1、水稻種子生產技術教案模板授課題目水稻的繁殖及其遺傳特點知識點技能點1、水稻的繁殖方式2、水稻的雄性不育性3、水稻自交的遺傳效應4、水稻異交的遺傳效應教學目標了解水稻的繁殖方式，為水稻種子生產準備理論指導教學重點水稻的繁殖方式教學難點水稻的雄性不育系及異交遺傳效應教學方式與分析講授 探究 問答 實驗 演示 練習本節課程包含4個知識點，本節最好結合實訓基地教學田及遺傳模型教學。授課類型理論課 討論課 實驗課 練習課 演示 練習 參考資料1胡晉.種子生產學M.北京：中國農業出版社，2009.2鄧華風雜交水稻知識大全M北京：中國科學技術出版社，2014.3劉愛民，肖層林超級雜交水稻制種技術北京：中國農

2、業出版社，2011.4程式華，曹立勇，占小登雜交水稻制種技術北京：金盾出版社，2004.5王建華，張春慶種子生產學M北京：高等教育出版社，2006.6郝建平，時俠清等種子生產與經營管理M北京：中國農業大學出版社，2004.知識點1 水稻的繁殖方式作物的繁殖方式和授粉方式決定了后代群體的遺傳結構，決定了原種和生產用種的生產程序和保純防雜的生產技術。特別是在雜種優勢廣泛應用的現代種子生產中，在很大程度上講，就是人為控制授粉的技術。一、作物的繁殖方式作物的繁殖方式可分為兩類：第一類是有性繁殖(sexual reproduction)。凡由雌雄配子結合，經過受精過程，最后形成種子繁衍后代的，統稱為有性

3、繁殖。在有性繁殖中，因雌雄配子是來自同一親本植株或不同親本植株，又分為自花授粉(selfpollination)、異花授粉(crosspollination)和常異花授粉(often cross pollination)3種授粉方式。此外，還包括兩種特殊的有性繁殖方式，即自交不親和性和雄性不育性。第二類是無性繁殖(asexual reproduction)。凡不經過兩性細胞受精過程的方式繁殖后代的統稱為無性繁殖。其中又分植株營養體無性繁殖和無融合生殖無性繁殖。 二、水稻的繁殖方式水稻的繁殖方式是有性繁殖方式，是通過授粉受精過程，使雌雄配子結合成受精卵，由受精卵發育成種子的胚，攜帶遺傳物質和信息

4、。 水稻的授粉方式有兩種，一種是自花授粉，主要是常規水稻；另一種是雄性不育性，主要是雜交水稻不育系。 1、自花授粉繁殖 同一朵花的花粉傳播到同一朵花的雌蕊柱頭上，或同株的花粉傳播到同株的雌蕊柱頭上都稱為自花授粉。由同株或同花的雌雄配子相結合的受精過程稱為自花授粉，通過自花授粉方式繁殖后代的作物是自花授粉作物，又稱自交作物。 水稻花是兩性花，雄蕊6枚，著生于子房基部，由花絲和花藥兩部分組成；雌蕊1枚，分為子房、花柱、柱頭三部分。常規水稻自花授粉后可以結實。 2、水稻雄性不育性（1）細胞質雄性不育性 這類雄性不育性是受細胞質的育性基因與細胞核中相對應的育性基因互作決定的，實際上是質核互作控制的雄性

5、不育性，在三系雜交水稻中廣泛應用。 （2）細胞核雄性不育性 這類雄性不育性是受核基因控制的，多為隱性，水稻中發現了光、溫敏核雄性不育性，在兩系雜交水稻中廣泛應用。 實用型光溫敏兩用核不育系的溫光反應是：在高溫長日照時，表現雄性不育；在低溫短日照時，表現可育。 知識點2 水稻的雄性不育性應用雄性不育系是水稻雜種優勢利用的基本途徑和必要條件。 我國雜交稻的成功最早開始于野敗不育細胞質的發現和應用，20世紀70年代育成了第一批三系不育系，其保持系均為浙江等地的早秈優良品種，還有一些利用日本常規粳稻作保持系的BT型不育系。 20世紀80年代研究發掘了更多的不育細胞質源，育成D型、岡型、紅蓮型、印尼水田

6、谷型、滇型等多種不育系，其保持系大多是雜交選育獲得。 20世紀90年代由于科技政策的導向使兩用核不育系發展迅速。 進入21世紀以后三系不育系逐漸復蘇，形成了與兩系不育系共同發展局面。 一、水稻雄性不育性的概念植株的花粉敗育、不能產生有功能的雄配子的特性稱為雄性不育性（male-sterility）。利用雄性不育性有利于避免自交，提高自然異交率，增強植物種的生活力和適應性。 用雄性不育的植株作母本，通過異花授粉，可以得到大量的雜交種子，是利用雜種優勢極其寶貴的性狀和親本資源，現已廣泛應用于水稻雜交水稻種子生產中。二、雄性不育性的分類 植物受遺傳控制的雄性不育性分為兩大類：1、細胞質雄性不育性（c

7、ytoPlasmic nucleic male sterility） 這類雄性不育性是受細胞質的育性基因與細胞核中相對應的育性基因互作決定的，實際上是質核互作控制的雄性不育性。質核互作雄性不育性的遺傳有下列3種基本模式：當水稻的一個品系具有細胞質雄性不育基因（s)和相對應的細胞核隱性雄性不育基因（rfrf）時，其基因型為S（rfrf），表現型為雄性不育，就是細胞質雄性不育系（male sterile line）。當一個品系具有正常的細胞質基因（N）和雄性不育系相同的隱性核基因（rfrf）時，其基因型為N（rfrf），表現型為雄性可育。用它的花粉對雄性不育系的雌花授粉，結果為：S（rfrf）&#

8、215;N（rfrf） S（rfrf），所產生的后代仍保持雄性不育性，稱之為保持系。當水稻的一個品系的細胞核具有與細胞質不育基因相對應的育性顯性恢復基因（RfRf），不論它是正常細胞質或是不育細胞質，其基因型為N（RfRf）或S（RfRf），表現型均為雄性可育。用它的花粉對雄性不育系授粉，結果是：S（rfrf）×N（RfRf）或s（rfrf） S（Rfrf），所產生的后代恢復雄性可育，稱之為恢復系。2、細胞核雄性不育性（nucleic male sterility） 這類雄性不育性是受核基因控制的，多為隱性，水稻中發現了光、溫敏核雄性不育性。石明松發現的湖北光敏感核不育水稻（phot

9、operiod sensitive genic male sterile rice），經研究表明，它的雄性不育性是受一對隱性基因控制，其光敏感性則受12對基因控制，因而湖北光敏感核不育水稻材料具有在長日照條件下誘導雄花不育，在短日照條件下誘導雄花可育，而雜交F1又全部可育的特性。同一品系既可能作母本配制雜交種，又可自己繁殖后代，做到一系兩用，是一種十分寶貴的雄性不育資源。但由于自然光、溫條件的復雜性，不同年度和地區間，光、溫條件的變化以及不同遺傳背景的影響等，都可能造成育性的波動，所以在育種和種子生產上有較大難度。目前實用型光溫敏兩用核不育系的育性可以從可育轉成半不育、不育，從不育轉成可育，這

10、種現象稱為育性轉換。導致兩用核不育系育性發生轉換的原因是外界溫度與光照的變化。 實用型光溫敏兩用核不育系的溫光反應是：在高溫長日照時，表現雄性不育；在低溫短日照時，表現可育。 知識點3 水稻自交的遺傳效應一、自交使雜合的基因型逐漸趨向純合 以一對雜合基因型Aa的個體為例，在沒有選擇的前提下，經過連續自交，后代中純合基因型AA和aa的個體出現的頻率將有規律地逐漸增加；同時，雜合基因型Aa的個體則逐代減少，以至基因型接近完全純合狀態。從右圖1中可見F1（S0）全部是雜合基因型個體（Aa）,在不經選擇的前提下，連續自交到F7（S6）時，其中純合的基因型個體（AA或aa）已占總數的98%以上，雜合的個

11、體（Aa）的比率已低于2%。由于基因型逐代純合，其后代群體的各性狀表現穩定一致，所以自交對品種保純和物種的相對穩定是十分重要的。 二、自交引起雜合基因型的后代發生性狀分離 自交后，由于個體內等位基因的純合個體間基因型的分離，一些被掩蓋的隱性性狀因隱性基因純合而表現出來，使后代出現性狀分離，因而導致群體中表現型的多樣化。性狀分離以單基因和少數主效基因控制的質量性狀最為明顯，如芒的有無、葉鞘顏色、稃尖顏色等有可能在雜合基因型的自交后代中出現性狀分離，為育種者提供選擇的依據和條件。三、自交引起雜合基因型的后代生活力衰退 雜合基因型的作物，自交后代的生活力衰退，稱為自交衰退。表現為生長勢下降，繁殖力、

12、抗逆性減弱，一況下自交代數愈高，衰退程度愈重。有的個體甚至衰退到不能正常生長和繁殖的地步，而自然淘汰。 知識點4 水稻異交的遺傳效應一、異交形成雜合基因型 異交是基因型不同的兩親配子結合受精。異交產生的后代具有雜合的基因型。兩親的基因型差異愈大，則其后代基因型雜合程度愈大，即雜合的等位基因位點愈多；反之，兩親的基因型差異不大，其后代基因型雜合程度也不大。雜合基因是產生基因交換、重組和產生新基因型的基礎。 有選擇的異交（人工雜交）是創造遺傳變異的一種主要方法。 1970年，袁隆平的助手李必湖與馮克珊在海南島崖縣的野生稻自然群落中找到野生稻（O.rufipogon）雄性敗育株，當時袁隆平就把它命名為“野敗”,后續兩年的研究發現其是能100%保持遺傳的雄性不育，為雜交水稻研究成功打開了突破口。 二、異交增強后代的生活力異交使后代的生活力增強，主要表現在生長勢、繁殖力、抗逆性等性狀的增強和產量提高。即數量性狀方面比親本明顯提高，稱為雜種優勢。 雜種優勢的強弱與基因型的雜合程度相關聯。在雜交親和的情況下，一般基因型的雜合程度愈大，則雜種優勢愈強，反之，則雜種優勢較弱。因此，利用異交增強后代生活力的效