罗洪发作物育种学实验指导书农学烟化1Word文件下载.docx
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9、实验报告的基本内容及要求25
10、实验报告格式26
实验一、作物品种资源的观察和鉴定（水稻、玉米、烟草等选其一，以烟草为例）
实验学时：
2学时
实验类型：
演示性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过实验，使学生认识烟草不同类型的特征特性，能鉴别不同的烟草类型，为今后烟草育种和推广打基础。
二、实验内容
烟草不同类型特征特性的观察和识别。
三、实验原理、方法和手段
烟草属于茄科（Solanaceae）烟草属（Nicotiana），分黄花烟草（Rustica）、普通烟草（Tabacum）和矮牵牛状烟草（Petunioides）三个亚属，共66个种。
广为栽培只有普通（红花）烟草种和黄花烟草种。
烟草类型是根据生产需要或习惯对烟草栽培种变异群体所作的进一步划分。
不同类型烟草的烟叶在外观、化学成分、烟气特性以及工艺用途等方面都不同，烟草工艺正是根据其品种特点的不同，进行适当调配，制成满足不同要求和风味的烟制品。
1烤烟（flue-curedtobacco）
烤烟原产于美国弗吉尼亚州，与熏烟相区别称为火管烤烟，是卷烟工业的主要原料，中国、美国、印度是主要的烤烟生产国，其次是巴西、津巴布韦、马尼拉、泰国、加拿大、泰国、日本等。
烤烟植株高大，一般株高120-150cm，叶片在茎杆上分布较稀疏而均匀，单株20-30片，厚薄适中，以中部叶片质量最好。
在栽培过程中不宜施用较多的氮素。
叶片自下而上逐渐成熟，分次采收和调制（烘烤），调制后叶片以黄色为最佳。
烤烟叶片含糖量最高，蛋白质含量最低，烟碱含量中。
2晒烟（sun-curedtobacco）
世界上生产晒烟的国家主要是中国和印度，晒烟是我国第二大栽培类型。
几乎全国各省均有种植，但分布较为零散，主要集中在广东、四川、贵州、湖南、湖北、云南、浙江、江西等省。
按晒后颜色的不同又分为晒红烟和晒黄烟，相当于国外的深色晒烟和浅色晒烟。
晒制是一种比较古老的烟叶调制方法，在烤烟传入之初，我国烟叶的调制可能全为晒制。
晒红烟的外观特征和所含成分比较接近烤烟，而晒红烟与烤烟差别较大。
晒红烟一般叶片较少，叶肉较厚，需氮素较多，分一次或多次采收，上部叶片质量最佳；
晒制后叶片呈深紫色或褐紫色；
烟叶含糖量较低，蛋白质和烟碱含量较高，烟味浓，劲头大。
3晾烟（air-curedtobacco）
晾烟又分为浅色晾烟和深色晾烟两种，其中白肋烟（在我国为单独类型）和马里兰烟属于浅色晾烟，雪茄包叶烟和地方性晾烟属于深色晾烟。
（1）．雪茄包叶烟
制造雪茄烟需要有三种烟叶，从里到外依次为芯叶烟、束叶烟和包叶烟，这三种烟叶各具特点：
芯叶烟吃味芳香，质地较粗糙；
束叶烟质地细致而有弹性；
包叶烟则需质地细、有弹性、油分足、燃烧性好、颜色较淡而美观。
雪茄包叶烟通常采用遮荫栽培。
（2）马里兰烟
马里兰烟因原产于美国马里兰而得名。
世界上马里兰烟的生产面积较小，主要集中在美国的马里兰州，我国试种马里兰烟较晚，目前湖北、安徽、云南等省引种试种成功，并有少量生产。
其具有抗性强、适应性广、叶片较大较薄、填充力强、燃烧性好，焦油、烟碱含量均比烤烟和白肋烟低，中等芳香。
（3）传统晾烟
我国的传统晾烟种植面积较小，在广西武鸣和云南永胜等地少量生产。
调制时将整株烟挂在通风的地方，让其自然干燥，晾干后再进行堆捂发酵。
调制后的烟叶呈黑褐色，油分足、弹性强，吸味丰满，燃烧性好，灰色洁白。
4、白肋烟
白肋烟是马里兰型深色晒烟品种的一个突变种。
白肋烟的茎和叶脉呈乳白色，这是与其它烟草类型的一个明显区别。
白肋烟的栽培方法近似烤烟，但要求中下部叶片大而薄，适宜种植在土壤肥沃，水分和热量充足的地方，对氮素的要求较烤烟高。
白肋烟可进行分次采收或整株采收，采收的烟叶或烟株挂于晾房内晾干。
调制后的烟叶呈红褐色，鲜亮，糖分含量较微，烟碱和氮含量高于烤烟。
其叶片较薄，弹性强，填充力高，并有良好的吸收能力，容易吸收卷烟时的加料。
5、香料烟
香料烟又称东方型或土耳其烟。
这一类型烟草的特点是株型和叶片小，芳香、吃味好。
香料烟适宜种植在有机质含量低、肥力不高、土层薄的山坡砂土地上。
生产上要求香料烟的叶片小而厚，因此其种植密度大，施肥量较少，特别要控制氮肥的施用，适当施用磷、钾肥，不打顶。
烟叶品质以顶叶最好，自下而上分次采收。
调制方法是采叶后先在棚内晾至凋萎变黄时，再进行晒制。
调制后的烟叶油分充足，叶色金黄、桔黄或浅棕色，烟碱含量低，氮化物略高于烤烟，糖含量也不高，燃烧性好，气味芳香，是混合型卷烟的重要原料。
6、黄花烟
黄花烟与上述几种类型烟草的区别在于：
黄花烟是烟草属中的另一栽培种（Nicotiana.rustica.L），生物学性状差异较大。
一般株高50-100cm，着叶10-15片，叶片较小，卵圆形或心脏形，有叶柄，花色绿黄，种子较大，生育期较短，耐寒，多被种植在高纬度、高海拔和无霜期短的地区。
一般黄花烟的总烟碱、总氮及蛋白质含量均较高，而糖分含量较低，烟味浓烈。
7、野生烟
野生烟是指烟属中除了普通烟草和黄花烟草这两个栽培种以外的所有烟草野生种。
这些野生种形态各异，用途不一，无商业价值，未被人们大面积种植过。
但不少野生种具有栽培烟草所不具有的重要基因，特别是抗病抗虫基因。
有些抗病虫基因已转移到栽培烟草上，选育出抗病品种。
有些野生种花色艳丽，气味芳香，已作为观赏植物有少量种植。
四、实验组织运行要求
主要通过教师田间结合实物讲解或多媒体演示，学生自己实际观察鉴别。
五、实验条件
1、实验材料：
从各地征集来的烟草种质资源，经整理归类后，种植在品种资源观察鉴定区。
2、实验仪器、设备：
Motic双目解剖镜、放大镜、直尺、镊子和双面刀片等。
六、实验步骤
1、教师讲解
2、教师带领学生仔细观察
3、学生自行鉴别
七、实验报告
学生认真观察和比较不同类型的烟草品种资源，并根据它们的性状表现，撰写实验报告。
实验二、烟草杂交技术
验证性
1、了解烟草的花器官构造和开花习性
2、通过练习，初步掌握烟草的有性杂交技术
1、观察烟草花器构造
2、了解烟草开花习性
3、烟草有性杂交
1、烟草花器构造
烟草为茄科（Solanaceae）烟草属（Nicotiana），自花授粉作物，天然异交率1-3%。
我国普遍栽培的是红花烟草（N.tabacum.L）,黄花烟草（N.rustica.L），仅限西北、东北极少数地区。
烟草的花序为有限聚伞花序，着生植株或分枝顶端。
每朵花长约5-6cm，萼片数5片，萼片连合呈钟状；
花瓣数5片，花瓣连合成管状，尖端呈五角形；
雄蕊5枚，4长1短，花药由四个粉囊组成，成熟时通连成2室。
雌蕊1枚，花柱细长，柱头头状内凹两裂。
子房上位2室，中胎座，内生众多胚珠。
2、开花习性
一般现蕾后7-10天开花，开花顺序：
主茎顶端第一朵中心花最先开放，约2-3天后花序上的花由里向外、由下而上陆续开放，单株花期30-35天，以白天上午9时至下午4时最盛。
烟草开花期需要有强光照，温度22-25度最为适宜，土壤含水量应高于10%以上。
正常条件下，烟草花粉活力可维持数天，如将其储藏在CaCl2干燥器中，室温下6天后授粉结实率仍可达65％。
柱头在开花前1-2天就有接受花粉的能力，但以开花当天最强。
受精后子房膨大成蒴果，胚珠发育成约2000粒种子。
主要采用教师讲解、演示，学生自己实际操作完成。
1材料不同烟草品种
2仪器用具剪刀、镊子、培育皿、牛皮纸袋、棉线、塑料牌、铅笔
3药品试剂70％酒精
1确定组合，种植亲本
（1）根据育种目标，确定杂交组合
（2）种植好亲本。
烟草一般采用育苗移栽，要适时播种，播种前要精选种子、消毒和催芽，不宜和茄科作物连作。
2、杂交技术
（1）选株整序
选株
选具有母本典型性状、生长健壮、无病虫害的植株，开花过早或过晚的植株都不宜选取。
整序
选留花冠尖端微红，花冠紧密接近张口，预见次日即可开花的花朵20朵左右去雄，将其余已开放的花和未开放的花蕾及已结的青果全部去除。
（2）去雄
左手固定花蕾，右手持镊子在花冠一侧约离花萼2cm处截入，往上将花冠剖开，或横向剪去花冠顶端部分，检查花药是否开裂，如尚未开裂用镊子剪去5枚花药，如花粉已经开裂，则将该花剪去，将镊子浸入70％酒精杀死可能蘸附的花粉。
去雄完毕后，将整个花序套上纸袋，下端口用棉线扎牢，在花序基部挂上塑料牌，写明母本名称或代号和操作者姓名。
（3）父本套袋隔离
在母本去雄的同时，选取具有父本典型性状的植株摘除花序上已经开放的花朵，然后套袋隔离。
（4）授粉
正常的授粉工作应在去雄的第二日进行。
采粉
父本采粉时间全天皆可，但以上午9时左右最佳，因为此时花开最盛，花粉多且生活力最强。
用镊子从刚开放的花朵内，取出刚开裂或即将开裂的花药置于培养皿内。
授粉
母本去雄后即可授粉，或1-2天后授粉。
待所采花药开裂松散时，去掉母本植株上所套纸袋，先检查是否去雄彻底，如发现花朵内有雄蕊，且花药已开裂，则去除该花朵。
用镊子夹取花药，将花粉轻轻涂抹在柱头上，注意镊子不要碰伤柱头，应使柱头蘸满花粉。
当天采集的花粉当天用完，1个花序最好只做一个组合。
授粉后重新套上纸袋，下端口用棉线扎牢，在塑料牌上补写上父本名称和授粉日期，并在工作本上记录。
一个组合做完后，应将镊子、培养皿用酒精棉球擦洗，才能做第二个组合。
（5）管理
授粉5-7天后取下纸袋，统计花朵数是否与杂交花朵数相符或不足，注意摘除杂交花序上新长出的幼蕾，以后每隔1周定期检查，及时摘除新生幼蕾。
3收获储藏
授粉1个月后，杂交果变成褐色时及时收获，晒干脱粒，在将种子复晒2-3天后连同塑料牌一起装入种子袋中保存。
七、实验报告
1、独立完成实验操作，每个学生作1个组合，每株选15-20朵花去雄杂交，杂交后1-2周统计结实率。
2、完成实验报告：
记录有性杂交的实验结果并分析杂交成功和失败的原因。
实验三、水稻杂交技术
1了解水稻的花器官构造和开花习性
2通过练习，初步掌握水稻的有性杂交技术
1、观察水稻花器构造
2、了解水稻开花习性
3、水稻有性杂交
1、水稻花的结构
水稻（OryzaSativa.L）是禾本科（gramineae）稻属（Oryza），自花授粉作物。
穗轴为复总状花序，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的颖片（副护颖）、小穗轴和三朵小花组成，三朵小花中，顶端一多为完全花，其下两朵均退化，仅见两朵不孕外稃（护颖）。
可育的小花由1枚外稃、1枚内稃、6枚雄蕊、1枚雌蕊和2枚浆片组成。
花药有4个花粉囊，柱头成两裂羽状。
（1）开花顺序。
稻穗通常先从主轴上开花，其次是上部的枝梗开花，然后从上向下，各枝梗依此开花；
在同1枝梗上，顶端第1小穗先开，接着是枝梗最基部的小穗开放，再依次向上开花，顶端第2小穗往往是最后开花。
（2）开花时间。
早稻和中稻的稻穗从叶鞘抽出后的当天，就有部分小穗开花，二至三天就达到盛花期，以后逐渐减少；
晚稻在露穗后的第二天才开花，到了第四五天才逐渐旺盛，开花比较分散。
一个稻穗开花的天数，同品种、气候和稻穗大小而有不同。
一般从开花开始到全穗开完，早稻需要5天左右，中稻需要6-7天，晚稻需要8天左右。
每天开花的时间，因品种和气候而有所不同。
早稻和中稻比较早，晚稻比较迟。
在正常情况下，一般在上午9时开始开花。
中午最盛，下午4时以后开花较少。
一朵花开放时，从稃片张开到闭合，大约需要1.5-2小时。
（3）授粉方式。
水稻属自花授粉植物，其天然杂交率一般在0.2-4％之间，最高可达5％。
越是温度较高的地区，越是开花时间集中的品种，天然杂交率就越高。
（4）花粉和柱头的生活力。
水稻花粉在自然条件下，放置3分钟，就只剩下半数花粉能够萌发，放置5分钟，就基本上全部丧失萌发能力。
柱头的生活力在去雄后可维持6天左右，在去雄后1-2天内授粉，结实率最高。
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、仪器用具剪刀、回型针、牛皮纸袋、棉线、塑料牌、铅笔、盛有47度左右热水的热水瓶、0-100度地温度计
3、药品试剂70％酒精，1%I-IK溶液六、实验步骤
1、确定杂交组合，种植亲本
（1）根据育种目标，种植亲本
（2）确定杂交穗数，根据所需中子数，并按40%的杂交结实率估算，一般单交两穗，三交或回交7穗，双交11穗。
（3）分期播种根据父母本生育期长短确定，生育期长的迟播，生育期长的早播。
如双亲生育期不清楚，可每隔10-15天为一期，播2-3期，确保花期相遇。
（4）早、晚稻杂交，春季须对晚稻品种在5页期进行10-12小时短日照处理30天左右，即可提早抽穗；
或早稻推迟播种，使早晚稻花器相遇。
（1）选株
选择母本植株应具有该品种的典型性状、生长健壮、无病虫害的植株
选取已经抽出叶鞘3/4或全部、先一天抽过几朵颖花的稻穗去雄。
（2）去雄
水稻杂交去雄方法一般有温汤去雄、真空去雄、剪颖去雄法，以温汤去雄法较为普遍。
温汤去雄的原理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穗仍能够保持较好的生活力，从而达到去雄的目的，简化去雄手续。
温汤去雄
a在自然开花前1-1.5小时，小心地将稻穗倾斜浸入盛有温水的热水瓶中，一般籼稻用43-44度，粳稻44-45度，持续3-5分钟，注意不要延长处理时间，不要折断稻穗。
b取出稻穗，抖去上面的积水，待5-10分钟后，用剪刀剪去未开放的颖花，然后将以开放的颖花逐一翦去上端1/3的颖壳，注意只有当天开花的颖花其雄蕊已被烫死。
剪颖去雄
a整穗在杂交先一天下午3时后或当天开花前1-2小时将已开过的和2-3天内不会开放的幼嫩颖花剪去。
b剪颖将保留的颖花逐一斜剪，剪去上端1/3左右的颖壳
c去雄用镊子将每一朵颖花内尚未成熟带黄绿色的6枚花药完整全部夹出。
如去雄时花药破裂或已有成熟化分散粉，则应去除该小穗，并将镊子放入酒精里杀死所蘸花粉。
真空去雄
用配有特殊装置的真空泵（2l/min速率）吸取花药。
（3）套袋隔离
将去雄的稻穗套上牛皮纸袋，下端斜折，用回形针固定，但回形针不能夹住茎杆，以免死穗。
（4）授粉
授粉在去雄后当天盛花期进行。
a选具有该品种典型性状、生长健壮、无病虫害的植株作父本
b将正处于盛花的父本稻穗小心取下，或在去雄工作之后，立即选取当天可开花较多的父本穗逐一剪去1/3的颖壳，剪下稻穗插在母本植株附近田，待花药伸出散粉时即可授粉。
c打开已去雄稻穗上端折叠的纸袋口，将正在开花的父本稻穗插入纸袋上方，凌空轻轻抖动和捻转几下，使花粉散落在母本柱头上。
（5）套袋和挂牌
授粉后将纸袋重新折叠好并在纸袋或穗颈基部所挂的塑料牌用铅笔写明组合代号或名称，杂交名称以及操作者姓名，并在工作本上做好记录。
3、收获
一般杂交后17-25天即可收获，不要提早或推迟收获。
四、实验材料、仪器、设备
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仪器用具剪刀、回型针、牛皮纸袋、棉线、塑料牌、铅笔、盛有47度左右热水的热水瓶、0-100度地温度计
3药品试剂70％酒精，1%I-IK溶液
五、实验报告
1独立完成实验操作，4人为1组，用糯性品种作母本，非糯性品种作父本，用剪颖去雄或温汤去雄作杂交1-2穗，一周后检查杂交结实率，3周后用1％I-IK溶液检查杂交种子胚乳染色程度，检查杂交效果。
2完成实验报告：
实验四 玉米自交和杂交技术
3学时
了解玉米花器官构造和开花习性
通过练习，初步掌握玉米杂交和自交技术
1、观察玉米花器构构筑
2、了解玉米开花习性
3、玉米自交
4、玉米杂交
1、玉米花器构造
玉米（ZeamaysL.）属禾本科（Gramineae）玉米属（Zea），玉米为单性花，雌雄同株，异花授粉。
具顶生雄性圆锥花序和腋生雌性肉穗花序。
雄性圆锥花序又称雄穗。
具多数穗形总状分枝，每1分枝上着生若干雄小穗。
雄小穗成对着生，1有柄，1近无柄。
每1雄小穗具2枚颖片和2朵雄花。
每朵雄花由1枚外稃、1枚内稃和3枚雄蕊组成。
雌性肉穗花序又称雌穗。
为多数鞘状苞片所包藏。
在花序上，雌小穗成对排列，共8-18（30）行。
每1雌小穗具2枚颖片、1枚不育花和1枚能育雌花。
不育花通常仅具1枚外稃，能育雌花由1枚外稃、1枚内稃和1枚雌蕊组成。
雌蕊的柱头呈细长丝状，顶端成不等的二叉。
雄穗中轴中部和上部的花先开，然后是顶端部分开花，最后是下部的花开放；
雄穗侧枝的开花顺序，则是从上而下开放。
雌穗开花标志是从苞片中抽出柱头。
通常是雌穗基部以上三分之一处的雌花柱头先抽出来，然后是下部、上部花的柱头抽出，顶部花的柱头最后抽出。
1株玉米的雄穗从开始开花到结束，约需7-8天，一般在开花后3-4天开花最多，约占全部花的60％左右。
1天内开花最盛时间是上午4-10时，中午和下午，一般开花很少。
雌花从开始开花到结束，一般约2-5天，有时可长达7天。
其中第2-4天，大部分雌花已开放，柱头已基本抽齐。
玉米雄穗通常比雌穗早抽出4-5天，雄穗抽出后2-5天开始开花。
雌穗开花通常比雄穗开花要迟3-4天，如果遇到干旱，可延迟到7-8天。
由于雌、雄穗生长在植株的不同部位，而且雌、雄花的花期相差几天，所以玉米为异花授粉作物，但通常仍有1-5％的自花授粉率（即同株异花间的授粉率）。
玉米花粉的生活力与当时的气候状况有很大关系。
当气温25-30℃、相对湿度60％时，生活力可保持10小时左右；
当气温低、相对湿度80％时，生活力可保持24小时以上；
当温度高于32℃、相对湿度低于30％时，花粉生活力很快会丧失。
就一天来说，每天上午8-10时散出的花粉生活力最强，而此时也正是玉米散粉最多的时候。
柱头的生活力可保持10-15天，但通常在抽出的最初1-2天，生活力最强。
这时授粉结实率较高。
干旱风往往使柱头凋萎，丧失生活力。
1、材料不同玉米品种或自交系
2、仪器用具剪刀、回型针、牛皮纸袋、棉线、塑料牌、铅笔
3、药品试剂70％酒精
1、自交技术
（1）选株当雌穗膨大露出但尚未吐丝时，选择具有亲本典型性状、健壮无病的优良单株。
（2）雌穗套袋可先将雌穗苞叶顶端剪去2-3cm，然后用纸袋套上雌穗，用回形针将袋口夹住。
（3）剪花丝如已套袋的雌穗花丝抽出，则在下午取下套上的纸袋，用酒精擦过的剪刀将雌穗已吐出的花丝剪齐，留下长约2cm的花丝，再套回纸袋，待第二天上午授粉。
（4）雄穗套袋在剪花丝的当天下午，用牛皮纸袋将同株的雄穗套住，雄穗在纸袋内要自然平展，将纸袋口对称折叠，用回形针卡住穗轴基部固定。
（5）授粉雄穗套袋的第二天上午，露水干后的盛花期进行。
每次去雄和授粉之前用酒精擦剪刀和手，以杀死所蘸花粉。
用左手轻轻弯下套袋的雄穗，右手轻拍纸袋，使花粉都落在纸袋内，小心取下纸袋，折紧袋口作向下倾斜，轻拍纸袋，使花粉集中在袋口一角。
取下套在雌蕊上的纸袋，将采集的花粉均匀地撒在花丝上，随即套上纸袋，用回形针夹牢，封紧袋口。
授粉时动作要快，切记不要触动周围的植株和用手接触花丝。
如果花丝过长，用浸过酒精度的剪刀剪成6cm即可。
（6）挂牌登记授粉后在果穗所在节位挂上塑料牌，注明材料代号或名称、自交符号、授粉日期和操作中姓名，并在工作本上记载。
（7）管理在授粉后一周内，花丝未全部干枯前，要经常检查雌蕊袋上的纸有无破裂或掉落，凡是花丝枯萎前纸袋已经破裂或掉落的果穗应淘汰。
杂交工作中的套袋、授粉、管理等基本技术与自交相同，所不同的是自交是同株雌雄穗套袋自交，杂交所套的雌穗是母本，雄穗是父本，取自另一个自交系或品种。
授粉后在塑料牌上写明组合名称或代号、授粉日期、操作姓名等。
3、收获和保存
自交果穗成熟后要及时收获。
将塑料牌和果穗系在一起，晒干后分别脱粒连塑料牌一起放入种子袋中，袋外写明材料代号或名称，并妥善保存，以备下季用。
1、独立完成实验操作，每个学生用套袋法做杂交和杂交两个果穗。
记录自交和杂交的实验结果，分析杂交成功和失败的原因，并与自花授粉的水稻比较杂交技术的特点。
实验五 水稻雄性不育性的鉴定技术
掌握水稻雄性不育株的植物学形态特征、花粉育性鉴定和套袋自交鉴定技术。
水稻花粉育性的室内鉴定
雄性不育是指在两性花植物中雄蕊败育的现象。
有些雄性不育现象是可以遗传的，采用一定的方法可育成稳定遗传的雄性不育系。
雄性不育系在杂交过程中有着重要的作用，杂种优势虽然普遍存在，但很多植物由于单花结籽量少，加上去雄又比较难，因此获得杂交种子很难，使得杂交种子生产成本太高而难以在生产中应用，利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段，可以降低杂交种子生产成本，提高杂种率，扩大杂种优势的利用范围。
雄性不育的遗传类型可以分成下列三种：
细胞质雄
升级会员 