三系法杂交水稻育种.doc

三系法杂交水稻育种(1) 三系法杂交稻的由来: 两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种 F1 代优于双亲的现象称为杂种优势。具体地讲,杂种 F1 代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。水稻是典型的自花授粉作物, 雌雄同花。水稻杂种优势利用, 只有依靠雄性不育的特性, 通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种, 其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B) 和雄性不育恢复系(R) 来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套, 故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。水稻三系之间关系密切, 其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外, 其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交, 获得的不育系种子供来年制种和繁殖用; 不育系与恢复系杂交, 获得的杂交水稻种子供下季大田生产用; 保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。( 2) 三系法杂交稻育种的历史: 1958 年, 日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板 5 号产生雄性不育。 1966 年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中 65 杂交,育成 BT 型不育胞质台中 65A ,并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了 BT 型不育系的同质恢复系,于 1968 年实现粳型杂交稻三系配套。我国杂交水稻的研究始于 1964 年,当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到 6 株雄性不育株,并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型 3种。随后进行的遗传和数以千计的测交试验表明: 这些材料属于单基因控制的隐性核不育,找不到能完全保持其不育特性的品种,利用价值不大。 1970 年 11 月,李必湖等在海南省三亚市南红农场的水沟边发现了 1 株花粉败育的野生稻(简称野败),为雄性不育系的选育打开了突破口。次年春季的试验就表明广场矮 3784 、 6044 、二九南等品种(系)对野败不育株具有很好的保持能力。经过随后 2 年全国各育种单位的通力合作,到 1972 年冬在海南冬繁时就获得了农艺性状一致、不育株率和不育度均达到 100% 的不育系群体,如珍汕 97A 和 B 、二九南 1号 A和 B 等。至此, 我国第一批野败细胞质不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以后, 1973 年原广西农学院等单位陆续筛选出 IR24 、 IR26 、泰引 1 号、古 154 等一批强优恢复系,并选配出汕优 2号、南优 2 号等系列强优势杂交稻组合。从此, 以我国籼型三系杂交水稻实现配套为标志,宣告杂交水稻选育成功。(3 )雄性不育系与保持系的选育:选育水稻雄性不育系首先要获得能稳定遗传的雄性不育株, 其次是有能把雄性不育株的不育特性传递下去的保持材料, 然后通过测交和连续成对回交,完成全部核置换之后就可育成三系雄性不育系及其相应的同型保持系。①雄性不育株的获得: 获得原始的雄性不育株, 可从大田自然群体中寻找或通过远缘杂交产生。前者如袁隆平早期从胜利籼、洞庭早籼、矮脚南特等籼稻品种中发现的 C 系统不育材料; 后者如李必湖等发现并