植物遗传育种实验指导书

园林植物遗传育种学实验指导书

实验一 根尖细胞有丝分裂涂抹制片法

一、实验目的与要求

学习植物细胞涂抹制片技术；观察有丝分裂过程中染色体行为。

二、实验原理

各种旺盛生长的植物组织，包括：茎尖、根尖、孢原组织等分生组织、愈伤组织及分化的小孢子、萌发的花粉管，经常进行着细胞分裂。经过适当的取材处理，制片后可进行有丝分裂中染色体动态的观察，这是遗传学上通过细胞分裂观察染色体行为、形态结构、数目，从而进行组织分析，鉴别杂种等常用的制片方法。

三、实验材料与设备

实验材料 ：中国水仙、风信子、柴万年青、郁金香(SX)。

用具和试剂 ：镊子、解剖针、盖片、载片、滤纸、单刃刀片 对氯苯饱和溶液、1NHCl、醋酸地衣红、中性树胶，卡诺 固定液。

四、实验步骤

1.予处理：实验前将鳞茎水培，待根长出久1～1.5cm时，剪取0.5cm长的根尖，立即放入对二氯苯饱和水溶液中，在室温下处理2小时左右，予处理的作用主要是浓缩色体，使之分散，同时抑制纺缍丝形成。在制片过程中，如发现染色体后期的分裂相较多时，说明予处理时间不够。

2.固定：倒掉对氯二苯溶液，用水冲洗两遍，用新配的卡诺固定液固定24h后，可放入冰箱中备用。如果要长期保存则要将根尖转入70%的酒精中。

3.解离：先将固定后的根尖用蒸馏水换洗3～4次，再用1NHCl在60℃(注意要严格控制不超过±5℃)的恒温水浴锅中处理10～20min，然后用蒸馏水换洗3～4次。此步主要是使细胞之间分散开，并软化细胞壁，便于压片，同时也利于染色。 4.染色制片

(1)切片：剔除根冠，在生长锥处切下一小块组织。

(2)染色压片：在切下的组织上滴一滴醋酸地衣红，捣碎，除去大块的渣滓，盖上擦干净的盖玻片，覆一层吸水纸，用食指在上面施加少量压力，勿使盖片移动，用解剖针柄轻敲，可使细胞舒展，染色体散开。好的片子放置显微镜下检查，看到有典型的分裂图像时，可把载玻片在酒精灯上往往返烘烤。

1

园林植物遗传育种学实验指导书

5.脱盖片：先在制片上做好记号，以便于封片时按原位复上，在致冷调节器的冷却台上冷冻，用镊子和单刃刀片慢慢起下来。

6.封片：冰冻脱下的盖片自然干燥后，直接用加拿大树胶或DDPX中性胶封片。注意树胶用量要适当，以正好布满盖片为宜；覆盖盖片时勿太快，防止气泡产生，盖片务必原位复上。

附录Ⅰ：植物细胞有丝分裂过程要点

有丝分裂是一个连续过程，为了研究和描述方便，一般把它分为：间期、前期、中期和未期。

①间期：(Interphase)是分裂前的准备时期，核内发生着一系裂的生化变化，主要是DNA复制和能量的积累，以保证分裂的进行，在分裂间期，细胞核的结构具有明显的核膜、核仁及染色质或染色质丝。

②前期(Prophase)：核内染色质粒或染色质丝逐渐汇合并缩短变形成染色体。每一染色体纵

裂为二，着丝点不分开。核仁、核膜消失，两极出现纺缍丝。

③中期(metaphase)：染色体向赤道移动，最终有规律地排列细胞中部的赤道面上，由两极伸

出的纺缍丝与染色体上的着丝点相连形成纺缍体。

2

园林植物遗传育种学实验指导书

④后期(anaphase)：每条染色体的着丝粒分裂为二。每条染色单体都具有自己的着丝点。 纵裂的染色体单体被纺缍丝拉向两极。呈I型和丁型。

⑤未期(telophase)：两组子染色体到达两极，染色体螺旋结构消失，核仁、核膜重新出现， 纺缍体消失。

⑥胞质分割(cytokinesis)：位于赤道板的纺缍丝逐渐收缩增厚形成细胞板，最后成为细胞膜，一个细胞被分隔成两个子细胞。有丝分裂结束。

五、作业

观察染色体数目，绘制你所看到的图象，并说明属于有丝分裂哪一时期。

3

园林植物遗传育种学实验指导书

实验二 园林植物的引种计划制定

一、实验目的与要求

通过制定园林植物引种计划，加深对理论知识的理解，熟悉引种工作的各项环节，提高组织、领导开展引种工作的实践能力，达到能独立设计园林植物的引种方案，科学有效地进行引种试验的目的。

二、实验原理

不同园林植物种类或品种，对自然条件都有一定的要求，如果得不到满足，生长发育将会受到影响。引种时，要考虑生长地的气候条件，尽可能从纬度、海拔高度、土质条件相似的地区引种。同时还要考虑植物种类的适应性大小以及引入地的栽培管理条件和人的主观能动性等因素。植物适应性的大小，不仅与目前分布区的生态条件有关，而且与系统发育中历史上的生态条件有关。

三、实验材料与设备

借助图书馆、资料室、计算机房 四、选题及资料来源

(1)题目：临沂地区香樟树的引种

(2)资料来源：①图书馆、资料室查阅拟引进植物（品种）的主要特性、选育历史、适宜的生态环境、栽培技术等有关文献资料。②实际调查（有条件时）。

五、实验内容

收集、分析引种材料原产地及引入地的具体资料，进一步审定选题的正确性与引种的可行性。最后根据查阅的相关资料，制定出引种计划。 六、方法与步骤

一()收集（或调查）并整理以下方面的资料

(1)收集有关香樟树的分布、经济栽培意义、生物学特性及系统发育历史等方面的相关资料。

(2)收集有关香樟树原产地的地理、气候、土壤、植被组成等资料。 (3)收集引入地的地理、气候、土壤、植被组成等资料。 (4)收集有关香樟树引种成功的经验、总结报告。

二()根据掌握资料，分析对比原产地和引入地各种因素的相似程度，提高引种的成功率

4

园林植物遗传育种学实验指导书

(1)纬度。 (2)海拔。

(3)气候（光照、温度、雨量和湿度）。 (4)土壤。 (5)植被组成。

(6)栽培历史及栽培管理及经济发展水平。 七、引种计划制定的要求和基本内容 一()要求

(1)本实验为模拟练习，可到图书馆、资料室、计算机房查阅有关资料。选择一定的引种实验报告作为模仿素材，按照课堂讲授的引种理论及模式，收集资料，分类整理，阐述在引入地引入香樟树的必要性。

(2)针对香樟树的生物学特性、原产地（自然分布区）与引进地地理、生态因子的对比分析，提出香樟树引种的论点，论证引种的可行性。

(3)根据引入地的经济发展及栽培管理水平，拟定出相应的引种（驯化）栽培技术或使可能性成为现实的关键措施。 二()引种计划的内容

在充分肯定引种题目的正确性的基础上，明确阐述引种计划所包含的5个方面： 1.引种的必要性

阐述引种植物本身的观赏价值、生态作用等，预测未来社会发展需要的迫切程度和经济、社会、环境效益。 2.引种的可能性

(1)阐述引种植物的生物学特性、系统发育历史和本身可能潜在的适应性。 (2)阐述引进地与引种植物自然分布区、栽培区、引种成功地区的地理、气候、土壤条件及植被组成等。还应该注意到引进地多年一次的灾害性天气。

(3)在对比分析的基础上，找出引种的限制因子，论证引种成功的可能性。 3.确定适宜的采引地、采种方式、引种材料、引种数量、引种的时间 4.制定出相应的引种栽培措施

5.对引种计划中暂时还没有收集到的资料加以说明，并对引种以后可能出现的问题加以讨论 八、思考题

1．制定引种计划的意义何在?

2．根据当地生产需要或育种需要，选择一种园艺植物，制定一份引种计划。 注意：

对收集的资料要科学分析，不能只是简单的罗列。

5

园林植物遗传育种学实验指导书

实验三 有性繁殖园林植物的杂交一代育种计划制定

一、实验目的

通过利用所学杂种优势育种及相关章节的育种知识，制定具体育种计划，加深对所学知识的理解。

二、育种计划制定的依据

优势育种是先使亲本纯化为自交系，然后使纯化的两个自交系杂交获得杂种一代用于生产。当然，亲本也可为品种，但自交系间的F1优于品种间杂交。杂种优势强弱主要决定于亲本自交系或品种的配合力。因此杂种一代的育种实际上包括两个相互关联的育种步骤：一是自交系选育，有些作物还包括不育系、保持系、自交不亲和系等的选育；二是配合力测定，主要进行自变系或品种的配合力测定，筛选优良杂交组合，考虑到F1种子生产的难易，在杂种一代选育过程中应加强对与亲本繁殖和配制杂种有关性状的选择。

(一)亲本的选择和选配

要紧紧围绕育种目标来选择选配亲本。要根据目标性状的遗传规律，注意构成重要经济性状的各目标性状之间的互补和积加，尽量使亲本的优良性状能在F1充分表现出来。亲本的选择选配应从品种开始，然后，在选定亲本品种内选育自交系，这样可以缩小自交系的选育范围，减少以后的工作量。

(二)自交系的选育

优势育种的关键在于选择优良的自变系。自花授粉作物的品种近似自交系，可直接利用基因型纯合的品种作亲本或从品种中经过少数几代选择获得自交系；异花授粉作物应该首先选择优良品种或杂交种强制自交育成纯度很高的自交系。当选定作为亲本的材料是地方品种时，需要采用系谱法，经过连续4～6代的自交、分离、选择，获得性状整齐一致遗传性稳定的纯合自交系，然后再进行杂交组合的选配；当选定的亲本材料已经是一个自交系，但在个别性状上表现不良或不够突出时，就需要对其进行改造。一般可以采用轮回选择法、回交法和多亲聚台改进法来改造和提高自交系的质量。为了加速自交系的选育进度，可采用花粉(药)培养法，培养单倍体植株，然后再使单倍体加倍，获得纯合二倍体。

(三)自交不亲和系的选育

先对初选配合力高的亲本，进行自交不亲和性的测定，选择标准通常是花期自交亲和指数小于0.5或1，蕾期自交系和指数大于5，可用荧光染色快速测定法测定自交不亲和性。初步获得的自交不亲和株系纯度不高，不亲和性不稳定，必须经过多代(一般为4～5代)自交选择。这样选育出来的系统还要测定系内兄妹交的亲和指数，淘汰系内兄妹交亲和指数大于2的系统。常采用以下一些方法：

6

园林植物遗传育种学实验指导书

l.全组混合授将法 把10株的花药等量混合均匀后采粉，授到提供花粉的10株的柱头上，测定亲和指数，优点是比较省工。缺点是如果发现有结实指数超标的组合时，不易判断哪一个或哪几个父本有问题，不便于基因型分析和淘汰选择。

2.轮配法 每一株既作父本叉作母本分别与其他各株交配，包括全部株间组合的正反交和自交。优点是测定结果最可靠，缺点是组合数太多、工作量太。

3.隔离区自然授粉法 把10株栽在一隔离区。任其自由授粉。优点是省工省事，并且测验条件与实际制种条件相似。缺点是要同时测验几个株系时需要几个隔离区，而网室和温室隔离往往使结实指数偏低。

(四)雄性不育系的选育

1.原始不育材料的获得 利用自然变异、人工引变、远缘杂交、自交和品种间杂交、引种等途径获得原始不育材料。

2.核基因雄性不育系选育 下面以一对隐性核基因控制的雄性不育两用系为例介绍选育方法。

(1)选株：依据核不育的特点，应在花期参照花器不育形态选株。同时将入选株花器进行镜检，选留无花粉或花粉粒变形的不育株。

(2)测交得到不育株：应选择几个父本品种测交，以期获得子一代育性分离，比例为半数可育株，半数为不育株。具体做法是用选得的不育株和某些品种测交，同时将测交父本进行自交保存。

(3)测交后代观察：测交一代能育株和不育株比例接近l︰1的组合，应属核质不育类型，择优保存，于下一年进一步将不育株和同系姊妹可育株进行第二次测交，如此继续测交3～5代，获得能育株和不育株分离的比例为1︰l的稳定株系，即为两用系。

3.质核互作雄性不育系的选育

(1)测交及连续回交筛选保持系：以不育株为母本，选用准备作亲本之一的品系内若干可育株作为父本成对杂交，选出F1全为不育株的组合，其母本为不育系，父本为相应的保持系。

随后以保持系自交，同时作为轮回亲本和不育系进行饱和回交，直到不育系和保持系性状一致为止。

(2)人工合成保持系：比较麻烦，只有通过其他途径得不到保持系时，才考虑使用，具体途径请参考《园艺植物育种学》有关雄性不育系选育的章节。

4.雄性不育系的转育 通过上述方法获得了雄性不育系，如其他性状不符合要求或配合力不高时，就需要把雄性不育系的不育性转移到配合力高的系统上去，并要保持原有的优良性状，成为一个新的雄性不育系，这一工作通常采用连续回交和反复选择的方法。具体步骤因作物雄性不育性的遗传类型不同而有部分区别。如甘蓝油菜的质核互作雄性不育系Polima的不育细胞质已被成功地转育白菜中，育成了结球和不结球白菜的质核互作雄性不育系。

7

园林植物遗传育种学实验指导书

(五)配合力测定

杂种优势主要由等位基因间的显性效应和非等位基因间的互作效应造成，杂交组合优势的强弱，主要取决于特殊配合力。在亲本材料的自交纯化、自交不亲和系和雄性不育系选育取得一定进展的基础上，可以通过一般配合力和特殊配合力的测定，确定符合育种目标要求的优良组合，以自交不亲和系或雄性不育系作母本配制杂交种时，配合力的测定采用半轮配法；以自交系配组时，可采用轮配法。

(六)配组方式的确定

1.单交种 是指用两个自交系交配成的杂种一代，主要优点为基因型杂合程度最高，株间一致性强，制种程序简单，是目前常用的一种配组方式。

2.双交种 是由四个自交系先配成两个单交种，再用两个单交种配成用于生产的杂种一代品种。优点是降低杂种种子生产成本，但杂种优势和群体的整齐性不如单交种。

3.三交种 先用两个自交系配成单交种，再用另一个自交系和单交种杂交得到的杂种品种，优点是降低杂种种子生产成本；缺点为杂种优势和群体的整齐度不如单交种。

4.综合品种 将多个配合力高的异花授粉或自由授粉植物亲本在隔离区内任其自由传粉所得到的品种，适应性更强，但整齐度较差。 三、育种计划制定的内容

育种工作者在开始工作之前，应该有一个较为完整的育种计划方案，以免事倍功半。育种计划的制定因育种目标、选育方法、环境、人力和物力条件而异，无固定模式可循。

下面以园林植物作物甘蓝为例，说明甘蓝杂种一代新品种选育计划设计方案的制定以供参考。

(一)确定育种目标及达到的技术经济指标

目前，从甘蓝生产及市场发展趋势分析，今后甘蓝的总需求量不会大量增加，但期望周年均有甘蓝供应，并且要求高品质、小型化。因此，优质抗病丰产是目前及今后一个时期内甘蓝育种的主要目标。

国家“七五”及“八五”攻关项目“甘蓝新品种选育技术研究”专题，具体的育种目标为： 1.品质叶球外观符合当地消费者的要求，叶球帮叶比不高于30%；叶球紧实度0.5以上，球内中心柱长不超过球高的1/2；叶质脆嫩，风味品质优良，无异味；维生索C每100g含量在45mg以上，粗纤维少。

2.抗病性抗病毒病(TuMV)兼抗黑腐病。 3.产量高于同类主栽品种10%。 (二)技术路线及实施方案

1.通过多种途径广泛收集甘蓝种质资源，为项目的实施打下基础，对收集到的资源材料进行整理与观察。在当地甘蓝种植季节，在田间设观察圃地进行栽培，按当地的种植习惯，在同样的栽培管理条件下，对其植物学性状和生物学特性作观察鉴定。观察记录项目有：

8

园林植物遗传育种学实验指导书

(1)植物学性状：株高、开展度、外叶叶形、叶片大小、外叶数、叶色、叶面特征、叶球形状等。

(2)生物学特性：整齐度、抗病性(主要是病毒病、黑腐病等)、产量(包括全株重、叶球重)、净菜率、紧实度、生育期等。

通过观察鉴定从中初步选出基本符合育种目标，并有利用价值的原始材料，进一步自交纯化，选出优良的自交不亲和系。

2.自交不亲和系的选育 甘蓝是典型的异花授粉植物，杂种优势十分明显，加之群体内自交不亲和基因频率较高，通过选择可以得到稳定的自交不亲和系供配制杂种一代之用，因此杂种优势已成为目前甘蓝育种最为主要的育种途径。

甘蓝杂优利用的正常工作程序是先从配合力强的品种中选育经济性状好的自交不亲和系，再用选出的自交不亲和系配成不同的组合，测定其产量及其他经济性状，最后选出最佳组合。但为了缩短育种年限，一般都采取经济性状选择纯化，自交不亲和系选育和配合力测验等工作同时进行的育种程序。在以上程序中，自交不亲和系的选育决定了能否获得理想的亲本，是甘蓝杂种一代选育的关键。

自交不亲和系的选育以选择具有良好经济性状，符合育种目标的地方品种、常规品种或F1品种作为选育自交不亲和系的亲本材料。在S0代进行单株自交，每品种可入选20～30株进行自交不亲和性测定。在严格的隔离条件下，花期自花授粉测定亲和指数，同时在相同植株的不同花枝上进行蕾期自交授粉，以保存种子和测定蕾期亲和指数。对初选出的优良自交不亲和植株，还应连续进行花期和蕾期自交分离、纯化，并严格测定自交不亲和性。每代都注意选择那些自交不亲和性与经济性状综合表现好，抗病性强的植株留种(每系统10株左右)，直到自交不亲和性稳定为止。优良的自交不亲和系除要求系统内所有植株花期自交都不亲和外，还要求同一系统内所有植株在正常花期内相互授粉也表现不亲和。一般在S3、S4代可采用混合花粉授粉法(取四五株花粉混合)或成对法进行花期系内兄妹交测定亲和指数，如测定结果为不亲和，即为自交不亲和系，花期亲和指数(指花期授粉每朵花平均结籽数)以小于0.5或1作为实用标准，蕾期授粉亲和指数一般要求5以上。育成1个优良的自交不亲和系一般四五代。

3.在自交不亲和系选育和经济性状鉴定的同时，对甘蓝材料抗病性进行鉴定 利用危害当地甘蓝的芜菁花叶病毒(TuMV)的代表性毒源及黑腐病菌，进行苗期室内人工接种鉴定，并与田间自然鉴定相结合，筛选出单抗和复合抗性表现较好的抗原材料。

4.对品质进行鉴定 利用感官鉴定法进行甘蓝外观、风味和质地的鉴定；利用理化方法分析帮叶比、叶球紧实度、中心柱长，以及纤维素、维生素C、可溶性固形物的含量等，以筛选出符合要求的优质材料。

5.配合力测定 用筛选出的符合育种目标的自交不亲和系，按照Griffing(1956)完全双列杂交的第四种方案或格子方法制定杂交计划，进行配合力测定，选配优质、多抗(抗TuMV兼抗黑腐病)、丰产的甘蓝杂种一代组合。

9

园林植物遗传育种学实验指导书

6.品种比较试验和区域性试验 将通过上述育种程序和鉴定方法选育出的优良组合，进行品比试验和区域性试验，以确定其在生产上的应用价值和品种的区域适应性，这两项工作可同时进行，选育出符合育种目标的甘蓝杂种一代品种。

7.亲本的扩大繁殖及一代杂种生产 从品比试验的后期开始，就要对表现突出组合的亲本适当扩大繁殖。一方面增加亲本种子数量，另一方面扩大F1种子量。在进行生产试验的同时，研究该组合的杂交制种技术，建立杂交种生产基地，以便新品种迅速推广。

(三)甘蓝杂种一代选育程序

四、实验内容

选择1种有性繁殖的园林作物，根据市场和生产需求，结合该物种的繁殖特性及现有种质资源和品种现状，制定1个杂种一代育种计划。

10

园林植物遗传育种学实验指导书

实验六 园林植物优良单株的选择

一、实验目的

熟悉和掌握园林植物优良单株选择的原理和方法。

二、实验材料

仙客来、报春、石竹、百日草等。

三、实验用具

皮尺、围尺、滑杆、标签、记录板等。

四、实验原理

园林植物的群体中经常存在一些变异类型。在相对一致的栽培与环境条件下，这些变异个体的性状表现存在着不同程度的差异。按照一定的标准，通过合理的方法将综合性状表现好的优良单株选择出来，可大大提高其观赏和应用价值，可能获得优新株系或品种。

五、方法与步骤

一）方法：百分制综合评分法 二）步骤：

1、初选：根据株选标准对选植株进行测量、登记和评分，推出优良的候选单株。 2、复选：在各组初选的基础上，全班进行复选，选出特优者； 3、决选：经观测确定优良遗传特性是稳定可靠的，即可投入生产。

六、作业与思考题

1、对 20 株以上的材料进行观测记载，填写好单株记载表（要求有原始数据表和评分表）。

2、对选出的优良单株进行描述介绍。

3、根据生产应用实际，制定出仙客来、石竹或百日草的单株选择评分标准。

附：桂花单株选择标准及评分办法 一、冠形（ 20 分）

球形或半球形 16 ～ 20 分；卵圆形 10 ～ 15 分；不规则形 1 ～ 9 分。 二、冠幅与树高比（ 15 分）

冠幅 / 树高 >1/2 10 ～ 15 分；冠幅 / 树高 <1/2 1 ～ 9 分。 三、树冠浓密度（ 10 分）

16

园林植物遗传育种学实验指导书

浓密 7 ～ 10 分；中等 4 ～ 6 分；稀疏 1 ～ 3 分。

四、生长势（ 10 分）

生长旺盛 7 ～ 10 分；生长中等 4 ～ 6 分；生长势差 1 ～ 3 分。 五、花多少（ 20 分）

花量大 15 ～ 20 分；花量中等 10 ～ 14 分；花量少 1 ～ 9 分。 六、花香气（ 10 分）

香气浓 7 ～ 10 分；香气一般 4 ～ 6 分；香气淡 1 ～ 3 分。 七、花期（ 15 分）

开花早、花期长 10 ～ 15 分；花期中等 6 ～ 9 分；开花晚、花期短 1 ～ 5 分。

附表 1 ：桂花单株选择原始数据记载表

生长势 冠幅 植株编号 冠形 （ m ） （ m ） 浓密度 cm 1 2 3 ……

附表 2 ：桂花单株选择评分表

树体（ 55 分） 项目 冠幅 / 树得分 编号 冠形 高 20 分 15 分 1 2 3 4 …… 10 分 10 分 20 分 10 分 树冠浓密度 生长势 花多少 花香气 15 分 分 花期 综合评花朵（ 30 分） 树高 树冠 （地径） 花量 香气 花期 备注

17

园林植物遗传育种学实验指导书

实验七 植物有性杂交技术

一、 实验目的与要求

通过实验掌握有性杂交技术。

二、实验原理

杂交是基因重组的过程。通过杂交可以把亲本双方控制不同性状的有利基因综合到杂种个体上，使杂种个体不仅双亲的优良性状，而且在生长势、抗逆性、生产力等方面超越其亲本，从而获得某些性状都更符合要求的新品种。

三、实验材料与设备

实验材料：月季、菊花、桃花。 实验用具：毛笔、镊子、标签、纸袋。

四、实验步骤

1、亲本选配：根据育种目标和亲本选配的原则选配亲本； 2、杂交母株的选择：

选选择生长健壮、开花结实正常的优良单株作为母株。在母株数量较多时，一般不要在路旁或人流来往较多的地方选择，以确保杂交工作的安全。去雄的花朵以选择植株中上部和向阳的花为好。每株（或每株）保留3～3朵花较好，种子和果实小的可适当地多留一些，多余的摘去，以保证杂种种子的营养。 3、花期调整：

杂交育种时，有时选择的两个杂交亲本开花时间不一致，使得难于进行杂交，在这种情况下，就需对开花期进行调整或收集父本花粉贮藏等。植物开花与温度、光照等因素有关。掌握了植物生长发皮育规律，就可通过采取适当的栽培措施，调节温度、光照或采用植物生长调节剂等手段对植物进行处理，使开花时期能满足杂交要求。在调整花期前，首先应弄清楚影响植物花期的主要因子是什么，然后再采用相应的措施调整开花期。 4、隔离：

两性花的品种为防止自交，杂交前需将花蕾中未成熟的花药除去。去雄时可用手或镊子，同时注意尽量不要碰伤雌蕊。去雄时如果工具被花粉污染，须用70%以上的酒粉消毒，去雄后立即套袋以免其他花粉干扰。风媒花可用纸袋，虫媒花可用细纱布袋。袋子应两端开口，套上后上端向下卷折，用回形针夹住，下端扎在枝上，在扎口周围最好垫上棉

18

园林植物遗传育种学实验指导书

花，防止昆虫钻入或夹伤花枝。对于不需要去雄母本花朵，也必须套袋，以防止外来花粉影响。对于同一朵花的花药开裂时间较长的花卉，如山茶，它的父本花朵也应在开花前套上袋子隔离。套袋上挂上纸牌或塑料牌，用铅笔注明去雄日期。 5、花粉采集：

花粉收集：为了保证父本花粉的纯度，在授粉前对将要开放的发育好的花勒或花序必须应先套袋隔离，以免掺杂其他花粉，待花粉成熟散粉时，可直接采摘父本花朵，对母体进行授粉。也可以把花朵或花序剪下，在室内阴干后，收取花粉

6、花粉贮藏：对于双亲花期不能相遇或亲本相距很远的植物种类，如果父本花先于母本花开放，可将父木花粉收集后，妥善贮藏或运输，待母本花开放时再进行授粉，从而打破杂交育种中双亲时间上和空间上的隔离，扩大杂交育种范围。 7、授粉：

待柱头分泌粘液或发亮时，即可授粉。为确保授粉成功，最后两三天内重复授粉2～3次，授粉工具可为毛笔、棉球等。对于风媒花，由于花粉多而且干燥，可用喷粉器授粉。使用喷粉器时，可不解除套袋，而在套袋上方钻一小孔喷入。授粉工具授完一种花粉后，必须用酒精消毒，才能授另一种花粉。授粉后立即封好套袋，并在挂牌上标明杂交组合、授粉日期、授粉次数等。待数日后柱头萎蔫即可将套袋除去，以免妨碍果实生长。 8、果实发育期的养护管理:

杂交后要细心管理，创造良好的、有利于杂种种子发育的条件。有的花灌木要随时摘心、去蘖，以增加杂交种子的饱满度。同时注意观察记录，及时防治病虫和人为伤害。 9、杂种种子的采收：

由于不同植物、不同品种种子成熟期有一定差异，须注意适时采种。对于种子细小而又易飞落的植物，或幼果易为鸟兽危害的植物，在种子成熟前应用纱布袋套袋隔离。杂种成熟后，采收时连同挂牌放入牛皮纸袋中，注明收获时期，分别脱粒、贮藏。 10、杂种后代分析。

五、作业

1、观察描述杂交植物的花部构造，开花习性； 2、详细记录杂交过程。

19

园林植物遗传育种学实验指导书

实验八 植物多倍体的诱发

一、 实验目的与要求

了解植物多倍体的形态和组织结构的特征，学习形态上的鉴定方法，了解能够用秋水仙素诱发植物多倍体的一般方法。

二、实验原理

目前，人工诱导植物多倍体常用秋水仙素溶液进行处理。秋水仙素（ colchicine ）又称秋水仙碱，是从百合科植物秋水仙中提炼出来的一种植物碱，分子式为 C22H 25O6N ，溶于酒精、氯仿和冷水中。秋水仙素诱导多倍体的机理，在于其抑制细胞分裂时微管的聚合过程，阻止纺锤丝的形成，使已分裂的染色体不能迁向细胞的两极，细胞中间也不形成新的核膜，从而形成一个核内染色体加倍的细胞；加倍细胞继续分裂便形成多倍体的组织器官，进而发育成为多倍体植株。

随着植物染色体倍性的变化，其形态和特性也会发生相应的变化。与二倍体相比，多倍体植株常表现叶片宽厚、表面粗糙、叶柄粗短，茎粗枝少，气孔数目减少、保卫细胞变大，叶绿素增加；花、果实、种子等器官较大、花瓣较多、花色浓艳，花粉量减少、花粉粒增大、花粉育性降低，开花和结实期延迟等。因此，除准确地进行花粉母细胞或根尖分生组织细胞的染色体计数外，也可根据形态特征和生长特性对多倍体进行间接的鉴定。

三、实验材料与设备

实验材料：凤仙花、矮牵牛、悬铃木等园林植物的种子或幼苗

仪器及药品：显微镜、电子天平、镜台测微尺、目镜测微尺、目镜测微网、培养箱、镊子、刀片、游标卡尺、钢卷尺、载玻片、盖玻片、培养皿、量筒、烧杯、容量瓶、滴管、秋水仙素、酒精、蒸馏水、碘、碘化钾、对氯二苯、卡诺固定液、卡宝品红溶液等。

四、实验步骤

1、多倍体的诱导

1）秋水仙素溶液的配制 称取 1g 秋水仙素粉末，先溶于少量酒精中，然后加冷水定容至 100ml ，配成 1％质量浓度的母液，装于棕色瓶内，1～4℃冰箱保存备用，使用时再稀释成所需要的浓度。 2）秋水仙素处理

20

园林植物遗传育种学实验指导书

常用浸渍法、滴液法、涂抹法、注射法、离体法等。可根据处理的组织器官采用其中的一种。

①浸渍法：可浸渍幼苗、新梢、腋芽、插条、接穗、种子等。对种子进行处理时，先用清水浸种（发芽慢的种子应催芽），使种子处于萌动状态；然后用 0.1% ～ 0.5% 的秋水仙素溶液浸泡种子，一般处理 24h 左右；浸泡后用清水洗净，略阴干后播种，为了促进生根，可在处理液中加入适量的生长素。

②滴液法：对幼苗进行处理，待子叶展开时，将 0.1% ～ 0.5% 的秋水仙素溶液滴在生长点上，每天早中晚各滴一次，连续处理 2 ～ 3d 。为使药液不会很快蒸发，提高处理效果，可在幼苗生长点处放一脱脂棉球，将秋水仙素溶液滴在棉球上。如天气干燥、蒸发快，中途可滴加蒸馏水保持药液浓度；处理结束后，用清水冲洗数次，将植株上残存药液充分洗净，注意加强管理，并经常观察记载。

③涂抹法：用羊毛脂、琼脂或甘油将秋水仙素按一定浓度配成乳剂，涂抹在幼苗或枝条的顶端，处理时间 24 ～ 48h ；处理部位要适当遮盖，以减少蒸发和避免雨水淋洗。 ④注射法：采用微量注射器将一定浓度的秋水仙素溶液注入植株的顶芽或侧芽中。 ⑤离体法：在组织培养过程中，将适量的秋水仙素加入培养基，经短期培养后，再转入无秋水仙素的培养基中继续培养，便可获得多倍体。此法诱变率高，易得到同质纯合的多倍体。 2、多倍体的鉴定

一般采取先间接鉴定，再直接鉴定的方法。 1）间接鉴定法 常采用的鉴定方法有 3 种。

①外部形态鉴定：观察四倍体与二倍体幼苗，从叶片厚度、颜色深浅、植株生长强弱等方面加以区别。一般多倍体表现为茎粗壮，叶厚而皱，叶色变深，生长速度减慢，花器变大等。

②气孔鉴定：借助刀片和镊子撕取一小块叶片下表皮（应呈透明薄膜状），置于载玻片上，滴一滴蒸馏水或 I2 -KI 溶液，加上盖玻片，在显微镜下观察气孔的密度，并用目镜测微尺测量气孔保卫细胞的长 度 × 宽度 ；统计气孔保卫细胞中叶绿体的数目。测定50个气孔的大小及其保卫细胞中叶绿体的数目，计算平均值。多倍体的气孔一般比二倍体长，单位面积气孔数比二倍体少，保卫细胞内叶绿体数目比二倍体多。 测量气孔长度的方法：先求目镜测微尺每小格的长度换算值。在显微镜下看准目镜测微尺与镜台测微尺前后两个完全重叠的刻度，数出双方两个重叠刻度间所包括的小格数

21

园林植物遗传育种学实验指导书

目，依下式将目镜测微尺每小格换算为实际长度微米（ μ ）。

目镜测微尺每小格长度（ μ ）＝镜台测微尺小格数×每小格的长度（ μ ） / 目镜测微尺小格数。

用目镜测微尺量出气孔长、宽的格数，乘以换算值即得实际长度（ μ ）。当变换显微镜的目镜、物镜的放大倍数时，须重新调整换算值；不同的显微镜，即使用同样的放大倍数观察，也必须分别测算其换算值，不能彼此代用。 气孔的密度用目镜测微网测量，计算单位面积气孔的数目。

③花粉粒鉴定：将四倍体与二倍体的新鲜花粉撒于载玻片上，于显微镜下观察花粉的形态和大小；测定 100 个花粉粒的直径，计算其平均值。多倍体产生的花粉一般比二倍体大。

通过以上间接方法，初步鉴定出多倍体的可能植株，进一步进行直接鉴定。 2)直接鉴定法 直接用诱变植株的根尖细胞或花粉母细胞制片染色，在显微镜下检测染色体的数目是否真正加倍。

五、作业

实验结果分析

1、统计不同药液浓度、不同处理方法及不同处理时间处理后多倍体植株的诱导率。

供试材料 药液浓度 处理方法 处理时间 处理试材数 变异株数 诱变率 备注

2、观察变异植株（四倍体）与对照植株（二倍体）的形态特征，将观测结果填入下表：

供试材料 染色体数目 气孔密叶片形态 度 气孔(长保卫细胞花粉粒直×宽) 叶绿体数 径 备注 二倍体（2X） 四倍体（4X） 作业及思考题

列表说明四倍体及二倍体凤仙叶子形态及气孔的区别？解释造成这种不同的原因？

22

园林植物遗传育种学实验指导书

实验九 园林植物良种种子品质检验

一、实验目的

了解种子检验的程序及其在农业生产上的意义。初步掌握园林植物种子播种品质检验的原理、方法及其实验技术。掌握种子含水量、种子净度、种子千粒重、种子发芽力、种子生活力等种子品质的检测方法。 二、实验原理

种子是农业生产中基本资料，同样也是农业和农民赖以发展的最基本的生产资料，其质量的优劣关系到国计民生。种子检测则是判断种子质量高低的一套科学、标准的技术体系，对农业尤其是种子生产、使用、流通乃至国际性贸易，有着重大意义。

园林植物种子播种品质检验则是根据种子的外形形态特征、内在的生理生化状态以及给定条件下的生长发育表现，对发芽率、净度、千粒重等品质指标进行测定，鉴定其是否符合播种要求，判断其种用价值的一套科学的、标准的方法体系。 三、材料及用具

（一）材料 （二）用具

检验桌、分样器、天平、套筛、培养皿、镊子、放大镜、毛笔、光照培养箱、滤纸、电热恒温鼓风干燥箱、铝盒、坩埚钳、干燥器等。 四、实验内容

（一）净度分析（purity analysis）

种子净度分析主要是测定供检样品中净种子、其他植物种子和杂质三种成分的百分数。净度分析测定供检样品不同成分的质量百分率和样品混合物特性，并据此推测种子批的组成。分析时将试验样品分成三种成分：净种子、其他植物种子和杂质，并测定各成分的质量分数。

种子净度是指本作物净种子的质量占样品总质量的百分率。种子净度是衡量一批种子种用价值和分级的依据。

净种子、其他植物种子、杂质的区分标准是：

1.净种子（pure seed）：凡能明确地鉴别出它们是属于所分析的种（除已变成菌核、黑穗病孢子团或线虫瘿外），即使是未成熟的、瘦小的、皱缩的、带病的或发过芽的种子单位（真种子、瘦果、颖果、分果和小花等）都应作为净种子。大于原来大小一般的破损种子单位也算为净种子。

2.其他植物种子（other seed）：除净种子以外的任何植物种子单位。

3.杂质（inertmatter）：除净种子和其他植物种子外的种子单位和所有其他物质及构造。

（1）非常明显不含真种子的种子单位。

23

园林植物遗传育种学实验指导书

（2）破损或受损的种子单位的碎片为原来大小的一半及以下的。 （二）含水量测定

种子含水量是影响其生活力和安全贮藏的一个重要指标。其测定方法通常有烘干减压法（低温干燥法、130℃高温快速法和高水分预先烘干法）和电子水分速测法。测定方法的选择是以种子的水分生理状态和油份含量为依据。若种子中油份含量较高，温度过高，则油分易挥发，使样品水分散失量增加，水分百分率的计算结果偏高。所以，应选择适宜测定方法，严格控制温度。

（三）发芽力测定

其目的是测定种子批发芽的最大潜力，估测田间种子用价。通常以发芽势和发芽率表示。种子的发芽率与发芽势是不同的两个概念，不应混为一谈。在测定种子发芽率的同时，也应该测定一下种子的发芽势，以便于合理的、准确的确定单位面积的播种量和播种深度，做到一次播种保全苗。

种子发芽率是指发芽试验的终期，在规定的日期内全部正常发芽种子数占供试种子的百分率，即发芽率（%）=（规定日期内全部发芽种子粒数÷供试种子粒数）×100。其值高，表示种子生命力强。

种子的发芽势是指发芽试验的初期，规定的日期内正常发芽种子占供势种子数的百分率，即发芽势（%）=（规定天数内发芽种子粒数÷供势种子粒数）×100。其值高，表示种子的出苗率高。

不同的植物观测发芽率与发芽势的时间不同。发芽率表明某批种子有多少能发芽，而发芽势则表明该批种子的发芽活力，发芽势数值大，说明种子活力旺盛。一般新种子发芽势强，陈旧种子发芽势弱。发芽率能近似地反映出苗率，发芽势表明种子的活力高低。发芽势高的种子，其种子的活力高，出苗齐而壮，而发芽率高的种子出苗率高，但苗不一定整齐，也不一定粗壮。

种子发芽率和发芽势的测定方法如下：

标准方法： 国家有关部门规定了种子发芽率和发芽势的标准检测程序。核心部分是控制好温度和湿度。方法有滤纸法、毛巾法、沙培法等。滤纸法：在培养皿中铺上二三层滤纸，滴水使其湿润，种子摆在上面，种子上面覆盖二三层滤纸，滴水使其湿润，将培养皿盖好，放在恒温箱内，保持25恒温。每天加水两次，加水量控制在滤纸不干、培养皿内不积水即可。毛巾法：将毛巾煮沸消毒，种子摆在毛巾上，卷成疏松的卷，扎住两头，放在恒温箱内，保持25恒温，以后经常喷水，保持毛巾湿润。沙盘法：在塑料盘中铺一层干净细沙，种子摆在上面，然后用细沙覆盖，滴水使沙湿润，放在恒温室内，保持25。C恒温。做发芽用的种子样本规定为200粒，分4组，每组50粒。

简便方法： 没有恒温箱可以用暖水瓶代替。用暖水瓶盛半瓶约30。C清水，把用纱布包好的种子浸入水中6小时后，将纱布袋提起，悬于半空。每天换水1次，4~7天就可发芽。也可以用体温代替恒温箱：在衣服内侧做一兜，将浸湿的种子放入塑料袋装

24

园林植物遗传育种学实验指导书

入兜中。用这种方法测得的发芽率往往低于实际发芽率。如果测出的发芽率高于标准，则可以放心用；如果低于标准，尚不能确定种子不合格。

1.正常幼苗：在良好土壤及适宜水分、温度和光照条件下，具有继续生长成为良好植株潜力的幼苗。

（1）完整幼苗：幼苗所有主要构造生长良好、完全、匀称和健康。

（2）带有轻微缺陷的幼苗：幼苗的主要构造出现轻微缺陷，但在其他方面仍能比较良好而均衡发育，可以比得上同一试验中的完整幼苗。

（3）次生感染的幼苗：幼苗明显地符合上述的完整幼苗和带有轻微缺陷幼苗的要求，但已受到来自种子本身的真菌或细菌的病原感染。

2.不正常幼苗：指生长在良好土壤环境及适宜的水分、温度和光照条件下，表现不能生长成为良好植株潜力的幼苗。

（1）损伤的幼苗：幼苗的任何主要构造残缺不全，或受严重生理的和不能恢复的损伤，以至于不能均衡生长者。

（2）畸形或不匀称的幼苗：幼苗生长细弱，或存在生理障碍，或其主要构造畸形或不匀称者。 （3）腐烂幼苗：由初生感染（病源来自种子本身）引起的幼苗主要构造发病和腐烂，以至妨碍其正常生长者。

3.不发芽的种子：在规定条件下试验时，末期仍不能发芽的种子。 （1）硬实：由于不能吸水而在试验期末仍保持坚硬的种子。

（2）新鲜种子：在发芽试验条件下，既非硬实，又不发芽而保持清洁和坚硬，具有生长成为正常幼苗潜力的种子。

（3）死种子：在试验末期，既不坚硬，又不新鲜，也未产生幼苗生长迹象的种子。

（四）种子生活力测定

五、方法与步骤

（一）重型混杂物的分离称重

（1）将各种园林植物种子的送检样品称重，记为Mg.

（2）挑出与供验种子大小或重量上有明显差异且严重影响测定结果的混杂物（如土块、小石块或小粒种子中混有的大粒种子等），称重后再将其分离为其他植物种子和杂质，再次分别称重，三次称重结果分别记为M、M1、M2。

（二）含水量测定 1.低温干燥法：

（1）将铝盒于烘箱内烘干、干燥器内冷却后标号、称重，记作m； （2）烘箱预热至115℃；

25

园林植物遗传育种学实验指导书

（3）从步骤（三）即净度分析后获得的净种子中，用电子天平（感量为0.001g）称取2份试样，各4.5~5.0g（此处若用直径等于或大于8cm以上的铝盒，试样量则为10g），置于标号的铝盒中摊匀，称重，记为m1；

（4）将试样的铝盒，迅速置于盒盖上放入预热的烘箱，5~10min，将温度调至103℃±2℃，烘干8h，盖好盒盖，用坩埚钳取出，于干燥器内冷却30~45min后称重，记作m2。

2. 130℃高温烘干法：

其程序与低恒温烘干法相同。只是菜豆属、豌豆、西瓜种子烘干前必须磨碎。烘箱预热温度为140~145℃，烘干时保持温度130℃，试样烘干时间缩短为1h。

（三）发芽力测定

（1）数取试验样品：净度分析后，充分混合的净种子。随机数取400粒。通常以100粒为一次重复，大粒种子或带有病原菌的50粒，甚至可以再分为25粒为一次重复。复胚种子单位可视为单粒种子进行试验，不需弄破（分开）。

（2）选用发芽床：《规程》对各种作物的适宜发芽床有具体规定。通常小粒种子选用纸上；大粒种子选用沙床或纸间；中粒种子选用纸床、沙床均可。

一般用滤纸、吸水纸作纸床。纸上是指将种子放在一层或多层纸上发芽；纸间是将种子放在两层纸中间。将纸床放在培养皿内，置于保湿的发芽箱进行发芽。沙床包括沙上（即种子压入沙的表面）、沙中（即种子播在平整的湿沙上，然后根据种子大小加盖10~20mm厚度的松散沙）。沙子使用前必须洗涤和高温消毒。当纸床或沙床上幼苗出现植物中毒症状或对幼苗鉴定发生怀疑时，为了比较或有某些研究目的，才采用土壤作为发芽床。

（3）加水：纸床应吸足水分后，再沥去多余的水即可。沙床加水应为最大持水量的60%~80%。土壤加水至手握土黏成团，再用手指轻压就碎为宜。

（4）置床培养：将数取的种子均匀地排在湿润的发芽床上，粒与粒之间应保持一定距离。在培养器上贴上标签，放在《规程》规定的条件下进行培养。发芽期间要经常检查湿度、水分和通气状况。如有发霉的种子应取出冲洗，严重发霉的应更换发芽床。

（5）幼苗鉴定：鉴定要在主要构造已发育到一定时期进行。每株幼苗都必须按《规程》规定的标准进行鉴定。根据种的不同，试验中绝大部分幼苗应达到：

子叶从种皮中伸出（如莴苣属）、初生叶展开（如菜豆属）。尽管一些种如胡萝卜在试验末期，并非所有幼苗的子叶都从种皮中伸出，但至少在末次计数时，可以清楚地看到子叶基部的“颈”。

在计数过程中，发芽良好的正常幼苗应从发芽床中拣出，对可疑的或损伤、畸形或不均衡的幼苗，通常到末次计数。严重腐烂的幼苗或发霉的种子应从发芽床中除去，并随时增加计数。

复胚种子单位作为单粒种子计数，试验结果用至少产生一个正常幼苗的种子单位的

26

园林植物遗传育种学实验指导书

百分率表示。当送验者提出要求时，也可测定100个种子单位所产生的正常幼苗数，或产生一株、两株及两株以上正常幼苗的种子单位数。 六、结果分析

（一）净度分析 （1）P0=

MpMD?MO?MmX100%

（2）P1=

PXPMX100%, P2=01 Mg100%式中：P0为净种子百分率；P1为重型混杂物百分率；P2为含重型混杂物样品换算后的净种子百分率。

据前两步方法所示，有已测得的M1,M2,Mm，还可以对杂质、其他植物种子数进行换算，分别记为Pm，Pos，公式如下：

Pos=

M0MXp1X1X100%

Mp?M0?MmMMmM2XPXX100% 1Mp?M0?MmMPm=

百分率修约：将各成分的百分率相加，总和应为100%，若不是，则应从百分率最大值上加0.1%进行修约。但应注意修约值大于0.1%时，需检查计算有无差错。

（二）含水量测定

W=

m1?m2X100%

m1?m式中：W为种子含水量；若一个样品的两份测定之间的差距不超过0.2%，其结果可用两份测定的算术平均值表示。否则需重新实验。

（三）发芽力测定

发芽试验结果以发芽种子粒数的百分率表示。当一个试验的4次重复（每个重复以100粒计，相邻的副重复合并成100粒的重复）正常幼苗百分率都在最大容许差距内，则以平均数表示发芽百分率。正常幼苗、不正常幼苗和未发芽种子百分率的总和必须为100%。

当试验出现下列情况时，应重新试验。怀疑种子有休眠（即有较多的新鲜不发芽种子），可采用温度处理、化学处理和机械处理等方法重新试验，并应注明所用的方法；由于真菌或细菌的蔓延而使试验结果不一定可靠时，可采用沙床或土壤进行试验；当用纸床正确鉴定幼苗数有困难时，可按规定选用沙床或土壤进行试验；当发现试验条件、幼苗鉴定或计数有差错时，采用同样的方法重新试验；当100粒种子重复间的差距超过

27

园林植物遗传育种学实验指导书

《规程》规定的最大容许差距时，采用同样方法进行重新试验。

填报发芽试验结果时，须填报正常幼苗、不正常幼苗、硬实、新鲜不发芽种子和死种子的百分率。同时还须填报采用的发芽床和温度、试验持续时间、以及为促进发芽所采用的处理方法等。 七、思考题

（1）园林植物种子水分测定应注意什么问题？ （2）种子检验在种子贸易中有何作用与意义？

28

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1br5.html