雜交水稻(1 / 3)

雜交水稻hybridrice

【簡介】

選用兩個在遺傳上有一定差異,同時它們的優良xìng狀又能互補的水稻品種,進行雜交,生產具有雜種優勢的第一代雜交種,用於生產,這就是雜交水稻。

雜種優勢是生物界普遍現象,利用雜種優勢提高農作物產量和品質是現代農業科學的主要成就之一。

【曆史發展】

袁隆平1971年2月調到湖南省農業科學院專門從事雜交水稻研究工作。為加強和協調雜交水稻的科學研究,1984年6月成立了全國xìng的雜交水稻專門研究機構--湖南雜交水稻研究中心,後又成立國家雜交水稻工程技術研究中心,均由袁隆平任中心主任至今。1995年他當選為中國工程院院士。

1960年袁隆平從一些學報上獲悉雜交高粱、雜交玉米、無籽西瓜等,都已廣泛應用於國內外生產中。這使袁隆平認識到:遺傳學家孟德爾、摩爾根及其追隨者們提出的基因分離、zì yóu組合和連鎖互換等規律對作物育種有著非常重要的意義。於是,袁隆平跳出了無xìng雜交學說圈,開始進行水稻的有xìng雜交試驗。

1960年7月,他在早稻常規品種試驗田裏,發現了一株與眾不同的水稻植株。第二年chūn天,他把這株變異株的種子播到試驗田裏,結果證明了上年發現的那個“鶴立雞群”的稻株,是地地道道的“天然雜交稻”。他想:既然自然界客觀存在著“天然雜交稻”,隻要我們能探索其中的規律與奧秘,就一定可以按照我們的要求,培育出人工雜交稻來,從而利用其雜交優勢,提高水稻的產量。這樣,袁隆平從實踐及推理中突破了水稻為自花傳粉植物而無雜種優勢的傳統觀念的束縛。於是,袁隆平立即把jīng力轉到培育人工雜交水稻這一嶄新課題上來。

在1964年到1965年兩年的水稻開花季節裏,他和助手們每天頭頂烈rì,腳踩爛泥,低頭彎腰,終於在稻田裏找到了6株天然雄xìng不育的植株。經過兩個chūn秋的觀察試驗,對水稻雄xìng不育材料有了較豐富的認識,他根據所積累的科學數據,撰寫成了論文《水稻的雄xìng不孕xìng》,發表在《科學通報》上。這是國內第一次論述水稻雄xìng不育xìng的論文,不僅詳盡敘述水稻雄xìng不育株的特點,並就當時發現的材料區分為無花粉、花粉敗育和部分雄xìng不育三種類型。從1964年發現“天然雄xìng不育株”算起,袁隆平和助手們整整花了6年時間,先後用1000多個品種,做了3000多個雜交組合,仍然沒有培育出不育株率和不育度都達到100%的不育係來。袁隆平總結了6年來的經驗教訓,並根據自己觀察到的不育現象,認識到必須跳出栽培稻的小圈子,重新選用親本材料,提出利用“遠緣的野生稻與栽培稻雜交”的新設想。在這一思想指導下,袁隆平帶領助手李必湖於1970年11月23rì在海南島的普通野生稻群落中,發現一株雄花敗育株,並用廣場矮、京引66等品種測交,發現其對野敗不育株有保持能力,這就為培育水稻不育係和隨後的“三係”配套打開了突破口,給雜交稻研究帶來了新的轉機。

是將“野敗”這一珍貴材料封閉起來,自己關起門來研究,還是發動更多的科技人員協作攻關呢?在這個重大的原則問題上,袁隆平毫不含糊、毫無保留地及時向全國育種專家和技術人員通報了他們的最新發現,並慷慨地把曆盡艱辛才發現的“野敗”奉獻出來,分送給有關單位進行研究,協作攻克“三係”配套關。

1972年,農業部把雜交稻列為全國重點科研項目,組成了全國範圍的攻關協作網。1973年,廣大科技人員在突破“不育係”和“保持係”的基礎上,選用1000多個品種進行測交篩選,找到了1000多個具有恢複能力的品種。張先程、袁隆平等率先找到了一批以ir24為代表的優勢強、花粉量大、恢複度在90%以上的“恢複係”。

1973年10月,袁隆平發表了題為《利用野敗選育三係的進展》的論文,正式宣告我國秈型雜交水稻“三係”配套成功。這是我國水稻育種的一個重大突破。緊接著,他和同事們又相繼攻克了雜種“優勢關”和“製種關”,為水稻雜種優勢利用鋪平了道路。

九十年代後期,美國學者布朗拋出“中國威脅論”,撰文說到下世紀30年代,中國人口將達到16億,到時誰來養活中國,誰來拯救由此引發的全球xìng糧食短缺和動蕩危機?這時,袁隆平向世界宣布:“中國完全能解決自己的吃飯問題,中國還能幫助世界人民解決吃飯問題”。其實,袁隆平早有此慮。早在1986年,就在其論文《雜交水稻的育種戰略》中提出將雜交稻的育種從選育方法上分為三係法、兩係法和一係法三個發展階段,即育種程序朝著由繁至簡且效率越來越高的方向發展;從雜種優勢水平的利用上分為品種間、亞種間和遠緣雜種優勢的利用三個發展階段,即優勢利用朝著越來越強的方向發展。根據這一設想,雜交水稻每進入一個新階段都是一次新突破,都將把水稻產量推向一個更高的水平。1995年8月,袁隆平鄭重宣布:我國曆經9年的兩係法雜交水稻研究已取得突破xìng進展,可以在生產上大麵積推廣。正如袁隆平在育種戰略上所設想的,兩係法雜交水稻確實表現出更好的增產效果,普遍比同期的三係雜交稻每公頃增產750-1500公斤,且米質有了較大的提高。至今,在生產示範中,全國已累計種植兩係雜交水稻1800餘萬畝。目前,國家“863”計劃已將培矮係列組合作為兩係法雜交水稻先鋒組合,加大力度在全國推廣。

1998年8月,袁隆平又向新的製高點發起衝擊。他向朱總理提出選育超級雜交水稻的研究課題。朱總理聞訊後非常高興,當即劃撥1000萬元予以支持。袁隆平為此深受鼓舞。在海南三亞農場基地,袁隆平率領著一支由全國十多個省、區成員單位參加的協作攻關大軍,rì夜奮戰,攻克了兩係法雜交水稻難關。經過近一年的艱苦努力,超級雜交稻在小麵積試種獲得成功,畝產達到800公斤,並在西南農業大學等地引種成功。目前,超級雜交稻正走向大麵積試種推廣中。

【相關術語】

雄xìng不育係:是一種雄xìng退化(主要是花粉退化)但雌蕊正常的母水稻,由於花粉無力生活,不能自花授粉結實,隻有依靠外來花粉才能受jīng結實。因此,借助這種母水稻作為遺傳工具,通過人工輔助授粉的辦法,就能大量生產雜交種子。

保持係:是一種正常的水稻品種,它的特殊功能是用它的花粉授給不育係後,所產生後代,仍然是雄xìng不育的。因此,借助保持係,不育係就能一代一代地繁殖下去。

恢複係:是一種正常的水稻品種,它的特殊功能是用它的花粉授給不育係所產生的雜交種雄xìng恢複正常,能自交結實,如果該雜交種有優勢的話,就可用於生產。

三係雜交水稻:是指雄xìng不育係、保持係和恢複係三係配套育種,不育係為生產大量雜交種子提供了可能xìng,借助保持係來繁殖不育係,用恢複係給不育係授粉來生產雄xìng恢複且有優勢的雜交稻。

兩係雜交稻:一種命名為光溫敏不育係的水稻,其育xìng轉換與rì照長短和溫度高低有密切關係,在長rì高溫條件下,它表現雄xìng不育;在短rì平溫條件下,恢複雄xìng可育。利用光溫敏不育係發展雜交水稻,在夏季長rì照下可用來與恢複係製種,在秋季或在海南chūn季可以繁殖自身,不再需要借助保持係來繁殖不育係,因此用光溫敏不育係配製的雜交稻叫做兩係雜交稻。

超級雜交稻:水稻超高產育種,是近20多年來不少國家和研究單位的重點項目。rì本率先於1981年開展了水稻超高產育種,計劃在15年內把水稻的產量提高50%。國際水稻研究所1989年啟動了“超級稻”育種計劃,要求2000年育成產量比當時最高品種高20%-25%的超級稻。但他們的計劃至今未實現。我國農業部於1996年立項中國超級稻育種計劃,其中一季雜交稻的產量指標為,第一期(1996-2000年)畝產700公斤,第二期(2001-2005年)畝產800公斤。

【超級雜交稻育種技術路線】

(1)兩係、三係並舉,形態改良與亞種間雜種優勢利用相結合。

(2)針對長江中下遊地區,構建具“高冠層、矮穗層、重心低、庫大而勻、高度抗倒”的優良株型的雜交稻組合;針對西南一季稻區,選育亞種間重穗型雜交稻組合。

(3)選育具有秈粳混合親緣的親本,利用亞種間雜種優勢。

(4)借助生物技術,利用遠緣有利基因。

(5)針對超級雜交稻的特點,建立與之相適應的超高產栽培技術。

【雜交水稻施肥法】

基施有機肥據測定,在雜交水稻的總需肥量中,有50%-60%的氮和70%的磷、鉀來自土壤,施肥不足就會過多消耗土壤中的養分而降低肥力,增施有機肥是提高肥力的重要途徑。因此,在雜交水稻生產中有機肥的施用量應占全期施肥量的40%。