水稻育種
人類雖然種植水稻已有幾千年的歷史,但為了找產量更高、品質更好、有特殊風味或香味、環境耐受力更強、更不容易遭受病蟲害……的稻子,也不斷在設法培育更佳的品種。
水稻育種的第一部過程是雜交,就是先選定新品種的「爸媽」送作堆,希望未來的新品種能夠兼有兩者的優點。由於水稻是自花授粉植物,正常情況下不可能出現雜交情況,因此必須進行人工授粉。
水稻雜交的第一部是要先替母株「去雄」,不讓母株自身的花粉有受精的機會。通常去雄用的是熱湯法,利用花粉耐熱度低於雌蕊的特性,將稻花泡在攝氏43-45度左右的溫水中約五至七分鐘,如此一來大部分花粉就會失效,然後還要將「穎花」(稻花的最上端)一一剪去,以確定沒有任何花粉留下來變成,此時再趁機將父株的花粉散佈在雌蕊上,並且將母本水稻套上紙袋,以免又有鄰近其他水稻的花粉飄來變成「野種」。
由於稻花極小又不明顯,泡溫水太久可能造成稻花死亡,剪除過程又可能使得稻花因為外傷而不結實,而且一串稻穗上可能有上百個稻花,外加父株與母株的開花時機也要能夠搭配得上,因此雜交的過程相當辛苦費工,而且具有相當高的技術困難度。
如果母株在雜交後順利結出稻穀,就是第一代。所有第一代穀子的某一對基因排列都是Aa,因此遺傳性狀理論上應該相同,但是第二代之後就會出現AA、aa、Aa三種可能,這時就要進入後半段的「選育」過程。研究人員必須比對各種不同基因排列之中,找到他們想要的最佳組合方式。由於水稻一年兩收,因此育種工程每一年也只能進行兩代。一般來說,從開始雜交到成功發展出新的稻種,可供命名發表,往往要花八到十年的時間。
水稻雜交(育種)步驟
水稻為自交作物,有6個雄蕊、1個雌蕊,雌蕊上有2個柱頭,進行雜交育種需去雄後授粉
水稻開花習性
1.上午8-10時,內、外穎打開
2.花絲慢慢伸長,將花藥往上、往外推出
3.過程中,相對濕度的差異使花藥破裂,千萬個花粉釋出
4.雌蕊上柱頭接收一粒花粉後,即不接受其他花粉
5.花粉落在柱頭,由花粉管入子房,就完成受粉
1
田間採集未開花的穗作為父本
密閉空間內加速父本開花
田間挖取適當的稻株作為母本
去除尚未抽穗或已授粉完畢的分蘗
2
4
溫湯去雄
3
選取將開花的植株,稻穗浸於43-45℃水溫,5-7分鐘,近2天開花的雄蕊將被燙死
剪去未開或已授粉的穀粒
授粉
5
1.取出密閉室內開花良好的父本
2.在已處理完畢的母本上輕拍
3.黃色灰塵狀的花粉掉落,部分將落在雌蕊上
4.輕輕套上塑膠袋或腊紙袋,避免其他花粉污染
1.授粉完畢的稻株於溫網室內細心照顧,避免鳥、鼠害
2.約30天後即可收獲雜交種子
3.下期作即可種植雜交第一代種子(F1)
6
農民在種植稻米之前,選擇適合栽種的品種是十分重要的一件事,由於每個地區的氣候與生長環境的條件並不相同,因此農民必須要選擇適合在當地栽種的品種,好讓稻子的生長情形可以在氣候與環境的輔助之下,榖勵生長得更為飽滿,生產出良好食味的稻榖。或許你會問,農夫怎麼知道要種植哪些的品種呢?這些品種又是哪裡來的呢?現在,就讓我們一起來瞭解一下吧!
其實,目前全國在桃園、苗栗、台中、台南、高雄、花蓮、台東縣都有設置農業改良場,在全國各地的改良場,會有專人負責研究、開發新的稻種,一旦有新的稻種被開發出來,改良場的人員,就會把這些品種的稻米介紹給農民認識與瞭解,如此農民就可以購買新品種的稻穀來種植。
農業改良場他們每年都會利用不同品種的稻子,進行雜交的工作,這些經過雜交的稻子所生長出來的新一代稻種,就成為了第一代的稻種(簡稱為F1)。接著,改良場的研究員會把F1的稻種在田間種植,觀察紀錄F1稻種生長情形,並讓稻子開花、結穗產生第二代的稻種(簡稱為F2),就這樣不斷的觀察與種植,如果一直到第七代(簡稱F7)稻種的生長情形仍然良好,那麼改良場就會開始在全國各個地區展開試種的工作。
全國試種的目的,是要了解這個新品種的稻子,是不是適合在台灣各個地區種植,以及新品種的稻子在各地種植時,生長情形是否良好、結穗狀況是否良好、是不是抗病性良好等等。假如新的稻種在各地的生長情形不佳,那麼它將可能被放棄掉了,如果這個新品種的稻子在各地的生長情形良好,那麼將會展開稻種的命名工作,並且將它列為台灣的良質米品種,各個農業改良場就會將它推廣給農民種植,
所以,一個新稻種從研發、試種、命名到推廣的過程至少需要花掉七至十年以上的時間才可以完成。台灣地區的稻種可以不斷的改良與精進,全國各地的農業改良場功不可沒喔!
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彰化縣立大村國中2016網路博覽會 津津樂稻小隊製作
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