三系法雜交水稻和兩系法雜交水稻育種的具體 過程

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1、三系法雜交水稻和兩系法雜交水稻育種的具體過程三系法雜交水稻育種??（1）三系法雜交稻的由來：兩個(gè)遺傳組成不同的親本雜交產(chǎn)生的雜種F1代優(yōu)于雙親的現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢(shì)。具體地講，雜種F1代在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖率、抗逆性、適應(yīng)性、產(chǎn)量和品質(zhì)諸方面比雙親優(yōu)越。雜種優(yōu)勢(shì)可分為超親優(yōu)勢(shì)、平均優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。人們常說的雜種優(yōu)勢(shì)利用通常是指利用作物的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。??水稻是典型的自花授粉作物，雌雄同花。水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用，只有依靠雄性不育的特性，通過異花授粉的方式來生產(chǎn)大量的雜交種子的方法有多種，其中之一便是使用雄性不育系（A）、保持系（B）和雄性不育恢復(fù)系（R）來配制雜種一代。由于這種利用水稻雜種優(yōu)勢(shì)的方法需要

2、不育系、保持系和恢復(fù)系配套，故稱為三系法雜種優(yōu)勢(shì)利用。用此法培育的雜交水稻簡(jiǎn)稱為三系法雜交稻。水稻三系之間關(guān)系密切，其中不育系除了雄性器官發(fā)育不正常、花粉敗育不能自交結(jié)實(shí)、抽穗吐頸不完全之外，其余性狀與保持系基本無異。保持系與不育系雜交，獲得的不育系種子供來年制種和繁殖用；不育系與恢復(fù)系雜交，獲得的雜交水稻種子供下季大田生產(chǎn)用；保持系與恢復(fù)系的自交種子則可繼續(xù)作為保持系和恢復(fù)系用。??（2）三系法雜交稻育種的歷史：1958年，日本東北大學(xué)勝尾清發(fā)現(xiàn)中國(guó)的紅芒野生稻能導(dǎo)致藤板5號(hào)產(chǎn)生雄性不育。1966年日本琉球大學(xué)新城長(zhǎng)友以欽蘇拉包羅Ⅱ?yàn)槟副九c臺(tái)中65雜交，育成BT型不育胞質(zhì)臺(tái)中65A，并將該

3、雜交組合后代的部分可育株經(jīng)自交穩(wěn)定選出了BT型不育系的同質(zhì)恢復(fù)系，于1968年實(shí)現(xiàn)粳型雜交稻三系配套。我國(guó)雜交水稻的研究始于1964年，當(dāng)時(shí)在湖南安江農(nóng)校任教的袁隆平從洞庭早秈、勝利秈和矮腳南特等秈稻品種中找到6株雄性不育株，并根據(jù)花粉敗育情況分為無花粉型、敗育型和退化型3種。隨后進(jìn)行的遺傳和數(shù)以千計(jì)的測(cè)交試驗(yàn)表明：這些材料屬于單基因控制的隱性核不育，找不到能完全保持其不育特性的品種，利用價(jià)值不大。1970年11月，李必湖等在海南省三亞市南紅農(nóng)場(chǎng)的水溝邊發(fā)現(xiàn)了1株花粉敗育的野生稻（簡(jiǎn)稱野敗），為雄性不育系的選育打開了突破口。次年春季的試驗(yàn)就表明廣場(chǎng)矮3784、6044、二九南等品種（系）對(duì)野

4、敗不育株具有很好的保持能力。經(jīng)過隨后2年全國(guó)各育種單位的通力合作，到1972年冬在海南冬繁時(shí)就獲得了農(nóng)藝性狀一致、不育株率和不育度均達(dá)到100%的不育系群體，如珍汕97A和B、二九南1號(hào)A和B等。至此，我國(guó)第一批野敗細(xì)胞質(zhì)不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以后，1973年原廣西農(nóng)學(xué)院等單位陸續(xù)篩選出IR24、IR26、泰引1號(hào)、古154等一批強(qiáng)優(yōu)恢復(fù)系，并選配出汕優(yōu)2號(hào)、南優(yōu)2號(hào)等系列強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交稻組合。從此，以我國(guó)秈型三系雜交水稻實(shí)現(xiàn)配套為標(biāo)志，宣告雜交水稻選育成功。??（3）雄性不育系與保持系的選育：選育水稻雄性不育系首先要獲得能穩(wěn)定遺傳的雄性不育株，其次是有能把雄性不育株的不育特性傳遞下

5、去的保持材料，然后通過測(cè)交和連續(xù)成對(duì)回交，完成全部核置換之后就可育成三系雄性不育系及其相應(yīng)的同型保持系。??①雄性不育株的獲得：獲得原始的雄性不育株，可從大田自然群體中尋找或通過遠(yuǎn)緣雜交產(chǎn)生。前者如袁隆平早期從勝利秈、洞庭早秈、矮腳南特等秈稻品種中發(fā)現(xiàn)的C系統(tǒng)不育材料；后者如李必湖等發(fā)現(xiàn)并被試驗(yàn)證實(shí)由野生稻與栽培稻天然雜交產(chǎn)生的野敗雄性不育株；四川農(nóng)業(yè)大學(xué)通過地理生態(tài)遠(yuǎn)緣雜交獲得的用于培育岡46A等不育系的不育株，湖南雜交水稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川農(nóng)科院水稻高梁研究所通過秈粳交獲得的用于培育K系列不育系的不育株。這些不育株均為核質(zhì)互作型不育，比較容易找到保持系，是選育

6、三系雄性不育系不育單株的主要來源。??②保持材料（B）的選育：保持系的選育可采取測(cè)交篩選和人工制保法進(jìn)行。??測(cè)交篩選法：獲得雄性不育株后，選用掌握的國(guó)內(nèi)外育成的大量?jī)?yōu)良品種（系）與之雜交，從中挑選具有良好保持能力的材料用作保持系。雜交稻育種初期就是采用這種方法，從常規(guī)品種中獲得了不少對(duì)野敗不育株具有很好保持力的品種，如珍汕97、V20、二九南l號(hào)等。這些品種對(duì)我國(guó)快速育成具有實(shí)際利用價(jià)值的秈型三系雄性不育系發(fā)揮了重要的作用，其中部分品種培育的不育系至今仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。人工制保法：隨著常規(guī)育種親本使用范圍的拓寬，育成的常規(guī)品種或多或少地都帶有若干個(gè)恢復(fù)基因或微效恢復(fù)基因，直接利用這些品種

7、作保持系的難度越來越大，甚至不可能。另一方面，雜交稻育種水平的提高對(duì)不育系也提出了更加嚴(yán)格的要求，需要不育系具備的優(yōu)良性狀也越來越多。在此情況下，僅僅通過對(duì)育成的現(xiàn)有常規(guī)品種的測(cè)交篩選已難以完全達(dá)到新不育系選育的預(yù)期目標(biāo)，而必須依靠人工雜交選育的方法對(duì)不育系進(jìn)行改良，把符合育種目標(biāo)的性狀與不育系必備的性狀聚集在一起，才有可能培育出高質(zhì)量的不育系。??人工雜交選育可采用一次雜交或復(fù)式雜交的方法。??一次雜交主要