三系法和两系法杂交水稻

1、三系法和两系法杂交水稻杂交水稻指选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又 能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用 于生产，这就是杂交水稻。目前，水稻杂种优势的利用分为两个技术途径，一是以核质互作 花粉不育为技术核心的“三系法”杂交技术，二是以受自然光周期、温 度调控的光温敏核不育为技术核心的“两系法”杂交技术。杂交水稻产生的原理：杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象，例 如，不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代 往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发 达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力

2、、成活力、 生殖力、生存力等的提高。这是生物界普遍存在的现象。水稻具有明显的杂种优势现象，主要表现在生长旺盛，根系发达， 穗大粒多，抗逆性强等方面。但是，水稻属自花授粉植物，雌雄蕊着生 在同一朵颖花里，由于颖花很小，而且每朵花只结一粒种子，因此很难 用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂变种子，所以长期以来水 稻的杂种优势未能得到应用。杂交水稻是通过不同稻种相互杂交产生的，而水稻是自花授粉作 物，对配制杂交种子不利。要进行两个不同稻种杂交，先要把一个品种 的雄蕊进行人工去雄或杀死，然 后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品 种，这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交水稻。可是，如果技术人员用人工

3、方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄 授粉的话，工作量极大，实际并不可能解决生产的大量用种。因此，研 究培育出一种水稻做母本，这种母本有特殊的个性，它的雄蕊瘦小退化， 花药干瘪畸形。靠自己的花粉不能受精结籽。三系杂交水稻培育三系杂交水稻：是指雄性不育系、保持系和恢复系三系配套育种， 不育系为生产大量杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系， 用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优 势的杂交稻。雄性不育系：是一种雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母 水稻，由于花粉无力生活，不能自花授粉结实，只有依靠外来花粉才能 受精结实。因此，借助这种母水稻作为遗传工具，通过人工辅助授粉的 办法，就能大

4、量生产杂交种子。保持系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给 不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育 系就能一代一代地繁殖下去。恢复系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给 不育系所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优 势的话，就可用于生产。A 灵甌交木注梶示辔二系F手左沖要在生产上有效利用水稻杂种优势，首先必须选育出雄性不育系(如 图)。?CrfiJSS(Frd ALttXM(rr)S(rr)核基因：可育基因R对不育基因r为显性。质基因：可育基因为N,不育基因为S。水稻中最早在生产上应用的雄性不育系属核质互作不育，所谓“三

5、 系法”中的三系就是指核质互作雄性不育系、保持系和恢复系。“三系法”杂种优势利用的技术途径是： 利用核质互作雄性不育 系为母本、以保持系为父本批量化繁殖仍保持不育特性的种子，用不育 系为母本、以恢复系为父本大规模生产恢复花粉可育性且具杂种优势的 杂交种子，该杂交种子用于生产杂交稻(如图)。不WX Krr)®S (Rft)5JS(Rr)两系杂交水稻培育“两系法”杂交育种技术的基本原理是： 同一水稻株系，在一定 条件下花粉可育，利用其可育性繁殖不育系种子；在另一特定条件下花 粉不育，利用其不育性与父本杂交，制备杂交种子(如图)。I HkMHH棗交制沖 -rI 一 J 1I卄逞君青手TI烷隽系E II- _If)1II (RRI- IM H-L-IC高独或艮日宰昨推性可有r <-I® IS)fr片friSH <»)憐買系SH (RR)研究证明，光温敏不育材料在长日高温条件下不育，在短日低温 条件下可育，改变光温度条件即可实现不育系的繁殖或制备杂交种子， 大大简化了育种的流程。两系杂交育种技术具有显著的优点：（1 ）不育性受隐性核基因控制，不受恢保关系的约束，较易于快速培 育出新不育系，易于开展杂交水稻有利性状的聚合育种，拓宽了资