高粱的人工杂交技术一、目的要求1．了解高粱花器构造和开花习性；2．掌握高粱杂交技术。二、材料和用具1．材料 选择具有相对性状（白壳和红壳）的
高粱品种种植。2．仪器用具 剪刀、医用镊子、羊皮纸袋、大头针、回形针、纸牌、70％酒精棉球、铅笔。三、内容说明1．高粱花器构造高粱
是雌雄同花的常异花授粉作物，为圆锥花序。在花序的中间有一根主轴，称为穗轴，穗轴的长短因品种而异。穗轴上生有几个~十几个节，每个节上
环生着5~10 个枝梗，这种直接着生在主轴上的枝梗为第一级分枝（枝梗）；在第一级分枝上着生十几个第二级分枝（枝梗）；在第二级分枝上
着生5~6 个第三级分枝（枝梗）。在第三级分枝上一般不再分枝，而是生出1 对或几对小穗。着生在第三级分枝上的成对小穗，一个为无柄小
穗，另一个为有柄小穗。第三级分枝的顶端通常着生3 个小穗，中间1 个无柄小穗，两边的都是有柄小穗。无柄小穗比有柄小穗宽而大，外有2
个护颖（即成熟后的高粱壳），第一护颖称外颖，第二护颖称内颖。两颖片间生有2 朵小花：生在下面的称下位花（即第一小花），已退化不能
结实（但也有例外），仅残留1 个膜质外稃；生在上面的称上位花（即第二小花），为完全花，能结实。所以，1 个小穗一般只结1 粒种子。
有柄小穗位于无柄小穗一侧，比较狭长。有柄小穗较小，颖片内有2朵不完全花，一个发育，一个退化。发育花只有雄蕊而没有雌蕊，一般不能结实
。无柄小穗外有两枚颖片，内有两朵小花，其中一朵退化，另一朵为可育两性花，无柄小穗的完全花，一般含有2 个膜质、透明、呈三角形，顶端
生有长毛的鳞片和内外稃各1 枚，稃内有一雌蕊，三枚雄蕊。雌蕊由子房、花柱和柱头组成。子房卵圆形，在子房的上边伸出花柱，花柱顶端有2
个羽毛状的柱头。雄蕊3 枚，由花丝和花药组成。花丝细长，花药呈圆筒状，黄色（不育系的花药呈乳白色或褐色），其中每个花药由4 个花
粉囊构成，贮藏大约5000 余个花粉粒。2．高粱开花习性高粱抽穗3~5 天后即可开花，也有的品种在穗部抽出1/2 时即可开花。开花
的顺序一般是由上而下，即上部的小穗先开，依次中部和下部的小穗开花。一对小穗中，无柄小穗先开。全穗开花持续的时间因品种、气候、穗的大
小、松紧而不同，一般在6~12 天，始花后3~6天为盛花期，尤以第4~5 天开花最多。高粱一般在晚上至第二天早晨之间开花，以晚19
时~凌晨2 时开花最多，而午夜22~24时开花最盛，第二天上午8 时~下午18 时很少开花，尤以上午11 时~下午17 时，几乎
不开花。当遇到阴雨天或低温时，开花时间可延至中午。高粱开花的最适温度为20~27℃左右，最适湿度为80~90%。低于14℃则不能开
花。高于38℃和干旱条件下，花粉粒可能会丧失活力，有感受性的柱头会迅速枯萎，从而导致授粉不良，结实率降低。高粱开花时，鳞片吸水膨胀
，内外颖在鳞片膨胀的压力下慢慢张开，柱头随即伸出颖外，并向左右倾斜，然后雄蕊伸出，花丝迅速伸长，花药下垂，在此过程中，花药开裂散粉
，很多花粉散落在雌蕊的柱头上。散粉后护颖闭合，雄蕊和柱头留在颖外。授粉后的雌蕊柱头凋萎。高粱每朵花开放时间很短，一般20~30 分
钟，因外界条件差异，也有的长达1~2 小时，在花粉不足时，开放时间最长可达4 小时之久。高粱花粉的生活力，在田间条件下，一般能维持
3~4 小时；在高温干燥条件下，很快丧失。柱头在开花前2 天便有受精能力，开花后受精能力能保持10 天左右。高粱的开花特点是柱头外
露，颖外受精，开花时间较长，柱头维持受精能力的时间也较长，且植株较高，花粉飞扬距离较远，容易发生异花授粉，天然杂交率一般在5~20
%左右。因此，高粱被称为常异交作物。 图7-1 高粱花的结构四、方法步骤 1．整穗在高粱抽穗后3-4天，在母本行中选择符合本品种典
型性，生长健壮，发育正常，无病虫害，穗子顶部小花刚开始开放的植株作为母本去雄柱。去雄前先整穗。剪去顶部已开过的花和下部枝梗，一般只
留4-6个枝梗。在留下的枝梗上去掉过密的小穗，只留30-50个小穗即可。2．去雄整穗后紧接着去雄。去雄时间上午下午均可进行，但最好
是下午去雄。去雄的时期要适时，过早去雄易损伤护颖，使护颖失去伸长的能力；过迟易镊破花药，不能保证去雄质量。所以在穗顶部开花后第二天
去雄最好。去雄时，用左手的小指、无名指和中指握住高粱穗和穗梗，拇指和食指捏住准备去雄的无柄小穗的护颖下部，右手拿镊子从小穗的侧面深
入颖壳，轻轻挟出三个雄蕊（或者用针拨出三个雄蕊）。切忌损伤雌蕊柱头或子房，或遗留下雄蕊。在疏穗时一定剪掉有柄小穗，只留无柄小穗。这
样取一个枝梗上的小穗由上往下去雄，一个小穗，一个小穗，一个枝梗，一个枝梗的全部去完雄为止。随后套上纸袋隔离。挂上纸牌，写明母本名称
和去雄时间。去雄时如果工具弄破了花药而粘住花粉时，则用酒精消毒。3．授粉去雄后2-3天，去雄的母本全部开花，柱头已伸出颖外，可进行
授粉工作。授粉时间可在上午7-10时。为了防止父本花粉混杂，应在授粉前一天将父本穗套袋隔离。采集花粉时，令父本植株倾斜弯曲，让纸袋
稍向下倾斜，用手轻轻抖动穗部，拿下曲别针，摘下纸袋。然后取下母本穗上的隔离纸袋，迅速将父本花粉袋套在母本穗上，轻弹纸袋，使父本袋内
花粉有更多机会落在母本柱头上。纸袋口用曲别针别住。在纸牌上写明父本名称或行号，授粉日期，操作者姓名。五、作业思考题1．简述高粱的花器构造及开花习性。2．总结高粱杂交实验的收获和体会。3．保证高粱杂交工作质量应该注意什么问题？ |
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