的准备，试验证明，同一品种的更新种子比旧种子有时可提高产量10%以上。若不重视良种繁育工作，优良品种更换速度慢，已推广的品种，又会迅速退化、变劣，就不可能发挥优良品种的优良特性。任务：1、迅速繁殖优良新品种的种子；2、保持品种的纯度和种性。三、为什么要进行良种繁育；棉花作为纺织工业的重要原料，不仅要提高产量，而且要给纺织工业提供品质优良的原料。这就要求棉花品种遗传性好，又要纯度高，并且能长期保持品种的优良特性，但是棉花是常异花授粉作物，遗传组成比较复杂，再加上生产环节多，比之自花授粉的作物更易造成品种混杂退化。据国内外大量的试验结果表明：纯合优良种子比混杂退化种子增产幅度一般在10—15%。1972年，中国河北、河南、山西和山东四省调查，仅因棉种混杂退化一项原因，估计损失皮棉约8.75万吨。但针对品种混杂退化的原因，采取切实可行的有效措施，也可防止或减轻品种混杂退化的速度极其影响程度。埃及的阿许莫尼品种在生产上应用了100多年；前苏联的108夫品种也应用了40多年，并未发生严重的混杂退化。21、品种退化的原因；⑴、自然变异和自然选择；⑵、机械混杂和生物学混杂；⑶、品种的剩余变异。2、品种退化的特点；⑴、普遍性；几乎所有棉花品种都会出现退化现象，任何地区都难以避免。⑵、退化速度快，对产量和品质的影响严重；一个优良品种在不加选择的情况下，一般只有3—5年的青春期，河北冀棉8号在通过审定后第三年，全省推广面积达到466666.7公顷，但随即发现其株型、铃型不整齐，开花期不一，双后花增多，产量下降。⑶、多品种共存使退化加剧，一地一种退化仍然发生；江苏省在60年代除徐州地区以外，几乎都是种岱字棉15，但退化仍然十分严重。⑷、棉株经济性状的退化大都呈连续性数量变异，难以准确的鉴别和选择。3、品种退化的表现；品种退化的直接表现是纯度下降，群体中出现各种不符合品种典型性的个体。品种纯度下降必然导致产量和品质下降，具体表现：⑴、株型退化植株或高大松散或矮小细弱，结铃少而小，脱落率常比正常棉株为高；⑵、铃型退化棉株棉铃一般都变小，单铃重下降，铃型常由卵圆变长，铃嘴变尖，铃壳变厚，吐絮不畅；⑶、籽型退化植株常出现异形种子，如：光子、毛籽，稀毛籽绿短绒，棕色短绒等；⑷、衣分衣分下降是棉花品种退化的一个显著特征，一个衣分为40%的品种，可降到35%左右甚至更低。3⑸、绒长退化棉株绒长普遍变短，变幅在1—2毫米之间。纤维整齐度变差，往往比其它性状的退化出现的更早，可以看作品种退化的信号。⑹、生育期品种退化往往表现为霜前花比例减少，僵瓣花增多，也有一些植株表现早熟。四、我国良种繁育体制和方法的发展与变化；㈠、良繁体制1、国外良种繁育体制美国良种繁育工作是由原育种的种子公司进行的，良种繁育的种子依次分为4级：育种者种子，基础种子，登记种子和检验种子。检验种子种于大田后，其收获的种子不再作种用。各种子公司有自己的农场、轧花厂和特约农户，自成体系繁殖各级种子，在品种安排上实行一地一品质的原则（既一地可以种植若干个纤维品质相同的优良品种，指大区。）。前苏联实行以原种场为主的国家统一供种体制。集体农庄和国营农场的原种场生产原种和一代种子，种子场生产二代和三代种子。2、我国良繁体制变化情况我国的良种繁育工作经历了一个从无到有、逐步完善的过程。在50年代以后建立了棉花原种场，生产棉花原种，同时提出了“自选、自繁、自留、自用”，辅之以调剂的“四自一辅”的供种方式。1978年以后，实行以县为单位，统一供种，简称“四化一供”（种子生产专业化，加工机械化，质量标准化和品种布局区域化。以县为单位统一供种）㈡、良种繁育方法1、美国良种繁育方法1965年，美国国家颁布了农业法以保证新育成的优良品种的顺利推广和提供给生产者以合乎标准的高质量种子。为了防止品种在4推广过程种失去原品种的典型性，将准备推广的新品种的原原种（称育种者种子）约5000公斤储存于低温种子库中，以后每年由育种单位从中取450公斤种子，繁殖20公顷地，作为基础种子，由种子公司或种子分配协会交特约种子农场，扩大繁殖80公顷，称登记种子。下一年种1200公顷，生产的种子称“检验种子”。在经州专职种子检验员在田间和实验室检验纯度、种子质量等，合格者发给证书，经硫酸脱绒，分级精选，药剂拌种，装袋密封后在出售。2、我国良种繁育方法1948年，前苏联专家阿弗托诺莫夫提出了生活力学说，认为自交会造成母性细胞间差异减少，合子的内在矛盾下降，而导致后带生活力衰退，因而提出品种内杂交的提纯复壮方法，该方法1953年介绍到我国后，在麦、稻、棉等作物上应用，增产效果不明显，且费工，成本较高故并未在我国推行。60年代和70年代，国内学者多从基因变异和基因迁移的角度看待棉种退化问题，主张加强培育选择和防止混杂，从50年代，江苏10多个原种场就开展了以单株选择，分系比较，混系繁殖为为基本内容的三圃制原种生产方法生产岱字棉15号，成绩可观，使该品种在生产上保持20余年。因此确立了我国“三圃制”原种生产技术的地位。80年代初，俞敬忠（1981年）同志从剩余变异提出了品种最佳群体概念，提出了纯中有异是品种群体的基本特点。随后，陆作楣等人的研究（1983、1988、1990年）进一步揭示了常异花授粉作物棉花品种中个体的杂合性和群体的异质性的普遍存在，将棉种退化作为常异交群体建立遗传平衡过程中的必然结果，引起棉种退化，从而为“自交混繁法”奠定了理论基础。80年代后期，陆作楣等人提出了分系自交留种，隔离混系繁殖的棉花原种生产的“自交混繁法”。自交混繁法——既通过自交纯合，增加品种个体的遗传稳定性，提高选择效果，以保持一个优良而整齐一致的基础群体。同时保持多个自交系，混合繁殖以保持群体丰富的遗传基础。5五、自交混繁法的基本程序自交混繁法的基本程序为保种圃、基础种子田和原种田三部分。选单株株行圃自自交交分系种植自交留种混系留种核心种子混系种植隔离繁殖去杂去劣基础种子扩大繁殖原种保种圃基础种子田原种田1、保种圃一般先从株行开始，若从育种家种子群体里开始选单株只需选300—500株既可，种成株行圃，经田间去杂去劣、比较签定和室内考种及纤维品质测试最后保留100个左右的自交株行下年种植在保种圃种，以后每年保持100个左右的自交株系。若选单株当代就开始作自交，自交单株数量应在1000株左右。如果在纯度较低的大田里进行选单株，选择单株的数量应更大。保种田中凡有不良株行，或行中有不良单株，需进行严格淘汰，一律不取样，不留种。田间记载和考种项目同常规。田间考察特别注意株型、叶型、铃型、和行间行内的整齐度。如株高、开花期、果枝台数等，室内考种主要为衣分、绒长、单铃重、籽指、籽型、短绒颜色等性状。中选行的自交种子，下年继续种成一行（区）。在建圃初期视情况每年需淘汰一些株行，以后每年保持100个左右的自交系。2、基础种质田保种圃中，除了自交种子和淘汰的株行或植株外，其余混合收下的种子（包括各行的考种样本种子）称为核心种子，下一年种成6基础种子田。严防生物学混杂，随时去杂去劣，应采用高产栽培技术进行栽培，收花时随即区样进行室内考种。3、原种田将基础种子田收获的种子在隔离条件下继续种植，既为原种田。对原种田的要求同基础种子田一样。㈠、自交混繁法的优点1、方法简单易行、省工省钱不必每年选单株，没有重多株行和株系的比较，仅在保种圃进行自交和选择，投入工本大量减少。2、容易扩大种子生产规模自交混繁法制种程序简单，只需将保种圃面积扩大一倍，原种产量就可相应的扩大一倍。而保种圃面积扩大一倍，只需头一年在保种圃多做一倍自交即可，不需增加多大工作量。过去的三圃制，若想扩大原种生产规模，首先必须增大单株选择量和考种工作量，其次要增加株行圃和株系圃的种植面积，而株行圃和株系圃必须在相同的栽培管理条件下进行比较和鉴定筛选。因此难度较大，成本较高。而自交混繁法的保种圃面积较小，基础种子田和原种田只要求连片种植，并不要求栽培管理上的一致性。因此，极易扩大种子生产。由于自交混繁法种子生产成本低，在加上基础种子田和原种生产田把产种和丰产栽培有机的结合起来，因此一旦品种需要更换，给制种单位造成的损失很小。3、生产的棉种质量优良而稳定三圃制生产原种，因需选大量的单株，考种工作量也较大，因此需用工较多，而每个人在田间选择及室内考种的标准上不可避免的存在误差，质量难以保证。在加上过分强调优中选优、及比较和选择，常常使一些品种走型变样，甚至面目全非。而自交混繁法保7种圃中的自交系是基本稳定的，经过多年连续自交基本趋于纯合，因此可以保证每年选种基础材料的一致性，从而保证每一轮生产出的种子的一致性和优良性。4、推广应用速度快，保持品种的一致性三圃制生产原种，每年都要选择大量的单株，因此不同原种场利用此法生产同一个品种的原种时，都必须从单株选择开始，不仅造成大量的重复劳动，而且不同单位搞同一个品种的繁育，因选择标准难以统一，常常导致不同单位生产的同一品种的种子性状差异悬殊，影响良种繁育质量。1991年山东省惠民地区农科所、种子站对各地中棉所12号生产用种进行比较，结果不同来源的种子，其产量较对照相差7.4%—32.1%，熟期相差1—5天，衣分相差1.7—5.7个百分点，对枯萎病的抗性亦差异明显。而自交混繁法只需适当增加自交铃数，就可向其他良种场提供优良的自交系，从而保证不同单位生产的同一品种的种子的一致性。并使其他原种场快速建立自交混繁法良繁体系。自交混繁法三圃的面积按排比例：按40万亩棉田算。需用种子400000亩×6公斤/亩=2400000公斤。一、若每亩产净种子按120公斤计，若40万亩棉田全用原种：则：原种田面积：2400000公斤÷120公斤/亩=20000亩；20000亩原种田需基础种子：20000亩×6公斤/亩=120000公斤；基础种子田面积：120000公斤÷120公斤/亩=1000亩；1000亩基础种子田需核心种子：1000亩×6公斤/亩=6000公斤；保种圃面积：6000公斤÷120公斤/亩=50亩8保种圃50亩6000Kg核心种子基础种子田1000亩120000Kg基础种子原种田20000亩2400000Kg原种大田40万亩可生产原种一代种子400000亩×120公斤/亩=48000000公斤；可种植48000000公斤÷6公斤/亩=8000000亩棉田。二、若每亩繁净种子按100公斤计，若40万亩棉田全用原种：则：原种田面积：2400000公斤÷100公斤/亩=24000亩；24000亩原种田需基础种子：24000亩×6公斤/亩=144000公斤；基础种子田面积：144000公斤÷100公斤/亩=1440亩；1440亩基础种子田需核心种子：1440亩×6公斤/亩=8640公斤；保种圃面积：8640公斤÷100公斤/亩=86.4亩保种圃86.4亩8640Kg核心种子基础种子田1440亩144000Kg基础种子原种田24000亩2400000Kg原种大田40万亩可生产原种一代种子400000亩×100公斤/亩=40000000公斤；可种植4000000公斤÷6公斤/亩=6666667亩棉田。三、若每亩繁净种子按100公斤计，若40万亩棉田用原种一代种子：则：需原种一代种子：400000亩×6公斤/亩=2400000公斤;原种一代繁殖田面积：2400000公斤÷100公斤/亩=24000亩；24000亩原种一代繁殖田需原种24000亩×6公斤/亩=144000公斤；原种田面积：144000公斤÷100公斤/亩=1440亩；1440亩原种田需基础种子1440亩×6公斤/亩=8640公斤；基础种子田面积：8640公斤÷100公斤/亩=86.4亩86.4亩基础种子田需核心种子：86.4亩×6公斤/亩=518.4公斤;保种圃面积：518.4公斤÷100公斤/亩=