植物有性杂交
一、实骏目的
(1) 理解有性杂交的原理。
(2) 了解几种植物花器构造和开花生物学特性。
(3) 掌握几种植物的有性杂交拄技术。
二、实验原理
植物有性杂交是利用遗传性状不同的亲本进行交配，以组合两个或多个亲本的优良性状于杂种体中．并经过基因的分离和重组，产生各种性状的变异类型，从中选择出最需要的基因型，进而创造出对人类有利的优良品种。根据杂交亲本间亲缘关系的远近，有性杂交又分为近缘杂交和远缘杂交两大类。前者是指同一植物种内的不同同品种之间的杂交，后者指在不同植物种或属间进行的杂交，以包括野生种和栽培种之间的杂交。品种问杂交为近缘杂交，由于品种间亲缘关系较近，具有相同的遗传物质基础．因此品种间杂交易获成功。通过正确选择亲本，能在较短时间内选育出具有双亲优良性状的新品种，但在品种间杂交时，因有利经济性状的遗传潜力具有一定限度，往往存在品种之间在某些性状上不能互相弥补的缺点。而远缘杂交可以扩大栽培植物的种植库，能把许多有益基因或基因片断组合到新种中，以使产生新的有益性状，从而丰富各类植物的基因型。通过远缘杂交，还可获得雄性不育系，扩
大杂种优势的利用。但远缘杂交交配结实率低．而且不易成功．完全不育，杂种夭亡；杂种后代出现强烈分离，中间类型表现不稳定，因而增加了远缘杂交的复杂性和困难，限制了远缘杂交在育种实践上的应用．
三、实驻材料
小麦 (Triticum aestivum) 、水稻 (Oryza sativa) 。
四、实验器具和药品
1 ．器具 镊子、小剪刀、玻璃纸袋、羊皮纸袋．牛皮纸袋、大头；
针或曲别针、纸牌、广口瓶、广口暖水瓶、麦管、酒盅、铅笔、记录本
2 ．药品 50 ％以上浓度的酒精溶液、酒精棉球。
五，实验步骤
1 ．小麦有性杂交
(1) 选穗：根据已确定的杂交组合．在杂交亲本中选择母本性状典型、健壮无病的单株作为母本。一般以主茎穗或大分蘖穗为好。被选中的小麦穗应该是刚抽出叶鞘还未开花，麦穗茎部距旗叶叶鞘间距离为半寸左右，花药呈绿色、柱头还未羽毛状分叉。
(2) 整穗：将选好的穗子先用镊子去掉麦穗下部发育较迟的小穗，仅留中部 5 —— 6 个小穗，再用镊子取掉小穗上中间的几朵小花，一般每个小穗只留基部两朵发育最好的小花，最后用小剪刀剪去外颖上的芒。
(3) 去雄：将整好的麦穗去雄，一般采用以下两种方法：
① 分颖去雄法：将整过的麦穗夹在左手拇指和中指中间，用食指逐个轻压外颖的顶部，使内外颖分开，然后用摄子插入小花内外颖的台缝内，轻轻把三枚花药取出，最好一次去净，注意勿伤柱头，同时不要将花药夹破。如果夹破了花药，应摘掉此朵小花，并用酒精棉球擦洗镊子顶端，以杀死其上 [ 附着的花粉，以免发生自交。去雄时先从穗的一侧开始，自上而下逐个进行．去完一侧再去另一侧，不要遗漏。去雄后立即将麦穗套上玻璃纸袋．用大头针或曲别针将纸袋别好 ( 注意不要损坏旗叶 ) 并桂上纸牌．用铅笔注明母本品种名称、去雄日期和操作者姓名。 -
②剪颖去雄法：用剪刀把整好的麦穗上留的每朵小花的护颖及内外颖剪去 1/3 — 2/5 ，以不剪破花药为准。然后用镊子从剪口处把花药取出。此法也要自上而下逐朵小花进行，去完一侧再去另一侧，不能遗漏，也不能损伤柱头。如发现个别小花已散粉，应立即摘掉散粉小花。去雄后套上纸袋并别好，挂上纸牌，注明母本名称，去雄日期和操作者姓名。
(4) 授粉：一般去雄后 2 — 3 天，花朵的柱头呈羽毛状分叉，并带有光泽。此时标志柱头已发育成熟．可以进行授粉。但由于品种抽穗期早晚和当时的气温不同，柱头成热的速度也不一致．一般早抽穗的品种，柱头成熟的时间较长些，晚抽穗的品种，特别是在高温条件下，去雄后 1 — 2 天柱头即可成熟，有的甚至边去雄性头就已经成熟，因此应抓紧时机，适时授粉．以提高杂交结实率。每天上午 8 — 11 时，下午 3 — 5 时是最佳授粉时机。
①采粉授粉法；授粉前先采集父本花粉，于上午 7 — l0 时开花最盛时进行。如果父本穗子数量多，可直接采收花粉。方法是：选择麦穗中部有几朵小花已开花的穗子，将此穗子自上而下轻轻抹几遍促使其开花，几分钟后就可看颖壳逐渐张开，花药逐渐伸出，此时将穗子斜置于容器上方，用镊子轻轻敲打麦穗．花药即可落入容器之中。另外，如果父本穗子数量少，可选当天有几朵小花开花的穗子 ( 花药呈金黄色 ) ，用镊子撑开小花的内外颖，取出金黄色的花药放入酒盅中。花粉采集后，马上取下麦穗上的纸袋，用小毛笔蘸取少量花粉或用镊子夹 2 — 3 个花药依次放入已去雄的小花柱头上，也要按从上而下，授完一侧再授另一侧的顺序进行。为使柱头授粉良好，应使花粉在柱头上轻擦几下．全穗授粉完毕后，仍套上纸袋、用大头针别好，挂上纸牌．注明父本名称及授粉日期。
②采穗授粉法：此法配合剪颖法去雄。选择当天将要开花的父本穗为供粉穗，将穗子剪下，随即把顶部和基部发育不好的小穗去掉，留下中间两侧的小穗．然后将颖壳斜剪 1/3 ，以不伤花药为准，在阳光照射下约 2 —— 3 分钟，花药即可伸出颖外，将母本纸袋上部剪开，向内吹起使纸袋充分张开，轻轻拿起即将散粉的父本穗上，倒置插入母本纸袋，在袋内捻转几下，花粉就自然落在柱头上。授粉完毕后．父本穗取出，仍旧套上纸袋，用大头针别好纸袋口，在纸牌上注明父本名称及授粉日期。
(5) 检查受精情况：授粉后 1 — 2 小时花粉粒就在柱头上萌发， 40 多小时后完成受精．授粉后 3 — 4 天打开纸袋检查杂交成功率。若子房已膨大，内外颖合拢，柱头萎缩，失去光泽说明已受精，否则未受精。若在一穗大部分小花都没受精，则进行第二次授粉。检查
完毕后仍然套上纸袋。
(6) 收获：六月初小麦成热后，把同一种杂交组合的杂交穗子剪下收集在一起，脱粒后装在一个纸袋里，并在纸袋上注明杂交组合，种子粒数、收获日期，上交实验室。
2 ．水稻有性杂交
• 选穗：根据已确定的杂交组合，选取植株生长健壮、无病虫害、具有该品种典型性状、稻穗已露出叶鞘 3/4 ，穗尖已开过几朵颖花的母本稻穗供去雄之用。
• 去雄： A ：温汤杀雄：利用水稻的雌雄蕊对温度的适应能力不同的特性，在水稻
自然开花前半小时时，将暖水瓶中的温水调节到 45C 。把选好的母本稻穗与暖水瓶相对倾斜，将稻穗全部浸入温水中．注意勿折断穗茎和穗秆。 5 — 8 钟后取出稻穗凉干， ( 若水温降至 42 — 44 ℃ ，刚处理 8 — 10 分钟 ) 。取出后 20 分钟左右即可开颖，不开的全部剪掉． ( 注意防止剪伤开放的颖花及穗枝梗 ) ，随即套上透明纸袋，以防串粉。系上纸牌注明母本名称、去雄日期和操作者姓名。 B ．剪颖去雄：在杂交前一天下午 4 — 5 时后，或杂交当天早晨 7 — 8 时进行。选取露出叶鞘一半或 2 ／ 3 的母本穗子，剥开叶鞘，进行整穗疏花，将上部已开的花和下部过嫩的花全部剪去．留下中部预计次日能开的颖花 ( 可将颖花在阳光下透视，当颖花内雄蕊伸长已达颖壳的 1/2 以上时．即为次日要开的颖花 )20 — 30 朵，用剪刀横剪去颖壳的 1 ／ 4 或 1 ／ 3( 不要剪破花药 ) ，再斜剪外颖一侧，然后用镊子将 6 枚雄蕊轻轻夹去。去雄后．立即套上进明纸袋，挂上纸牌，注明母本名称、去雄日期和操作者姓名。
(3) 授粉：温汤去雄后。可以随即授粉；如用剪颖去雄，开花当天剪颖去雄的，以当天授粉效果最好，也可以次日上午授粉，授粉方法主要有：
A ．弹花授粉法：在水稻自然开花时，轻轻剪下正在开花的父本稻穗，并置于已去雄的母本稻穗上方，用手轻轻抖动父本稻穗．使花粉落在母本柱头上，连续进行 2 — 3 次。如父母本相邻种植．则不必剪穗，可就近授粉；若母本已去雄而父本尚未开花时，则可用黑纸袋罩住父本穗子，约 10 分钟后，揭开纸袋即可开花授粉。
B 授入花药法：在水稻自然开花时，用镊子夹住父本成热的花药， ( 刚开花而未散粉的花药或未开花但雄蕊伸长颖壳达 2 ／ 3 以上的颖花的花药 ) 在已去雄的母本颖壳上轻轻摩擦，使花药破裂，花粉散落在柱头上，但注意不要损伤母本的花器。如果母木颖壳已经关闭，可将 2 — 3 个花药塞进颖内，让其自然开裂散粉。授粉后，母本穗仍旧套上透明纸袋，用回形针别好，并在纸牌上注明父本名称，授粉日期。
(4) 检查授粉情况：可在授粉 3 天后检查杂交是否成功，其标志要看子房是否膨大，膨大者表示已受精，可以长成稻粒，此时可以把袋摘下。
(5) 收获：杂交后 20 天左右即可收获稻穗，连同纸牌—块交实验室。
六、实验作业
根据上述小麦、水稻各自的杂交方法，每种作物在各自的开花盛期杂交 3 — 5 个，收获后将杂交穗子或籽粒交实验室。