系法杂交水稻和两系法 杂交水稻育种的具体过
程
IMB standardization office [IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C] 三系法杂交水稻
和两系法杂交水稻育种的具体过程
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—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,曰本东北大学胜 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o 1966年曰本琉球大学新城长 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 平从洞庭早釉、胜利釉和矮脚南特等釉稻品种中找到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,以我国釉型三系杂交水 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。
0)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釉、洞庭早釉、矮脚南特等釉稻品种中发现的C系统 不育材料;后者如李必湖等发现并被试验证实由野生稻与栽培稻天然杂交产生的野败雄 性不育株;四川农业大学通过地理生态远缘杂交获得的用于培育冈46A等不育系的不育 株,湖南杂交水 稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川农科院水稻高梁研究所通过釉粳 交获得的用于培育K系列不育系的不育株。这些不育株均为核质互作型不育,比较容易 找到保持系,是选育三系雄性不育系不育单株的主要来源。