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摘要 介绍了杂交玉米品种纯度的检验方法,包括品种纯度的田间检验、室内检验、小区种植鉴定等内容,以期为杂交玉米的种质资源工作提供参考。
关键词 杂交玉米;品种纯度;检验
中图分类号 S513 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2009)13-0081-01
种子是一种特殊的、最基本的、不可替代的农业生产资料,作为农业科技成果的物质载体,是决定农业增产和提高农产品质量效益的内因。因此,种子在农业增产、农民增收中的地位十分重要。为了充分发挥良种的增产潜力,保护种子生产、经营和使用者的利益,避免不合格种子用于生产所带来的损失,有必要进行品种纯度检验,即对种子生产的产前、产中、产后全过程进行监控。品种纯度的检验方法很多,目前应用最广泛的是根据检验场所分的田间纯度检验、室内纯度检验和田间小区种植鉴定。
1 品种纯度的田间检验
1.1 田间检验的目的
田间检验的目的是核查种子田的品种特征特性是否名副其实,以及影响种子的各种情况,从而根据这些检验的质量信息,采取相应的措施,减少剩余遗传分离、自然变异、外来花粉、机械混杂和其他不可预见的因素对种子质量产生的影响,以确保收获时符合规定的要求。种子质量的高低主要是在田间生产过程中形成的,因此做好制种田田间检验对于确保种子质量格外重要。
1.2 田间检验的作用
在种子生产过程中,田间检验可以起到以下作用:一是检查种子田的隔离情况,防止外来花粉污染而造成纯度降低;二是种子生产技术的落实情况,特别是去杂去雄情况;三是检查田间生长情况,特别是花期相遇情况;四是检查品种的真实性和鉴定品种纯度,判断种子生产田生产的种子是否符合种子质量要求,报废不合格的种子生产田,防止低纯度的种子对农业生产的影响;五是通过田间检验,为种子质量认证提供依据。
1.3 田间检测的注意事项
一是熟悉和掌握田间检验方法和田间标准、种子生产的方法和程序,对被检作物有丰富的知识,熟悉被检品种的特征特性。二是掌握安全隔离。无论是时间隔离、空间隔离,还是障碍物隔离,一般要控制外来花粉干扰,防止生物学混杂。三是掌握最佳田检时期。一般分苗期、花期和成熟期3个时期进行,花期是关键。苗期检验性状为幼苗叶色、叶鞘颜色、叶型;花期检验性状为株高、茎秆粗细、叶片形状、叶片数及上冲程度、花药及花丝颜色、雄穗护颖颜色及主轴长度、分枝多少等;成熟期检验性状为穗位高低、穗型、穗轴颜色、双穗率、果穗苞叶长度、粒型、粒色等。四是掌握正确的田检方法。在对基本情况了解的前提下,正确划分检验区和设点取样。同一品种、同一来源、同一繁殖世代、耕作制度和栽培管理相同而又连在一起的地块可划分为一个检验区。一般来说,总样本的大小(包括样区大小和样区频率)应符合4N原则。取样点分布应覆盖整个种子田,而且应随机和广泛取样,根据种子田地块形状和大小选择对角线式、棋盘式、梅花式或方格式等,但取样点距地块边缘必须在5m以上。检验时宜采用主要性状来评定品种真实性和品种纯度。当仅采用主要性状难以得出结论时,可使用次要性状。检验时沿行前进,以背光行走为宜,以朝露未干时为好,尽量避免在阳光强烈、刮风、大雨的天气下进行检查。
2 品种纯度的室内检验
种子在收获、脱粒、加工等过程中都有可能造成机械混杂,因此在田间检验的基础上必须进行品种真实性和一致性的室内检验。依据原理检验方法可分为形态鉴定法、物理化学鉴定法、生理生化鉴定法、细胞学鉴定法和分子生物学鉴定法5大类。杂交玉米种子纯度室内检验常用的方法可归纳为籽粒形态鉴定法、幼苗或植株形态鉴定法和电泳法。
2.1 籽粒形态鉴定法
该方法是根据粒型、粒色、粒顶部形状、顶部颜色及粉质多少、胚的大小、形状、胚部皱褶的有无、多少、花丝遗迹的位置与明显程度、稃色、籽粒上棱角的有无及明显程度等进行区分,具有快速、简单、经济的特点。但因主要依据外部形态由感官鉴别,对一些外部形态差异不大的品种鉴别准确性较差,因此在应用上存在一定的局限性。
2.2 幼苗或植株形态鉴定法
该方法主要是以幼苗或植株表现出的不同特征为依据进行检验。可根据芽鞘的颜色、长短、叶型、叶色、叶片上茸毛的多少、中胚轴和气生根的颜色等综合鉴别。幼苗形态鉴定可与发芽率鉴定同时进行,简单易行。但易受环境因素及籽粒大小、饱满程度等的影响而引起较大误差。然而由于杂交种均具有杂种优势,其长势旺盛,比自交株粗壮、长势快、次生根多,因此用此法鉴别杂交粒与自交粒比较适用。该方法可与籽粒形态鉴定法同时进行。在形态鉴定的基础上,将形态特征一致的籽粒进一步进行幼苗或植株形态鉴定,可减少鉴定误差。该方法要求操作人员业务水平较高,必须熟悉鉴定品种的特征特性。
2.3 电泳法
该方法主要利用电泳技术对品种的同工酶及蛋白质的组分或DNA和RNA的指纹进行分析,找出品种间差异的生化和分子指标,依次区分不同品种,测定品种纯度。目前常用的电泳方法有以下几种:同工酶电泳法;玉米蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳法;玉米醇溶蛋白等电聚焦电泳法;玉米醇溶蛋白高压液相色谱法。
室内鉴定法应注意以下几点:一是样品代表的种子批最大量不超过4 000kg,样品重不低于1 000kg;二是籽粒形態鉴定和幼苗形态鉴定时,首先要了解样品的基本情况,随机从送验样品中数取400粒种子,鉴定时需设重复,每个重复不超过100粒;三是电泳法一般每个样品测定200粒种子,分2次重复,每个重复100粒,如果只测定真实性,鉴定100粒即可。
3 品种纯度的小区种植鉴定
3.1 小区种植鉴定的作用
小区种植鉴定是目前鉴定品种真实性和测定品种纯度最重要、最可靠、最准确的方法。其作用可分为前控和后控2种。前控可在种子生产的田间检验期间或之前进行,据此作为淘汰不符合要求的种子田的依据之一;后控是通过小区种植鉴定来检测生产种子的质量,也是我国农作物种子质量监督抽查工作鉴定种子样品的的主要手段之一。
3.2 小区种植鉴定的依据
小区种植鉴定主要依据植株性状,雄、雌穗和籽粒性状等品种间的差异来鉴定品种纯度。鉴定过程中,首先应考虑主要性状和特殊性状,必要时再考虑次要性状和易变性状。主要性状是品种所固有的、不易变化的明显性状,如轴色、花丝颜色等;特殊性状指某些品种所特有的性状,如花丝遗迹明显与否、苞叶顶端有无小叶等;次要性状指细小的、不易观察的性状,如叶鞘茸毛、小穗护颖、花粉育性等;易变性状指易随外界条件的变化而变化的性状,如株高、茎粗等。
3.3 小区种植鉴定的注意事项
一是要有标准样品作对照。标准样品应尽可能代表品种原有的特征特性,且与官方认可的样品没有显著差异。二是试验地应选择前茬无同类作物和杂草的田块,且土壤均匀、肥力一致,并有适宜的栽培管理措施。三是为便于观察和鉴定,小区设计要合理,种植株数要适宜。一个样品所种植株数要根据国家种子质量标准的要求而定,若纯度标准为X%=(N-1)×100%/N,种植株数4N即可获得满意结果。四是选择适宜的鉴定时期。小区种植鉴定在整个生长季节都可观察,一般分为苗期、花期、成熟期3个特征特性表现最明显的时期进行鉴定,每次都要记载发现的其他品种和变异株的百分率,最后结果以综合评定为准。
关键词 杂交玉米;品种纯度;检验
中图分类号 S513 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2009)13-0081-01
种子是一种特殊的、最基本的、不可替代的农业生产资料,作为农业科技成果的物质载体,是决定农业增产和提高农产品质量效益的内因。因此,种子在农业增产、农民增收中的地位十分重要。为了充分发挥良种的增产潜力,保护种子生产、经营和使用者的利益,避免不合格种子用于生产所带来的损失,有必要进行品种纯度检验,即对种子生产的产前、产中、产后全过程进行监控。品种纯度的检验方法很多,目前应用最广泛的是根据检验场所分的田间纯度检验、室内纯度检验和田间小区种植鉴定。
1 品种纯度的田间检验
1.1 田间检验的目的
田间检验的目的是核查种子田的品种特征特性是否名副其实,以及影响种子的各种情况,从而根据这些检验的质量信息,采取相应的措施,减少剩余遗传分离、自然变异、外来花粉、机械混杂和其他不可预见的因素对种子质量产生的影响,以确保收获时符合规定的要求。种子质量的高低主要是在田间生产过程中形成的,因此做好制种田田间检验对于确保种子质量格外重要。
1.2 田间检验的作用
在种子生产过程中,田间检验可以起到以下作用:一是检查种子田的隔离情况,防止外来花粉污染而造成纯度降低;二是种子生产技术的落实情况,特别是去杂去雄情况;三是检查田间生长情况,特别是花期相遇情况;四是检查品种的真实性和鉴定品种纯度,判断种子生产田生产的种子是否符合种子质量要求,报废不合格的种子生产田,防止低纯度的种子对农业生产的影响;五是通过田间检验,为种子质量认证提供依据。
1.3 田间检测的注意事项
一是熟悉和掌握田间检验方法和田间标准、种子生产的方法和程序,对被检作物有丰富的知识,熟悉被检品种的特征特性。二是掌握安全隔离。无论是时间隔离、空间隔离,还是障碍物隔离,一般要控制外来花粉干扰,防止生物学混杂。三是掌握最佳田检时期。一般分苗期、花期和成熟期3个时期进行,花期是关键。苗期检验性状为幼苗叶色、叶鞘颜色、叶型;花期检验性状为株高、茎秆粗细、叶片形状、叶片数及上冲程度、花药及花丝颜色、雄穗护颖颜色及主轴长度、分枝多少等;成熟期检验性状为穗位高低、穗型、穗轴颜色、双穗率、果穗苞叶长度、粒型、粒色等。四是掌握正确的田检方法。在对基本情况了解的前提下,正确划分检验区和设点取样。同一品种、同一来源、同一繁殖世代、耕作制度和栽培管理相同而又连在一起的地块可划分为一个检验区。一般来说,总样本的大小(包括样区大小和样区频率)应符合4N原则。取样点分布应覆盖整个种子田,而且应随机和广泛取样,根据种子田地块形状和大小选择对角线式、棋盘式、梅花式或方格式等,但取样点距地块边缘必须在5m以上。检验时宜采用主要性状来评定品种真实性和品种纯度。当仅采用主要性状难以得出结论时,可使用次要性状。检验时沿行前进,以背光行走为宜,以朝露未干时为好,尽量避免在阳光强烈、刮风、大雨的天气下进行检查。
2 品种纯度的室内检验
种子在收获、脱粒、加工等过程中都有可能造成机械混杂,因此在田间检验的基础上必须进行品种真实性和一致性的室内检验。依据原理检验方法可分为形态鉴定法、物理化学鉴定法、生理生化鉴定法、细胞学鉴定法和分子生物学鉴定法5大类。杂交玉米种子纯度室内检验常用的方法可归纳为籽粒形态鉴定法、幼苗或植株形态鉴定法和电泳法。
2.1 籽粒形态鉴定法
该方法是根据粒型、粒色、粒顶部形状、顶部颜色及粉质多少、胚的大小、形状、胚部皱褶的有无、多少、花丝遗迹的位置与明显程度、稃色、籽粒上棱角的有无及明显程度等进行区分,具有快速、简单、经济的特点。但因主要依据外部形态由感官鉴别,对一些外部形态差异不大的品种鉴别准确性较差,因此在应用上存在一定的局限性。
2.2 幼苗或植株形态鉴定法
该方法主要是以幼苗或植株表现出的不同特征为依据进行检验。可根据芽鞘的颜色、长短、叶型、叶色、叶片上茸毛的多少、中胚轴和气生根的颜色等综合鉴别。幼苗形态鉴定可与发芽率鉴定同时进行,简单易行。但易受环境因素及籽粒大小、饱满程度等的影响而引起较大误差。然而由于杂交种均具有杂种优势,其长势旺盛,比自交株粗壮、长势快、次生根多,因此用此法鉴别杂交粒与自交粒比较适用。该方法可与籽粒形态鉴定法同时进行。在形态鉴定的基础上,将形态特征一致的籽粒进一步进行幼苗或植株形态鉴定,可减少鉴定误差。该方法要求操作人员业务水平较高,必须熟悉鉴定品种的特征特性。
2.3 电泳法
该方法主要利用电泳技术对品种的同工酶及蛋白质的组分或DNA和RNA的指纹进行分析,找出品种间差异的生化和分子指标,依次区分不同品种,测定品种纯度。目前常用的电泳方法有以下几种:同工酶电泳法;玉米蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳法;玉米醇溶蛋白等电聚焦电泳法;玉米醇溶蛋白高压液相色谱法。
室内鉴定法应注意以下几点:一是样品代表的种子批最大量不超过4 000kg,样品重不低于1 000kg;二是籽粒形態鉴定和幼苗形态鉴定时,首先要了解样品的基本情况,随机从送验样品中数取400粒种子,鉴定时需设重复,每个重复不超过100粒;三是电泳法一般每个样品测定200粒种子,分2次重复,每个重复100粒,如果只测定真实性,鉴定100粒即可。
3 品种纯度的小区种植鉴定
3.1 小区种植鉴定的作用
小区种植鉴定是目前鉴定品种真实性和测定品种纯度最重要、最可靠、最准确的方法。其作用可分为前控和后控2种。前控可在种子生产的田间检验期间或之前进行,据此作为淘汰不符合要求的种子田的依据之一;后控是通过小区种植鉴定来检测生产种子的质量,也是我国农作物种子质量监督抽查工作鉴定种子样品的的主要手段之一。
3.2 小区种植鉴定的依据
小区种植鉴定主要依据植株性状,雄、雌穗和籽粒性状等品种间的差异来鉴定品种纯度。鉴定过程中,首先应考虑主要性状和特殊性状,必要时再考虑次要性状和易变性状。主要性状是品种所固有的、不易变化的明显性状,如轴色、花丝颜色等;特殊性状指某些品种所特有的性状,如花丝遗迹明显与否、苞叶顶端有无小叶等;次要性状指细小的、不易观察的性状,如叶鞘茸毛、小穗护颖、花粉育性等;易变性状指易随外界条件的变化而变化的性状,如株高、茎粗等。
3.3 小区种植鉴定的注意事项
一是要有标准样品作对照。标准样品应尽可能代表品种原有的特征特性,且与官方认可的样品没有显著差异。二是试验地应选择前茬无同类作物和杂草的田块,且土壤均匀、肥力一致,并有适宜的栽培管理措施。三是为便于观察和鉴定,小区设计要合理,种植株数要适宜。一个样品所种植株数要根据国家种子质量标准的要求而定,若纯度标准为X%=(N-1)×100%/N,种植株数4N即可获得满意结果。四是选择适宜的鉴定时期。小区种植鉴定在整个生长季节都可观察,一般分为苗期、花期、成熟期3个特征特性表现最明显的时期进行鉴定,每次都要记载发现的其他品种和变异株的百分率,最后结果以综合评定为准。