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园艺作物育种学实验实验指导

1、园艺作物育种学实验实验指导目 录实验一 园艺作物育种目标的制定实验二 园艺作物资源的收集、保存实验三 花粉的贮藏和生活力测定实验四 果树有性杂交技术实验五 化学诱变染色体加倍及其鉴定实验六 园艺作物常见病害的识别及抗病性鉴定实验一 园艺作物育种目标的制定一、实验目的和要求掌握园艺植物育种目标特点、育种主要的目标性状、目标制定原则,了解现代农业对园艺品种的要求,育种目标制定的过程。二、园艺育种主要目标育种目标是育种工作的依据和指南,制订育种目标是育种工作的第一步 ,是育种工作成败的关键。园艺作物的主要育种目标有1、高产稳产,2、品质优良,3、适应性强,4、抗病虫和除草剂,5、不同成熟期,三、主要

2、目标性状1、产量性状丰产是园艺作物育种的基本要求,具有丰产潜力的优良品种是获得高产的物质基础。产量可分为生物产量和经济产量。前者指一定时间内,单位面积内全部光合产物的总量,后者指其中作为商品利用部分的收获量,两者比值叫做经济系数(coefficient of economics)。经济系数(coefficient of economics)经济产量生物产量用于园林装饰的观赏植物,整个植株乃至群体为利用对象,经济系数可达100%,而以生产水果、蔬菜、切花等园艺产品的作物则经济系数较低,且品种类型间变异较大。产量的高低和产量构成因素有关。如葡萄产量构成因素包括单株(或单位面积)总枝数、结果枝%、结

3、果枝平均果穗数、单穗平均重等。根据产量构成因素进行选择有时比直接根据植株产果量进行的选择更能反映株系间的丰产潜力。2、品质性状园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为感官品质、营养品质、加工品质和贮运品质等。感官品质常包含植株或产品器官的大小、形状、色泽等由视觉、触觉所感受的外质和风味、香气、肉质等由味觉、嗅觉、口感等感知的内质。园艺作物中果品、蔬菜常以内质为主或外质与内质并重,花卉常以外质为主,表现为花型、花色、叶形、叶色、株型、芳香等各方面。经过加工、贮运后利用的园艺产品还要鉴定加工、贮运前后(含加工成品)的感官品质。感官品质的评价受到人们传统习惯的影响,有较多的主观成分。这在观赏植物

4、的外观品质评价中尤为突出。如赏菊中有人喜爱色泽艳丽,有人则喜爱色泽淡雅;有人喜爱莲座、圆球花型,还有人以细瓣飞舞花型为上品。营养品质常指人体需要的营养、保健成分含量的提高和不利、有害成分含量的下降和消除。随着人们生活水平的提高和营养保健科学技术的发展,包括测试手段的改进,通过育种改进园艺作物的营养品质,已越来越受到重视。近年来,育种界开始注意到果蔬产品中某些有害成分在品种间的显著差异,并致力于育种中降低乃至消除这些成分。如甘蓝中至少含10种以上的硫代葡糖苷,当它们被同时存在的硫代葡糖苷酶水解后会形成异硫氰酸盐和有机腈等味苦而有毒的成分,有诱发甲状腺肿大和损害肝功能的作用。此外加工品质、贮运品质

5、也越来越受重视。3、成熟期成熟期的早晚对许多园艺作物都是重要的目标性状。由于绝大多数园艺产品都不像粮食那样易于贮运,所以生产上需要早、中、晚熟品种配套,加上提前延后的栽培措施,才能基本上做到均衡供应。再者早、中熟品种生育期短有利于减免后期自然灾害造成的损失。早熟品种可以提前上市调节淡季,售价较高,给生产者和消费者带来好处。品种间生育期长短的差异有利于茬口和劳动力安排,提高复种指数。但是早熟品种由于生育期(或果实发育期)较短,往往产量不高,品质较差从而在经济效益方面带来一些负面影响。这就要求我们适当地掌握对熟期的要求,把早熟性和丰产,优质方面的要求结合起来,并按早熟品种的特点实施合理密植等优化栽

6、培措施,克服单株生产力偏低的不足。花卉植物的所谓成熟期主要是花期的早、晚和延续时间,如菊花花期方面的目标性状是在原有10月底到12月中开花的秋菊的基础上选育出从10月初到10月下旬开花的早菊,12月中旬以后开花的寒菊,6月至10月两次开花的夏菊。特别是不需特殊的加光或遮花处理,在“五一”、“七一”、“十一”等节日开花的品种。梅花除要求比自然花期更早或特晚的品种外,更要求每年二次或多次开花的新品种。草坪植物则要求能保持绿色时间最长的品种类型等。早熟(蔬菜、果树的早熟性价值高)、中熟、晚熟不同成熟期的品种合理搭配是园艺作物育种的主要目标之一。4、对不良环境的适应性园艺作物的环境胁迫大体上可分为温度

7、胁迫、水分胁迫、土壤矿物质协迫、大气污染胁迫以及农药(含除莠剂)胁迫等。温度方面有高温胁迫和低温胁迫,低温胁迫又可分为冻害(0)和冷害(0)。水分方面有干旱胁迫和湿渍胁迫。干旱又有大气干旱和土壤干旱之别。矿物质方面有盐碱土和酸性土胁迫,有由于矿质营养元素不足造成的饥饿胁迫,还有由于土壤中某些矿质元素过多构成的毒害胁迫等。作为目标性状的抗逆性常常不是单纯地追求抗逆程度而是和产量、品质等其它因素相结合,要求在某种逆境条件下保持相对稳定的产量和产品品质。鉴于当今世界面临人口不断增长、淡水资源紧缺、耕地面积减少、土地肥力下降及受到荒漠化的威胁,联合国粮农组织强调应加强培育抗逆性强(干旱、土壤毒性、病虫

8、草害)的高产品种。观赏植物常需要某些特殊的对环境胁迫的适应性,如地被、草坪植物要求耐荫、耐旱、耐灰尘污染、耐践踏,行道树还要求耐重剪,易从不定芽、隐芽发出新枝等特性。5、对病虫害、除草剂抗性病虫害对园艺作物的产量和品质都有很大影响。在园艺作物的生产中为防治病虫害而大量使用化学药剂,不仅大幅度地提高生产成本,而且带来残毒为害和环境污染等严重问题。因此,通过遗传改良,增强园艺作物品种对多种病虫害的抗性就成为园艺作物育种中的重要目标。病虫害种类很多,抗性育种只能抓住主要矛盾,在为害普遍、严重,而在种内、种间抗性差异显著的种类中进行。以大白菜为例,农业部植保总站于19891991年调查国内大白菜主产区

9、共有病害25种,其中发生普遍和严重程度依次为霜霉、软腐、黑斑、白斑、病毒(芜菁花叶病毒等)、黑腐等六大病害,是抗病育种的主要对象。近年来,国外在郁金香、百合、香雪兰、香石竹的抗镰刀菌凋萎病,扶郎花抗Oryptoge疫病的育种方面取得了显著成效。鉴于多数病原都存在生理分化,所以抗病育种还应针对本地区的主要生理小种或病毒株系,选育多抗型品种。抗性育种中要求新品种对病虫害有绝对的抗性常常是不切实际的,从生态学和经济学的观点来看,品种的抗性一般只要求在病虫害流行时能把病原菌数量和虫口密度压缩到经济允许的阂值以下,对产量和品质不至发生显著影响,就基本上达到了要求。抗病虫害育种要注意一下问题:抓住主要矛盾

10、,在为害普遍、严重,而在种内、种间抗性差异显著的种类中进行。抗性育种中要求新品种对病虫害有绝对的抗性常常是不切实际的,从生态学和经济学的观点来看,品种的抗性一般只要求在病虫害流行时能把病原菌数量和虫口密度压缩到经济允许的阈值以下,对产量和品质不至发生显著影响6、适应设施栽培的品种近年来,我国园艺作物的设施栽培,尤其是塑料大棚的蔬菜、花卉和果树生产发展很快。原先用于露地生产的品种就难以适应,这就给园艺作物育种提出了新的要求,主要是对设施生态条件如弱光照和高温多湿环境的适应性。如黄瓜保护地专用品种要求具备以下性状:在深秋和冬季低温弱光下能形成较高的产量;在后期出现32以上的高温下能保持较高的净同化

11、率;对保护地易发病如枯萎、霜霉、白粉、黑星、角斑、疫病等有较强的抗性;株型紧凑,叶较小、叶量不过大、分枝较少、主侧蔓结瓜、节成性强。总之,适应设施栽培的品种主要解决一下问题:低温、弱光、高温、多湿、抗病害、株型紧凑。四、园艺植物育种目标制定原则1、满足生产和市场的需要 2、考虑经济效益和社会效益3、充分考虑目标实现的可能性 4、近期需要与长远利益兼顾 5、目标性状要具体,处理好目标性状和非目标性状的关系五、作业:通过查阅文献资料,针对江苏(或你家乡所在地)当前果树、蔬菜、花卉在生产上的一些问题和对品种的要求,各制定一份育种目标,要求包括背景介绍、育种目标和育种途径。实验二 园艺作物种质资源的收

12、集、保存一、目的 通过参观学习中山植物园或农科院种质资源圃,了解掌握园艺作物种质资源的收集、保存和研究的方法。二、说明 园艺作物种质资源是新品种选育工作中所采用的材料,包括野生类型、半野生类型、栽培类型以及人工创造的育种材料。种质资源是育种工作的基础。不同的资源有不同的用途。正确地选择和适当地利用种质资源对创造新品种具有决定性的意义。育种的成就取得很大程度上决定于所收集种质资源的丰富程度,研究是否深入,优良性是否得到充分利用。因此,提高育种的水平和效能,必须首先进行种质资源的调查、收集、保存,这是育种工作的首要任务之一。种质资源收集时,要根据研究的目的,对象和要求,来决定收集的种类和数量,必须

13、严格执行检疫制度。收集工作必须细致周到,清楚,做好登记核对工作,尽量避免材料的重复和遗漏。目前种质资源保存的方法有下列三种:1、种植保存法;2、离体保存法;3、种子保存法。种植保存法,即种质资源圃,是目前的主要保存方法,可以分级分类建立。种质资源圃的建立要考虑到下列几个因素:要适合于所收集材料的生长发育,生态条件具有一定的地区代表性,栽培经验比较丰富,交通较方便、资源圃的材料分类可采用综合类法或植物学分类法,保存的量以便于保存,研究和节省土地为原则。三、参观内容和要求1参观中山植物园或农科院果树种质资源存圃,了解种质资源收集的方法及收集时的注意事项,保存圃应怎样建立?材料如何分类?保存的数量怎

14、样确定?识别果树种质资源。2听专业人员介绍果树种质资源的研究方法和利用价值。四、作业1园艺作物种质资源在育种中的作用如何?2描述在参观中所识别的种质资源的主要形态特征、植物学分类和综合分类的类别,有何特殊利用价值?实验三 花粉的贮藏和生活力测定一、目的和要求在正常条件下花粉在雌蕊上萌发的能力,就是花粉的生活力。花粉生活力测定在杂交工作中很重要,尤其亲本花期不相同需要从外地采集花粉作父本时,花粉要经过一段较长时间的贮藏运输过程,因此在杂交前应检验花粉的生活力,以免应用无生活力的花粉而造成杂交工作的失败。从生产上来看,在选择相互授粉的品种时,也应考虑到品种的花粉发芽能力,凡是花粉发育不全的品种,其

15、花粉的发芽率都很低。因此不适宜做授粉品种。本实验的主要目的是掌握花粉贮藏和花粉生活力测定的方法。二、花粉及用具材料:桃或苹果树的花粉。用具:显微镜、天平、盖玻片、凹式载玻片、培养皿、干燥器、试管、滴瓶、蒸馏水、凡士林、蔗糖、氯化钙、琼脂、联苯胺、-奈酚、碳酸钠、过氧化氢等。三、方法(一)花粉贮藏从发育良好的植株上采下将开的花朵、取出花药放在纸上或培养皿中,放于干燥的室内,令其开裂,花药裂开后将花粉倒入小玻璃瓶或指形管中,口上塞以棉花或橡皮塞,贴上写有品种名称的标签。再把花粉瓶放于干燥器内,使花粉在空气相对湿度较低的条件下(一般040%)保存;为了减少呼吸作用,可以放在低温(04)黑暗的地方贮藏

16、。(二)花粉生活力试验1、花粉发芽法人为的创造适合于花粉发芽的环境条件,以花粉发芽的情况来鉴定花粉生活力的强弱,此法的缺点是花粉发芽条件与实际不完全相符,所得的结果与实际有一定的差异,但操作方便,能测定出相对发芽率来。(1)培养基的制作与接种一般采用520%蔗糖或葡萄糖加12%琼脂,溶于蒸馏水中。加热煮沸即可,将已配制好的培养基保持在40温度即不凝固,用玻璃棒点一点培养基敷在载玻片的凹坑内,然后用接种针或解剖针沾以少量花粉。轻轻振动,使花粉均匀地撒在培养基上,将载玻片放在垫有湿润棉花培养皿内或倒扣在培养皿上,并贴上标签写明处理、种类、播种日期,将培养皿放于20的恒温箱中培养。(2)观察记数在显

17、微镜下隔一定时间检查一次(花粉发芽快的经过几个小时即可观察到已经发芽,慢的需24小时以上)若发现花粉已发芽时,便按一定方向,就同一视野中用记数器记录花粉粒总数和发芽数,观察记录35个显微镜视野的数字,求其平均数,即得出花粉发芽百分率。花粉发芽的标准,以花粉管伸长超出花粉直径为准。2染色法(1)过氧化物酶测定法原理:具有生活力的花粉含有活跃的过氧化物酶。此酶能利用过氧化物使各种多酚及芳香族胺发生氧化而产生颜色,依据颜色可知花粉有无活力。H2O2H2O + OH2NNH2 + 2OHNHN+2H2O过氧化物酶OH + 2 OO对二萘氧基联苯胺(紫红色)a0.2克联苯胺溶于100毫升50%的酒精溶液

18、;b0.15克a-萘酚溶于100毫升50%酒精溶液;c0.25克的碳酸钠溶解在100毫升的蒸馏水中。以上三种溶液分别放入棕色瓶中备用,使用时将这三种溶液等量配成试剂,放入棕色滴瓶中备用,在使用前准备好0.3%的过氧化氢水溶液作为试剂。使用时,先在载玻片上加少量待测花粉,然后在花粉上滴试剂和试剂各一滴,仔细搅匀,盖上盖玻片,经34分钟后,再放在显微镜下检查,有生活力的花粉呈红色或玫瑰色,无生活力的花粉为黄色或无色,为了确定具有生活力的花粉百分率,要连续观察35个视野,求其平均值,将观察结果填入表内。(2)碘-碘化钾染色法原理:正常的花粉积累淀粉较多,而不正常的花粉则少。据此,可用化学物质染色,根

19、据呈色反应来间接测定花粉的正常与否和花粉生活力的差别。通常正常花粉用I-KI染色后呈蓝色,而发育不良畸形花粉则不积累淀粉,当I-KI染色时呈黄褐色。步骤和方法:取花粉撒于载玻片上,加一滴蒸馏水,用镊子使花粉散开,再加一滴I-KI溶液,盖上盖玻片置于显微镜下观察,凡被染色呈蓝色表示具有生活力,呈黄褐色者为发育不良生活力弱的花粉。(3)氯化三苯基四氮唑(TTC)法原理:凡具有生活力的花粉,在其呼吸作用过程中都有氧化还原反应,而无生活力的花粉则无此反应,因此当TTC渗入有生活力的花粉时,花粉中的脱氢酶在催化去氢过程中与TTC结合,使无色的TTC变成三苯基甲(TTF)而呈红色。试剂配制:I磷酸盐缓冲液

20、 在100ml的蒸馏水中,溶解0.832克Na2HPO42H2O和0.273克KH2PO4,调整pH值为7.17。TTC溶液 称取0.020.05克TTC,溶解在10ml的磷酸盐缓冲液中,放入橡色滴瓶内,置于暗处。TTC为有毒物质,操作时应注意安全。步骤和方法:取少量花粉放在载玻片上,在花粉上滴12滴TTC溶液,用镊子使其混匀后,盖上盖玻片。将此载玻片上置于恒温箱中(3540)约1520分钟,在显微镜(100倍)下观察。凡有生活力的花粉粒呈红色,其次呈淡红色,失去生活力的和不育的花粉粒表现无色。四、作业1绘出花粉发芽前后形态图。2统计几种测定方法花粉发芽率。3将发芽法与染色法测定的结果作一比较

21、,分析其差异原因。9表2-1 花 粉 生 活 力 观 察 记 载 表种类处理时间发芽前花粉形态发芽后花粉形态花粉发芽率(或染色后具有生活力的花粉百分率)重复I重复重复总 计播种检查花粉数未发芽发芽数发芽率%花粉数未发芽发芽数发芽率%花粉数未发芽发芽数发芽率%花粉数未发芽发芽数发芽率%实验四 果树有性杂交技术一、目的和要求果树有性杂交是创造果树新类型的主要方法之一,本实验是通过品种间杂交的实际操作,掌握果树的有性杂交技术。二、材料和用具材料:桃、葡萄、苹果。用具:镊子、小剪刀、纸牌、透明纸袋、授粉器或毛笔、细棉纱线或回形针、干燥器、指形管、棉花、酒精(70%)、红漆。三、有性杂交技术(一)桃树1

22、桃的花器结构及开花习性桃树花为完全花,通常有花萼5枚,花瓣5枚,雌蕊1枚,雄蕊多数成三轮着生,花梗很短,花托成杯状,花萼、花瓣及雄蕊着生于花托上,雌蕊与雄蕊的长短依品种而不同,桃花芽为纯花芽,着生在一年生新梢上,江苏一般3月下至4月上开花,在一株树上开花初期到盛花期大致经过57天,这是授粉的最适时期。桃的绝大多数品种是自花能实,因此,在杂交前必须去雄。2杂交技术(1)亲本植株和授粉花枝的选择和处理杂交前必须慎重地选择亲本植株。所选择的植株,树龄最好1015年生,应当发育良好,在栽培上应给予特殊管理使它们在生长期内新梢长度能达5060厘米,叶片健康无病虫害,杂交时最好选用长果枝上的花,其次是中果

23、枝,多复芽而充实的枝条座果好,着生在树冠中部和上部的花比在树冠内部和下部的花可靠而又座果好,一般以在长果枝上杂交45朵花能结23个果为原则,中果枝上杂交34朵花,杂交用花最好在枝条上有一定间隔,同一枝上不作杂交的花应该除去。(2)去雄与套袋除去母体植株花朵中还未成熟花药的操作叫去雄。去雄的目的是为了避免自花授粉,去雄通常在开花前12天,即花苞达最大而花瓣尚未裂开时进行。操作时左手握住去雄花的花梗,右手执着镊子小心的拔开花瓣使雄蕊露出,而后夹去带有花药的花丝;应该避免触破花药和触伤雌蕊。如发现花蕾内有虫或个别花药已裂,说明柱头有可能已接受其它花粉或本身花粉,则应去除不用。为避免去雄后的花朵天然杂

24、交,在去雄后应立即套袋隔离,袋内要留有适当空隙,使花朵生长良好,袋自上而下套入,袋口用曲别针或细麻线缝在结果枝上,并挂上纸牌。套袋最好采用“袖筒式”套在整个果枝的中央,袖筒大小为27.5厘米9.0厘米,1张报纸做8个袋,也有单个花朵用一个纸袋的。(3)花粉的采集和保存采集父本花粉的花朵应在花蕾期,花将开放而花粉尚未从花药撒出时摘去花朵,带入室内在光滑的纸上挑出花药,当气温升高花粉撒出时采集在花粉瓶内,并写明品种及采集期。花粉瓶放在干燥器内备用。为加速花药开裂,可将花药置于培养皿内,直接放入干燥器。(4)授粉 通常在去雄后12日雌蕊成熟期授粉,授粉最适宜时间在上午911时进行。授粉时,首先将套的

25、袋解开,用授粉器沾花粉在柱头涂之,授粉完毕立即套袋隔离,以免其它花粉落入。(5)去袋 授粉后雌蕊柱头凋萎,花瓣谢落,子房开始膨大时(710天后),除去纸袋,以使幼果充分发育。3杂交后的记载和管理杂交后对母本树应认真管理,给予良好的培育条件,按照杂交结实率记载表进行记载。表1-1 有性杂交结果记载表编号组合去雄期授粉期授粉花数第一次检查第二次检查果实采收日期幼果数日期果实数结果数占授粉花数(%)日期果数结果数占授粉花数(%)(二)葡萄1花器结构及开花习性大多数葡萄的栽培品种是完全花,花很小,着生在复总状花序上(园锥花序),花冠绿色。上部合生,开花时下部与子房分离,向外卷曲成帽状脱落,雄蕊56个。

26、在栽培品种中,除了完全花品种外,还有“雌能花”品种。这种花的雌蕊完好,有正常受精能力,而它的雄蕊花粉通常是不育的,没有受精能力。葡萄花芽为混合芽,着生在结果母枝的叶腋,枝条的中下部叶腋芽能形成花芽,但以基部38节形成的花芽最佳,在结果枝上应选择下部的花序供杂交用。新梢下部的花序比上部花序开放早。花蕾一般在上午611时开放,以910时开放最多,一个花序的花期约35天,柱头花蕾开放后46天内有受精能力。2杂交技术(1)花粉的收集和贮藏 一般收集葡萄花粉是在晴天的早上,采摘刚开而未经昆虫访问过的父本花序,在室内用镊子取下花药,这种方法对花的收集较为经济,但较费事;另一方法是用透明纸袋直接套在未开的父

27、本花序上,待花盛开时,用手多次震动花序,花药,花粉即落至透明纸袋内。花粉收集以后,将它们放在吸水能力强的纸上,清除其中的花丝,待花药稍干后,再将它们倒入小瓶或指形管中,用棉花塞好瓶口,贴上注明品种和采收日期的标签,放在干燥器内,置于010的低温条件下保存。(2)去雄和套袋供杂交用的花序应选择发育良好,着生位置适中的花序。通常在一个发育充实的结果枝上生长着两个以上的花序,最好选用枝条下部发育良好的花序,除去上部花序。由于葡萄是无限花序,一个花序上的花数一般可达2001500朵。因此,一穗上开花前后不一致增加了杂交的困难,影响果实发育,所以在选定花序后,一般剪去整个花穗尖的1/4和付穗,每个花序保

28、留100150个花蕾供杂交用,修剪花序后,当有少数花已开放,要进行疏花疏蕾工作,留下那些大致能在同一天开放的花蕾。疏穗后应随即去雄。最适去雄时间是开花前23天,这时花蕾已互相分离而肥大。颜色为黄绿色。花瓣和花盘已完全分离,只用镊子在花蕾的顶端一夹,花瓣和花药即可除去。去雄后,应检查有无遗漏的花蕾或残存的花药,然后套上准备好的透明纸袋,扎紧捆绑在结果枝上。套袋用的透明纸袋大小一般长26厘米,宽14厘米。(3)授粉去雄后23天即可进行授粉,这时母本花序的柱头上分泌有大量的粘液,表示子房已能接受花粉,而且给花粉创造了良好的发芽条件,是授粉的最适时机。授粉宜在晴朗无风的上午810时进行。少量花序授粉可

29、用授粉器或毛笔蘸花粉授粉;大量花序进行授粉时可将花粉放在透明纸袋内,套到去雄的花序上,用手指从纸袋外面向花粉集中处弹23下,于是花粉便在纸袋中飞扬,约经半分钟,使花粉均匀的落在每朵花的柱头上以后即可取出;也可用小型喷雾器,当手压橡皮球时,将瓶内花粉喷在柱头,授粉后立即套好纸袋挂上标签,标明亲本和授粉日期。授粉10天后拆除纸袋,将布条扎在授粉花序上,半月后可进行杂交结实情况的检查。(三)苹果1花器结构及开花习性苹果的花芽为混合芽,一花序中有花58朵,为伞房花序,一朵花具萼片、花瓣各5枚,花呈白色或淡红色,雄蕊1520枚,雌蕊的花柱分裂为5,基部合一,子房着生于萼筒内,为子房下位花,子房内有心皮5

30、个,每心皮有2个胚珠,受精后内胚珠发育为种子。苹果花期714天,每花序开放过程26天,中心花先开,渐及四周,称为离心开,多数品种中心花座果率高,开花的先后依次为老短果枝群,年青短果枝群,短果枝,中果枝,长果枝,最后是腋花芽。2杂交技术(1)花粉的采集和保存 采集父本花粉的花朵应在大花蕾期,采后带入室内,放在光滑的纸上,取下花药,当气温升高花粉散出时,装入花粉瓶内,瓶上写明品种及采集期。在湿度较大的地区,花药应放入干燥器内或在室内加温促使花药开裂,采集花粉。然后贮藏在干燥器内备用。(2)去雄和套袋 选择着生在植株上部光照和通风良好部位的花朵。通常在花蕾开裂前12天,将每一花序只留23朵较好的花蕾

31、进行去雄,操作时左手握住花梗,右手用镊子拨开花瓣露出雄蕊,挟除花药,去雄时要避免触伤雌蕊,如不慎触破花药,花粉散出,应将花蕾摘除,镊子需在酒精中洗涤,干后再用。去雄后当即套袋挂牌。(3)授粉 通常去雄后12日雌蕊成熟时(柱头上分泌粘液)授粉,授粉工作最好在温和无风的上午911时进行,授粉时先去袋,然后用授粉器将花粉涂于母本的柱头上,授粉后仍套上纸袋,并在纸牌上加注父本品种、授粉花数、日期和姓名。授粉后12周,子房开始膨大时除袋,使幼果充分发育,去袋时检查杂交座果率,6月生理落果后(五月下至6月初)进行第二次杂交座果率检查。3杂交后的记载管理同桃。四、作业1.检查杂交结实情况及果实成熟后采收杂交

32、果实和种子。2.简述如何提高杂交结实率?实验五 化学诱变染色体加倍及其鉴定 一、目的 学习应用秋水仙碱诱变园艺植物染色体加倍的操作技术,以及掌握染色体倍性鉴定的常用方法。 二、材料和设备 黄瓜种子以及幼苗;秋水仙碱、二甲基亚矾(DMSO)、聚乙二醇(PEG);蒸馏水,小滴管,50ml量筒,100ml容量瓶,卷尺、放大镜等。三、说明 应用化学诱变剂诱导植物产生变异,进行选择育种的方法是化学诱变育种。化学诱变育种分为两类,一类是诱导产生多倍体,常用的试剂是秋水仙碱(Colchicine);另一类是诱发基因突变或染色体断裂,如甲基磺酸乙酯等烷化剂。前者的应用较多、较广泛。秋水仙碱是从百合科植物秋水仙

33、中提取出来的植物碱,极毒,易溶于冷水和酒精中。用于园艺植物诱变育种的秋水仙碱的有效浓为0.1%1%,以0.2%最有效。秋水仙碱诱变是通过阻断纺锤体的正常形成,使染色体不能分离而导致加倍。由于有效诱变只发生在细胞分裂状态活跃的细胞、组织,所以常用萌动或萌发的种子、幼苗或生长旺盛的茎尖作为诱变材料。二甲基亚矾(DMSO)具有改善细胞膜的透性,可以促进植物对秋水仙的吸收;聚乙二醇(PEG)可以提高细胞的渗透压,利于细胞吸收秋水仙,因此,它们常被用作秋水仙诱变的增效剂。四、方法及步骤1、药剂配制可以先用少量酒精溶解秋水仙粉剂,然后定容到所需的浓度;或直接用冷的蒸馏水配制。实验设计的浓度为0.2%和0.

34、5%。秋水仙羊毛酯剂,不同浓度的秋水仙水溶液34,羊毛脂6,充分搅匀,到看不见游离的水溶液为止。2、诱变滴苗:在两片真叶刚吐出(两叶一心)时,分别用0.2%的秋水仙、0.2%秋水仙+1.5%DMSO、0.5%秋水仙、0.5%秋水仙+1.5%DMSO每天8:00和18:00滴生长点。为了减少秋水仙滴落和蒸发,可用脱脂棉置于生长点上,并在滴后遮盖遮阳网。连续处理5天。20天后,统计成活株和变异株。每种处理至少50株。浸种:用0.2%、0.5%、0.2%秋水仙+1.5%DMSO和0.5%秋水仙+1.5%DMSO的秋水仙碱分别浸渍(用湿纱布包裹种子)已经催芽尚未露白的种子6hr、12hr和24hr。每

35、种处理至少50株。然后播种在营养钵中。1周后统计出苗株和变异株。 四倍体的鉴定:在变异株中鉴定。本实验以间接鉴定为主,直接鉴定为辅。间接鉴定是与二倍体植株相比,同一基因型的四倍体特征如下:生长缓慢;叶片肥厚、色深,叶片较宽或较大,有皱折;茎较粗壮,节间变短;花冠明显增大,花色较重。在显微镜下观察比较变异株和对照株的气孔数目和大小,以及花粉粒的形态。四倍体植株的气孔,通常数目变少,但气孔变大;出现畸形花粉粒和4个萌发孔的花粉粒。果实结籽率低。直接鉴定是由12位同学利用卷须观察体细胞染色体数目,确证是否是2n=28。五、作业1) 秋水仙处理获得的变异株是否都是四倍体,为什么?2) 影响秋水仙碱加倍

36、染色体效果的因素有哪些?3) 总体比较滴苗处理和浸种处理的诱变效果,并对结果予以解释说明。表4-1 不同诱变效果的比较处 理处理株数成活株、成活率%变异株、变异率%加倍株、加倍率%滴 苗0.2%colchicine0.2%C+1.5%DMSO0.5%C0.5%C+1.5%DTotal-浸 种0.2%Colchicine0.2%C+1.5%DMSO0.5%C0.5%C+1.5%DTotal-实验六 园艺作物常见病害的识别及抗病性鉴定 一、目的 学习常见园艺作物抗病性鉴定的一般方法,比较不同品种的抗病性。 二、材料和工具 白菜、黄瓜的不同品种;光学显微镜,血球计数板,胶头滴管、微型喷壶、蒸馏水、烧

37、杯或量筒、毛笔等。三、说明 危害园艺作物的病原物有真菌、细菌、病毒、寄生性线虫等,其中86%以上的园艺作物病害都是真菌引起的,几乎每种园艺作物都有几种到几十种真菌病害。 病原物有专性寄生物和非专性寄生物两类,专性寄生物只能从活的寄主细胞或组织中获取养分,当寄主细胞组织死亡后,病原物也停止生长发育甚至死亡;非专性寄生物既能寄生,也能腐生,可以在人工培养基上培养。本次实验以黄瓜、白菜为材料。白菜上常见的病害有霜霉病、软腐病、病毒病和黑斑病等,软腐病的病原物属于非专性寄生物;黄瓜常见的有枯萎病、白粉病、病毒病和霜霉病,都属专性寄生物。园艺作物抗病性鉴定方法可以分为自然鉴定和接种鉴定。自然鉴定,即利用

38、田间自然发病条件,比较鉴定植株的抗病性,结果直接并贴近生产,但不同年份、不同地区环境条件不同,所以结果的可比性较差。接种鉴定可分为成株期鉴定和苗期鉴定,其中苗期鉴定便捷、高效,正受到更多的重视。本实验以霜霉病为例说明抗性鉴定的程序。表9-1个体病情分级和群体病情归类白 菜个体病情分级群体抗性的归类0级:无病症; 高抗(HR):病情指数0.11-11.11抗病(R):病情指数11.12-33.33中抗(MR):病情指数33.34-55.55感病(S):病情指数55.56-77.77高感(HS):病情指数77.78-1001级:叶片上有稀疏的褐色斑点,不扩展;3级:叶片上有较多病斑,多数凹陷,无霉

39、;5级:病斑四处扩展,叶背生少量霉层,病斑不连成片;7级:病斑扩展面积达叶片1/22/3,霉层较多;9级:病斑扩展面积达2/3以上,有大量的霉层。黄 瓜0级:无病症;高抗(HR):病情指数0.11-11.11抗病(R):病情指数11.12-33.33中抗(MR):病情指数33.34-55.55感病(S):病情指数55.56-77.77高感(HS):病情指数77.78-1001级:病斑面积不超过叶片面积1/10;3级:病斑面积占叶片面积1/10-1/4;5级:病斑面积占叶片面积1/4-1/2;7级:病斑面积占叶片面积1/2-3/4;9级:病斑面积占叶片面积3/4以上。病情指数 =(病级数x 各级

40、株数)/(最高病级数x调查总株数)x100%四、方法1、自然鉴定:记载不同园艺作物品种在自然环境条件下的发病情况,计算发病率和病情指数。2、苗期接种鉴定:取自然发病的新鲜病叶,置于21左右保湿一夜,然后用毛笔沾蒸馏水刷取孢囊,用显微镜和血球计数板检查孢子囊浓度。白菜:当幼苗长至2片真叶时,用蒸馏水配成10000个/ml孢子囊悬液,每片叶子滴1滴(约10l)用小喷壶对全株喷雾。每个品种至少取10株壮苗,重复3次。然后遮盖塑料膜、遮阳网暗中保湿24hr,温度20左右;揭掉保湿物,在25和85%左右的湿度下保持到第7天,再在1620下保湿1624hr,至第8天调查病情。黄瓜:在12片真叶时,用蒸馏水

41、配成1000个/ml孢子囊悬液。用小喷壶对全株喷雾。每个品种至少取10株壮苗,重复3次。然后用塑料膜覆盖保湿3天。一周后调查病情。五、作业: 1上交填好的表9-2,表9-3表格。表9-2 白菜霜霉病发病率和病情指数调查记载表品种各级病害发病株总株数病株数发病率%病情指数备注013579表9-3 黄瓜霜霉病发病率和病情指数调查记载品种各级病害发病株总株数病株数发病率%病情指数备注0135792比较田间自然鉴定和苗期接种鉴定方法的异同,并对结果进行分析。园艺作物育种实习实习指导目 录实习一 十字花科蔬菜花器结构的观察和雄性不育株的鉴定实习二 十字花科蔬菜有性杂交技术实习三 十字花科蔬菜自交不亲和性

42、的测定及蕾期授粉方法实习四 茄果类蔬菜有性杂交技术实验五 结球白菜、甘蓝、不结球白菜种株的田间选择实习一 十字花科园艺作物花器结构的观察和雄性不育株的鉴定一、 目的 了解十字花科蔬菜正常花与不育花的形态区别,掌握雄性不育株的鉴定方法,为开展雄性不育系的选育打下基础。二、材料 不结球白菜、萝卜等蔬菜的雄性不育株和可育株。三、用具 显微镜、扩大镜、恒温箱、镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、游标卡尺、可育花和不育花花器解剖永久片、醋酸洋红、蔗糖琼脂培养基、酒精灯、培养皿。四、说明 雄性不育性按其能否遗传,可分为“遗传性不育”和“生理不育”两种,前者的不育性是由遗传基因决定的,不育性状可比较稳定的遗传给后

43、代,这是我们选育“雄性不育系”所需要的类型,后者的不育性是因外界环境条件异常而引起的,在育种上通常无利用价值,但化学杀雄造成当代的雄性不育,在生产上也是解决杂交制种的途径之一。雄蕊败育现象不同种类蔬菜表现也不完全一样,同种蔬菜的不同植株,同株的不同花,同一花的不同雄蕊都有可能表现不同,鉴定是否为雄性不育株,关键看花药内有无花粉或花粉有无传播的可能和花粉是否有发芽能力,不结球白菜、萝卜等十字花科蔬菜的雄蕊败育现象有以下几种类型。(一)败蕾不育:这一类花蕾比正常花蕾小,蕾中雄蕊退化,花冠不能开放,造成花蕾黄化,失去生活力,最后花蕾黄萎脱落。(二)败粉不育:这一类花冠、雄蕊较正常株略小,但花药内无花

44、粉或含少量无效花粉、无效花粉粒呈不规则形,无发芽能力,有效花粉粒呈椭园形,饱满。(三)败药不育:这一类表现为花冠较正常植株小,雄蕊的花药瘦小萎缩、色浅、无花粉粒或花粉无生活力,根据花药败育程度又分为以下几种。1完全不育型:雄蕊花药小、灰白色或淡黄白色,无花粉,不育性稳定,不易受环境条件的影响,花药扁平、干瘪,侧面无凸起,不育性完全,其中,雄蕊长度小于雌蕊长度1/2者为A1型,大于雌蕊长度1/2者为A2型,前者植株长势一般弱于后者,此类属于败药I型,有利用价值。2温度敏感不育型:这一类不育性受温度控制,低温或高温使不育花恢复为可育。此类花粉侧面略有外凸,在低温或高温情况下呈馒头状突起,色泽亦加深

45、为淡黄色,开放的花药先端开裂或全裂散出部分可育花粉,此类属败药型。3嵌合不育型:这一类为雄性可育与不育相嵌合,表现在同株不同枝,同枝不同花或同花不同雄蕊相嵌合,表现多样,可作不育材料进一步选育,但不能直接利用,属于败药型。蔬菜雄性不育现象表现,不仅限于以上几种。自花授粉作物中(如番茄)有的花药不能自然开裂散粉故极少结实,称为“功能不育”;也有的花柱露出花筒外,花药内虽有花粉,但因花粉不能落到柱头上或开花后柱头已枯萎不能结实,称“部位不育”。五、方法(一)每3人一组。(二)先在田间,据不育株形态特征进行田间鉴定。(三)每小组采取不育花和可育花各15朵放在培养皿内带回实验室进行室内鉴定,室内鉴定步

46、骤是:1将配好的15%和20%的蔗糖溶液用玻璃棒头各蘸一滴涂于载玻片上,再用解剖针将不育花粉粒和可育花粉粒各撒在一片涂有蔗糖培养基的载玻片上,然后将载玻片翻过来放在盛有少量水的小培养皿上作好标记,放入恒慢箱内,23小时后用低倍显微镜检查花粉发芽率记入实习表1-1。2用游标卡尺量可育花和不育花器各部分大小记入实习表1-2。3用解剖针将可育花和不育花的花药打开,放在显微镜下检查,比较不育花粉粒和可育花粉粒形态上的区别和它们在药壁上的粘滞情况。4用配好的1%的醋酸洋红溶液滴于两种花的花粉粒上,然后再在载玻片上滴上一滴水冲洗,再用显微镜进行检查。可育花粉粒着色深,不育花粉粒着色浅。5在示范镜下看不结球白菜和萝卜可育花和不育花永久片,比较它们花粉形态和毡绒层形态,不育花的毡绒层细胞开始迫近小孢子,然后破裂解体,可育花毡绒层细胞排列较整齐。六、作业:1将上述各形态特征分别填入实习表1-1和实习表1-2。2绘可育花粉和不育花粉形态图。3绘可育花及不育花的形态图。实习表1-1 可育株花粉和不育株花粉粒发芽率比较蔗 糖浓 度复重可 育 株不 育 株花 粉总 数发 芽粒 数发 芽率

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