杂交水稻的三系法和两系法的育种方法
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法杂交水稻是指通过人工控制杂交,获得优良的水稻杂种,以进一步提高水稻的产量和品质。
在杂交水稻育种中,常用的两种方法是三系法和两系法。
本文将介绍这两种方法的基本原理和操作步骤。
一、三系法三系法是指将杂交水稻的亲本分为三个系列,分别为A系、B系和R系。
其中,A系和B系各有一个亲本,在其基础上通过经过特殊处理的R系进行杂交。
具体的育种步骤如下:1. 选择优良的个体作为杂交水稻的亲本。
通常情况下,A系和B系的亲本分别被称为父本和母本。
这些亲本应当具有高产量、优质、抗病虫害等良好的性状。
2. 利用无性繁殖方法,大量繁殖选定的父本和母本。
3. 将A系和B系的亲本进行特殊处理,使其不育,这样它们就无法繁殖。
这个特殊处理的过程称为不育系的培养。
4. 培养产生的不育系R系,其能与父本、母本进行杂交,但由于其自身不育,只能作为杂交的辅助。
5. 在适当的时间和条件下,将父本与R系杂交,得到A系。
同样地,将母本与R系杂交,得到B系。
6. 将A系和B系进行杂交,获得的杂交后代即为杂交水稻种子。
通过三系法杂交育种,可以有效避免非杂交水稻自交而产生的问题,提高杂交水稻的产量和品质。
二、两系法两系法是指将杂交水稻的亲本分为两个系列,分别为A系和B系。
与三系法不同的是,两系法并不使用不育系R系,而是通过化学杀草剂使其中一个亲本失去繁殖能力。
具体的育种步骤如下:1. 选择高产量、优质、抗病虫害等良好性状的父本和母本作为两系法的亲本。
2. 利用无性繁殖方法大量繁殖选定的两个亲本。
3. 使用化学杀草剂处理其中一个亲本,使其失去繁殖能力。
这个处理过程称为化学不育系的培养。
4. 在适当的时间和条件下,将另一个亲本与化学不育系杂交。
5. 通过两系法杂交获得的杂交后代即为杂交水稻种子。
两系法相对于三系法来说操作上更加简单,但也容易出现自交和杂交后代纯合性不高的问题。
综上所述,杂交水稻的三系法和两系法都是有效的育种方法,它们通过人工控制杂交获得优良杂种,提高水稻的产量和品质。
杂交水稻种子生产技术ppt课件
1、抽穗开花授粉期的安全气候条件
从始穗到终花期( 10~12天),气候条件影响父母本抽穗、开 花、授(受)粉、结实,决定制种产量的高低或成败。
安全气候条件的基本要求是: (1)不出现连续3天以上整天下雨天气; (2)日均温26~28℃,日最高温度不超过35℃,日最低温度
2、制种技术系统研究阶段(1996-2000)
主要问题:不同生态条件下制种产量和质量差异很大; 育性敏感期、抽穗开花期受气候条件影响大。
关键技术:(1)提出了两个安全期协调安排的原理, 确定了基地选择与季节安排的原则;(2)光温敏核 不育系技术鉴定标准;(3)核心种子生产原理与技 术。
效果:形成了两系杂交稻保纯制种技术体系,制种产 量和质量稳步上升。
❖ 三系法杂交稻制种
❖ 两系法杂交稻制种
三系配套法
A×B→A 不育系繁殖
BB 保持系繁殖
A × R → 杂交种 杂交制种
RR 恢复系繁殖
2021/1/25
湖南农业大学农学院
两系配套法
S 低温 短照
(可育 繁殖)
S
S系繁殖
S
×
R
高温、长照
(不育,作母本)
杂交种子
两系法杂交水稻制种
2021/1/25
4、制种季节安排
制种季节安排原则
根据杂交水稻制种的途径(三系法、两系法)。 根据杂交组合生育期类型(早、中、迟熟)。 根据制种基地的气候条件。
春制
具有双季稻生产气候条件区城,在早稻生 产季节的制种。
3、制种技术提升与推广阶段(1984-2009) 主要问题:实现多种技术配套条件下的高产、安全、 高效制种。 突破的关键技术: (1)制种基地选择与季节安排(良好的生态条件, 确保制种各时技术
三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程
三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程首先,选取高产、抗病虫害等优良性状的亲本。
一般在三系法杂交水稻育种中,选取作为亲本的三个系别分别为A系、B系和Rf系。
A系是产生雄性核不育线的系别,其特点是通过细胞质雄性不育基因控制产生不育花粉,使其与普通稻属于两性花植物的特点不同。
B系是产生进一步不育F1杂种的系别,也称为不育系别。
其特点是通过核基因控制不育性状,将该不育性状转移到杂交后代中的F1代中。
Rf系是恢复系别,其特点是通过核基因恢复细胞质不育的雌雄不育杂交后代恢复成可育的杂交后代。
Rf系具有恢复不育性状的基因。
然后,利用杂交技术将A系和B系进行杂交,产生A/BF1代。
由于A系和B系具有不育性状,A/BF1代也是不育的。
接下来,将不育的A/BF1代与Rf系进行再次杂交,产生A/B/RfF2代。
在A/B/RfF2代中,具有Rf系恢复基因的个体为可育的,不具备恢复基因的个体仍然为不育的。
在A/B/RfF2代中,选取具有良好性状的个体进行自交,获得A/B/RfF3代。
F3代植株中有很少的不育个体,并且具有A系和B系的杂种优势。
然后,从A/B/RfF3代中,根据自家配合法原则,选择杂交亲本的组合,进行优选与鉴定,选择出优异的稳定性状的天然不育株系,形成不育系。
最后,将通过该育成不育系的种子与商业品种或优良自交系杂交,得到新的杂交优良组合。
而两系法杂交水稻育种的具体过程如下:首先,选取两个不育系别(父本),一个高育性系别(母本)。
然后,进行杂交,把不育系别(父本)和高育性系别(母本)进行人工授粉,形成杂交后代。
接下来,种植杂交后代,进行选择和筛选,根据产量、品质等性状选择优异个体作为丰产型。
然后,连续自交选择,对筛选出的优异个体进行连续自交数代,以稳定其性状。
最后,通过连续自交选择得到的稳定性状的自交系,与商业品种或优良自交系进行杂交,得到新的杂交优良组合。
总结起来,三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程均遵循着杂交、选择、连续自交选择以及杂交得到新的组合等基本流程,在育种过程中不断选拔和筛选具有优良性状的个体,并进行稳定和改良,最终获得优良的杂交品种。
杂交水稻英语 (2)
杂交水稻英语引言杂交水稻(Hybrid Rice)是指通过人工杂交育种方法培育出的一种水稻品种。
相比传统的常规杂交法,杂交水稻具有高产、抗病虫害以及适应性强等优点。
随着杂交水稻在中国的推广应用和国际交流的增多,掌握杂交水稻相关的英语表达将变得越来越重要。
本文将介绍杂交水稻的定义、优势以及杂交水稻相关的英语词汇和短语,帮助读者拓展相关领域的英语词汇。
1. 定义杂交水稻指的是通过将两个不同的亲本杂交而获得的水稻品种,其杂种优势(Heterosis)表现为产量显著提高。
杂交水稻可分为两个主要类型:两系法和三系法。
两系法杂交水稻根据亲本的选择和特点,分为单交杂交和重交杂交。
三系法杂交水稻则需要使用不育系、恢复系和保持系这三类杂交亲本。
2. 优势2.1 高产杂交水稻相比常规品种,在单位面积上可以获得更高的产量。
这是由于杂交水稻具有杂种优势,即两个亲本间的遗传优势与产量的正相关关系。
多进行有效穗数、结实率等方面的调控,使得杂交水稻可以获得更高的产量。
2.2 抗病虫害杂交水稻相对较常规品种而言,具有更好的抗病虫能力。
这是由于亲本间的基因互补作用,使得杂交水稻在病虫害抵抗性方面表现出优势。
对于稻瘟病、稻飞虱等常见的水稻病害与虫害,杂交水稻相对更为抗性强。
2.3 适应性强杂交水稻具有更强的适应性和快速生长能力,可以在不同的地理环境和气候条件下生长。
这使得杂交水稻成为了世界范围内的重要水稻品种,能够满足不同地区的需求。
3. 杂交水稻相关英语词汇和短语•Hybrid Rice: 杂交水稻•Heterosis: 杂种优势•Conventional Rice: 常规水稻•Parental Lines: 亲本系•Single Cross Hybrid: 单交杂交•Double Cross Hybrid: 重交杂交•CMS (Cytoplasmic Male Sterility): 不育系•Restorer Line: 恢复系•Maintainer Line: 保持系•Yield: 产量•Disease Resistance: 抗病性•Pest Resistance: 抗虫性•Adaptability: 适应性•Growth Rate: 生长速率4. 结论杂交水稻作为一种特殊的水稻品种,在现代农业中具有举足轻重的地位。
两系法杂交水稻技术
简介
简介
两系法杂交稻具有育性受核基因控制,没有恢保关系,配组自由;种子繁育程序简单,成本低;稻种资源利 用率高,选育出优良组合机率高等优点。该项目经过20多年的攻关,建立了光温敏不育系的两系法杂种优势有效 利用的新途径,解决了三系法杂交稻的土要限制因素,使水稻杂种优势利用进入一个新阶段,在7个方面取得了创 新与突破。
技术体系
技术体系
1、建立了完善的杂交水稻育种体系,提出了育种方法从三系法→两系法→一系法,优势水平从品种间→亚 种间→远缘杂种优势利用的杂交水稻育种战略;阐明了育性转换与光温变化的关系;探明了不育系温敏感时期和 敏感部位的不育系光温作用机制。
2、提出了不育起点温度低于23.5℃的实用光温敏不育系关键技术指标选育理论,研创了不育起点温度低于 23.5℃的实用光温敏不育系选育与鉴定技术。
3、建立了形态改良、亚种间杂种优势及远缘有利基因利用相结合的两系法超级杂交稻育种技术路线。运用 该育种技术,分别于2000、2004、2012年先后实现了我国超级稻育种计划亩产700公斤、800公斤、 900公斤的 三期育种目标,实现了超级杂交稻超高产、米质优、抗性强的有机结合。
4、建立了两系杂交稻制种气象分析决策系统和高产制种技术体系,制订了制种技术规范,制种平均亩产可 达210.6kg,比三系法增产16.5%。
两系法杂交水稻技术
农业术语
01 简介
03 完成人
目录
02 技术体系 04 意义
基本信息
两系法杂交稻具有育性受核基因控制,没有恢保关系,配组自由;种子繁育程序简单,成本低;稻种资源利 用率高,选育出优良组合机率高等优点。该项目经过20多年的攻关,建立了光温敏不育系的两系法杂种优势有效 利用的新途径,解决了三系法杂交稻的主要限制因素,使水稻杂种优势利用进入一个新阶段,在7个方面取得了创 新与突破。
袁隆平三系及两系杂交水稻育种法
1. 三系杂交稻确定了有生产潜力的杂交组配后,利用传统的三系法生产杂交稻,需要持有三种材料,即不育系,保持系和恢复系。
三系法生产杂交稻示意图对于细胞质基因突变造成的胞质型雄性不育,不育系自身不能自交结实(花粉败育),因此不能传代,只有与保持系杂交(保持系有正常花粉),才能结出种子。
正因为不育系的不育特性是细胞质基因突变造成的,花粉基本不携带细胞质基因,细胞质基因常通过母本的胚珠传递给后代,所以即使保持系提供了正常花粉,胞质型不育系母本上结出的种子仍然是不育系。
保持系与不育系生出的仍然是不育系,这样的种子农民种了去长出的水稻仍然不育,是收不到粮食的。
只有恢复系与不育系杂交生出来的种子才是可育的,可以作为商品种子出售。
不育特性随母系遗传,保持系虽然自己有花粉是正常可育的,但是不含有育性恢复基因,不能恢复母系遗传下来的不育特性;恢复系正常可育并且含有育性恢复基因,育性恢复基因是核基因,随花粉遗传,但是能够回复细胞质基因突变产生的不育特性,杂交出来的种子F1是正常可育的。
不育系与保持系通常是姊妹系,也就是近等基因系,不同的基因是细胞质中控制育性的基因。
这样,不育系作母本与保持系作父本生出来的还是不育系,保持系自己结的种子还是保持系,恢复系自己结的种子还是恢复系,这就实现了种质资源的保存。
制种田中,恢复系与不育系种在一起,隔行种植,收获时只收不育系结的种子,就都是杂种F1了。
不育系的利用降低了人工去雄的生产成本,简化了制种难度,增加了制种量和制种速度,加速了杂交种子的推广。
野败型细胞质雄性不育CMS-WA是细胞质基因和核基因互作导致花粉败育类型,属于孢子体雄性不育。
可以通过回交的方法保留细胞质基因组而交换核基因组,达到培育不育系的目的。
除CMS-WA外,我国水稻育种学家还创制出不同细胞质来源的核质互作雄性不育系。
周开达先生等用西非品种冈比亚卡与朝阳1号、雅安早等杂交和回交,育成冈型不育系冈12朝阳1号A和冈22雅安早A;同时,周开达先生等从Dissi D52/37//矮脚南特群体中选出不育株,育成D型不育系意大利A。
水稻三系法杂交和两系法杂交
水稻细胞质雄性不育系(简称不育系,代号A)是指一种外部形态和普通水稻相似的特殊水稻。
它的雄性器官发育不正常,花粉不育;并且这种雄性不育现象由细胞质基因所控制,自然界存在的大部分水稻中不存在修复这种不育性的核基因,只有少数水稻存在修复这种不育性的核基因。
它的雌性器官发育正常,能接受正常花粉受精结实,是方便大量获得水稻杂交种的必备遗传工具。
水稻细胞质雄性保持系(简称保持系,代号B)是指能够保持不育系的细胞质雄性不育性的一种水稻。
它的核基因型与不育系相同,但细胞质基因是正常可育的,具有可育花粉,能够自交结实繁殖。
由于保持系的核基因型与不育系一样,不能够修复这种由细胞质基因所控制的不育性,因此它给不育系授粉产生的杂种也是不育的,用于繁殖不育系,即AхB→A。
水稻细胞质雄性不育恢复系(简称恢复系,代号R)是指能够修复细胞质雄性不育性的一种水稻。
它具有能够恢复细胞质雄性不育性的核基因(恢复基因),与不育系杂交产生的杂种(即杂交稻)正常可育且具有杂种优势。
杂交水稻是两个遗传组成不同的水稻品种(即不育系与恢复系)杂交产生的后代(代号F1),它在产量等重要农艺性状方面优于双亲或对照品种。
水稻细胞质雄性不育系与细胞质雄性不育恢复系杂交,就产生了三系杂交稻,即AхR→F1。
三系法杂交水稻系统可用如下图示概括:
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杂交水稻三系两区制作杂交种原理
杂交水稻三系两区制作杂交种原理下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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两系杂交水稻育种
(3)光温敏不育性的遗传
不育性受核基因控制,正、反交F1花粉育性相同。 不育性受隐性基因控制,一般品种都含有其显性等位基 因,因而不育系的恢复谱极广,同一亚种内几乎所有的正 常品种都能使其育性恢复正常。 控制不育性的主基因数目,一般认为农垦58S及其衍生系 为一至二对,安农S-1及其衍生系为一对。 微效多基因(遗传背景)对主基因有较大的修饰作用,主 要表现在不育性表达所需的光、温条件有很大差异。
二、基本概念和方法
1.利用水稻杂种优势的途径
水稻是自花授粉作物,颖花小,雌雄同花,不易去雄, 并且一朵颖花只结一粒种子,繁殖系数低。所以,大规模利 用水稻F1杂种优势的关键是能否经济有效地解决去雄问题。目 前有三条途径:一是以核质互作雄性不育“三系”配套为基础 的三系法,二是以光温敏核不育为基础的两系法,三是化学 杀雄。其中三系法应用最广,成效巨大;两系法经过近20年 的全国协作攻关,已大面积应用于生产;化学杀雄问题仍然 不少,生产应用尚需更大的努力。
我国的两系法杂交稻研究,最早可以追溯到60年代末, 安徽芜湖地区农科所育成部分不育系和带显性标记性状的恢 复系,但由于区分杂交种和自交种时困难较多,实际应用不 多。化学杀雄可看作两系法的一种,70年代开始,我国广泛 开展了化学杀雄的研究,但由于迄今试验过的大多数化学杀 雄剂不完全有效,或对人和动物的安全没有充分保证,推广 应用仍受到很大限制。
(4)核不育系再生复育
一些光温敏核不育系的再生稻能够恢复可育,而同期抽穗 的头季稻仍保持完全不育。这种雄性不育系再生稻恢复可育 的特性称之为再生复育。
再生复育是可遗传性状,可作为核不育系繁种新途径, 也可用于选育起点温度(可育临界温度)更低的两用核不育 系。
(5)光温敏核不育系选育
情境解读10 三系法杂交水稻
情境10 三系法杂交水稻我国水稻的六大稻区1973年,在各国普遍认为自花授粉的水稻没有杂种优势的情况下,袁隆平带领研究组成功实现杂交水稻三系配套,育成具有根系发达、穗大粒多等优点的强优势杂交水稻。
世界首次。
1976年,杂交水稻迅速扩大到208万亩,并在全国范围开始大面积应用于生产。
中国成为世界第一个在生产上成功利用水稻杂种优势的国家。
1995年,两系法杂交水稻研究取得突破性进展,大面积推广。
中国独创。
1996年开始实施的中国超级稻育种计划,在基础理论和品种选育方面都取得较大进展。
分别于2000、2004、2011、2014年实现了大面积示范亩产700、800、900、1000公斤的“四连跳”。
随后,超级杂交稻最高单产突破每公顷18吨,再次刷新世界纪录。
2002年,中国水稻(籼稻)基因组“精细图”正式完成,标志着我国水稻基因组研究正式进入世界前列,随后鉴定并克隆出控制水稻农艺性状的一系列关键基因。
近年来,我国育种技术推陈出新,与分子生物学、遗传学融合不断加深。
如2018年,由我国科学家李家洋、韩斌、钱前、王永红、黄学辉为代表的研究团队,历时逾20年合作完成的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”项目荣获2017年度国家自然科学奖一等奖。
这项技术将极大推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。
2019年10月,兼有三系不育系育性稳定和两系不育系配组自由等优点的第三代杂交水稻首次公开测产,亩产达1046.3公斤,表现出株型优良、茎秆粗壮、耐肥抗倒、穗大粒多、籽粒充实饱满、不早衰等特性。
又是世界领先……(一)三系法杂交水稻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。
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法杂交水稻要在大面积生产上应用,首先必须解决年年获得大量杂种第一代种子的问题。
由于水稻是雌雄蕊同花的作物,花器小,每朵花只结一粒种子,要用人工去雄杂交来获得大量杂交种子是很困难的。
目前生产上应用的杂交稻种子大量是通过三系法来实现的,也有的是通过两系法生产出来的。
三系法即培育和生产杂交水稻必须做到雄性不育系(简称不育系)、雄性不育保持系(简称保持系)和雄性不育恢复系相配套。
这是行之有效的经典方法,是我国推广杂交水稻三十年历史普遍采用的方法,目前仍然大量使用。
由于三系法的育种程序和生产环节较复杂,以致选育新组合的周期长、效率低、推广环节多、速度慢,同时种子成本高、价格贵。
雄性不育系水稻外表上与普通水稻没有多少区别,雌蕊正常,具有受精能力。
但雄性发育不正常,套袋自交不结实。
这样的品系称为雄性不育系。
雄性不育系主要用于生产杂交种子,因此,一个优良的不育系应当是不育性稳定,不因多代回交或环境条件的改变,特别是温度的改变而发生育性变化。
二是可恢复性良好。
三是便于制种繁殖。
使雄性不育系的不育特性能一代一代保持下去的品系,称为雄性不育保持系。
要求花药发达,花粉量多,以利提高繁殖产量。
使雄性不育系恢复可育的品种系,称为雄性不育恢复系。
生产上有利用价值的恢复系要求具备:恢复能力强,杂种结实率80%以上;优良性状多,配合力强,优势明显;便于制种。
不育系与保持系杂交获得不育系种子,少部分用于继续繁殖,大部分用于制杂交种供大田生产使用,不育系与恢复系杂交获得杂交种用于大田生产。
保持系、恢复系的自交种仍可作保持系、恢复系。
两系法杂交稻育种是我国独创的以光温敏核不育性的利用为主要内容的高技术,是继三系法杂交水稻之后水稻遗传育种上的又一重大科技创新。
与三系法杂交水稻相比,两系法杂交水稻具有显著的优越性:一是不育系与恢复系配组自由,选育邮优良组合的几率增大;二是不育系一系两用,在长日高温条件下(夏季)可用于制种,在短日低温条件下(春、秋)可用于自身的繁殖,不需要借助保持系(两系由此而来)。
袁隆平-从三系杂交稻到二系再到一些的杂交水稻
2、三系杂交水稻培育
2、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。
S(rr)和N(RR)杂交得到的即是杂交水稻,故生产 上使用的杂交水稻其基因组成是S(Rr)。
用人工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。
【概念界定】 雄性不育系(male—sterile line):是指通过人工选育,在雌器官发育 正常的两性花或雌雄同株植物中获得遗传性稳定的雄性不育系统
• 利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段,可以降低杂 交种子生产成本,提高杂种质量,扩大杂种优势的利用范围,是 杂种优势利用最优化的制种途径。
• 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。
2、三系杂交水稻培育
所谓“三系法”中的三系就是指核质互作雄性不 育系、保持系和恢复系。
三、 两系杂交水稻培育:光温敏不雄性育系
“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)。
【答案】秋季(短日照、低于临界温度)光温敏型雄性不育系表现 为可育,可自交产生不育系;夏季(长日照、高于临界温度)光温 敏型雄性不育系(ee)与正常可育品系()杂交,获得杂交种用于 大田生产)。
四、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, 拓宽了资源利用范围, 提高了选育不同生态类型高 产、优质、多抗组合的机率。 (2)避免了“三系法”雄性不育细胞质单一化的潜在危害 和对某些经济性状的负效应。 (3)一系两用, 简化了种子生产程序。
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法杂交水稻是指通过将两种亲本品种进行杂交,产生的后代具有杂种优势的一种育种方法。
杂交水稻的育种方法主要有三系法和两系法。
一、三系法:三系法是通过创造一个单性细胞不育的“雄性不育系”和两个“父本系”的方法。
1.创造“雄性不育系”:通过诱导、变异或返变等手段,使一些水稻个体的花药不产生微孢子,从而使其花朵变为无粉花,这种水稻就被称为“雄性不育系”。
2.创造两个“父本系”:选择两个带有特定性状的亲本水稻品种,通过连续多代的自交和选择,形成稳定的亲本系。
3.引入“雄性不育系”和“父本系”:将“雄性不育系”与两个“父本系”进行杂交,得到雄性不育杂交子代。
4.选择优良杂交子代:对雄性不育杂交子代进行筛选和选择,选择出具有优良性状的杂交亲本。
5.恢复育性:将优良杂交子代与稳定恢复育性的水稻品种进行杂交,得到具有双亲种优良性状的杂交后代。
优点:能够较好地利用亲本的优良特性,提高育种的效果。
缺点:繁琐且费时,需要多个环节的操作,工作量大。
二、两系法:两系法是通过创造一个单性细胞不育的“雄性不育系”和一个“母本系”的方法。
1.创造“雄性不育系”:通过诱导、变异或返变等手段,使一些水稻个体的花药不产生微孢子,从而使其花朵变为无粉花,这种水稻就被称为“雄性不育系”。
2.创造“母本系”:选择一个具有良好抗性、抗逆性等性状的水稻品种,进行连续多代的自交和选择,形成一个稳定的“母本系”。
3.引入“雄性不育系”和“母本系”:将“雄性不育系”与“母本系”进行杂交,得到雄性不育杂交子代。
4.选择优良杂交子代:对雄性不育杂交子代进行筛选和选择,选择出具有优良性状的杂交亲本。
5.进行杂交:将选出的优良杂交亲本与稳定的种植资源进行杂交,产生具有杂种优势的杂交后代。
优点:操作相对简单,节约时间和精力;能充分利用母本的遗传效应。
缺点:无法利用两个父本的优良性状,不能获得直系后代。
无论是三系法还是两系法,都需要在杂交后进行后续的种子培育和选择,以筛选出具有优良性状的水稻品种。
三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程
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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。
两系杂交水稻制种技术
两系杂交水稻制种,是指利用光温敏两用核不育系作母本生产异交结实种子的过程。
两用核不育系作为制种母本时,其异交性能与三系制种的不育系作母本基本一致。
因此,两系法制种与三系法制种原理上完全一样,技术上也基本一样。
但两者还是存在着差别,主要在于两用核不育系母本在生长发育到第二次枝梗分化至花粉母细胞减数分裂期需要不育转换条件,这给开花期的选择增加了制约因素,可选择的季节较短,在技术措施上产生一定程度的变化,技术复杂性有所增加,制种难度有所加大。
针对这些差异,在制种技术上除了遵循三系制种技术原理外,重点抓好如下几个方面技术环节。
一、生态环境要满足两系杂交水稻制种的要求两系不育系的不育性既受细胞核不育基因的控制,又受环境条件影响,不育性只有在一定温光条件下才能表达。
因此,在制种生态条件选择上,既要选择一个最佳扬花授粉期,又要选择一个安全的育性转换期,前者是两系制种高产稳产的前提,后者是两系制种成败的关键。
根据常年气象资料和现有制种母本的生育特性,一般在7月下旬至9月上旬有一个稳定不育期,长江流域各省宜安排抽穗扬花期在8月上旬至中旬,具体要求是:㈠安全的育性转换期安全的育性转换期应包括两个方面:一是在育性转换敏感期,日平均温度必须高于25℃,日平均气温不小于20℃,光照长度必须长于14小时,从而保证母本的育性安全为不育。
二是在制种基地选择上,应选择阳光充足,排灌方便,土壤性能好,无冷浸水的地方制种。
㈡安全的扬花授粉期安全的扬花授粉期应包括三个方面的条件:1、扬花授粉期应多为晴朗天气,开花时段无3天以上的连续阴雨洗花;2、日平均气温26-32℃,无连续3天以上高于36℃或低于24℃;3、相对湿度80%~90%,无3天以上高于95%或低于75%。
㈢播种期与始穗期的确定播种期与始穗期的确定应服从于两个“安全期”,在两个“安全期”确定好之后,再根据父母本的生育长度来逆推父母本播种期,也就是说,在安排播种期和始穗期时,既要考虑到安全地度过扬花授粉期,又要考虑能安全地通过育性转换敏感期,从而达到制种既高产又优质的目的。
杂交水稻两系与三系的区别
杂交水稻两系与三系的区别
1.三系杂交水稻:
-包含三个主要的遗传群体:雄性不育系(A系)、保持系(B系)和恢复系(R系)。
-雄性不育系的花粉是不育的,不能自我授粉结籽,但其雌蕊正常,可以接受外来花粉。
-保持系可以与不育系杂交,使后代仍保持雄性不育性状。
-恢复系具有使不育系后代恢复雄性生育能力的基因,当恢复系与不育系杂交时,产生的杂种F1代具有杂种优势,表现为高产优质。
2.两系杂交水稻:
-两系杂交水稻主要是利用光温敏核不育系(GMS)和恢复系两个遗传群体。
-光温敏核不育系的育性受温度影响,通常在较高的温度下表现为雄性不育,在较低温度下育性恢复,能自交结实。
-在适宜的温度下,将光温敏不育系与恢复系进行杂交,得到的F1代具有杂种优势。
三系杂交水稻在育种和制种过程中需要三个遗传群体,而两系杂交水稻只需两个,简化了育种和制种过程,但两系法对环境条件要求较高,因为光温敏不育系的育性受季节和地域的温度影响较大。
同时,
两系法在一定程度上减少了对保持系的依赖,降低了种子生产的复杂性,但对温度调控的要求却更为严格。
两种方法各有优势和局限性,都是为了实现水稻杂种优势的利用,提高粮食产量和品质。
三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程
三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程一、三系法杂交水稻育种过程(三系法指的是A、B、R三个亲本系列):1.亲本的选择:选择性状优良、互补性强的两个系列作为A系和B系,并选取另一系列作为R系。
2.培育A系:利用自交或系间杂交的方法,培育出一个非常稳定的生殖隔离的纯合系列作为A系亲本。
3.培育B系:采用重复自交和背交的方法,培育出一个具有所需特性的纯合系列作为B系亲本。
4.培育R系:通过多年轮回自交和人工选择,培育出拥有细粒性、耐瘟疫等优良性状的R系亲本。
5.配制组合:根据所需杂种水稻的性状,选择适合的A、B、R三个亲本系列,进行组合。
6.雌性不育系的培育:采用远缘杂交和背交的方法,将A系和B系的育性恢复基因导入到R系中,培育出雌性不育系(F1)。
7.人工授粉:利用人工授粉,将A系的花粉施加在雌性不育系上,得到杂种水稻F2的种子。
8.F1亲本选择:从F2种子中选择具有所需特性的植株作为F1亲本,用于杂交。
9.杂交:将F1亲本中的花粉施加在B系上,得到F3种子。
10.杂种优势利用:从F3种子中选择出具有优良杂种优势的植株,筛选出合适的F4亲本。
11.后代选择:通过多年的后代选择和优胜劣汰,最终培育出具有所需特性的新品系。
二、两系法杂交水稻育种过程(两系法指的是A、B两个亲本系列):1.亲本的选择:选择性状优良、互补性强的两个纯合系列作为A系和B系亲本。
2.亲本的培育:通过系间连续自交和紧密选择,培育出稳定的A系和B系亲本。
3.人工授粉:利用人工授粉,将A系的花粉施加在B系的雄蕊上,得到杂种水稻F1的种子。
4.F1亲本选择:从F1种子中选择具有所需特性的植株作为F1亲本,用于后续杂交。
5.杂交:将F1亲本中的花粉施加在B系上,得到F2种子。
6.F2亲本选择:从F2种子中选择具有所需特性的植株作为F2亲本,用于后续杂交。
7.后代选择:通过连续的后代选择和优胜劣汰,最终培育出具有所需特性的新品系。
总结起来,三系法杂交水稻和两系法杂交水稻的育种过程都是通过选择互补性强的亲本,通过系间杂交和自交,利用杂种优势或自然杂种组合,筛选和选择具有优良性状的植株,最终培育出具有高产、优质、抗病虫害等特性的优良水稻新品系。
杂交水稻育种原理
杂交水稻育种原理杂交水稻是通过人为干预水稻的生殖过程,将不同的亲本杂交育成新品种的一种育种方法。
它的原理是结合遗传学和生理学的原理。
首先,了解水稻的生殖过程对于理解杂交水稻的原理非常重要。
水稻的生殖器官有雄蕊和雌穗。
雄蕊是水稻的雄性生殖器官,雌穗则是水稻的雌性生殖器官。
当自然交配时,花粉自雄蕊中散发出,并落在同一株水稻或不同株水稻的雌穗上。
如果花粉和雌穗是来自不同的亲本,则会进行杂交育种。
杂交水稻的育种原理主要包括以下三个方面:1. 选择优秀的亲本杂交杂交水稻的第一步是选择不同的亲本进行杂交。
通常,选取的亲本应具有不同的基因型和一定的遗传距离。
遗传距离越远,杂交后的后代可能更具有杂种优势,从而具有更好的产量和抗逆性。
而且,为了尽量发挥杂交后代的优势,必须选择施肥充足、长势良好的亲本作为杂交原。
2. 杂交水稻的育种方法杂交水稻的育种方法主要有两种,一种是自交不纯系法,另一种是两系杂交法。
自交不纯系法是通过人工自交不断淘汰不合格的个体,最终得到稳定的优良自交系;而两系杂交法是破除两个亲本的亲缘关系,使其进行杂交,再选择出最好的杂交后代作为新品种。
有些特殊的杂交方法也可以应用到杂交水稻育种中。
例如,远缘杂交、基因转移和细胞工程杂交等技术。
远缘杂交是指在两个物种之间进行杂交,而不是同一物种。
基因转移则是指将一个物种的好基因从一个基因组转移到另一个基因组中。
细胞工程杂交则是指使用细胞工程技术,将一个物种的好基因插入到另一个物种的基因组中。
综上所述,杂交水稻是一种育种方法,利用这种方法可以得到更具有杂种优势的新品种。
适当的选择亲本、选择合适的杂交方法,以及使用特殊的杂交技术可以提高育种的成功率和育种后代的性状的优越性。
袁隆平不断探索的例子
袁隆平不断探索的例子
袁隆平是我国杂交水稻的缔造者,他不断探索,为我国农业事业做出了巨大贡献。
以下是他不断探索的10个例子:
1. 探索杂交水稻的育种方法:袁隆平通过多年的实验和研究,创造性地利用两行杂交和三系杂交等方法,成功研发出高产、优质、抗逆性强的杂交水稻品种。
2. 探索利用化学肥料与有机肥料相结合的施肥方法:袁隆平认为单纯地使用化学肥料会破坏土壤结构,导致土地退化,因此他开始尝试使用有机肥料与化学肥料相结合的施肥方法,取得了明显的效果。
3. 探索利用水稻机械化收割技术:袁隆平提出了利用水稻收割机进行收割的方法,解决了以往人工收割效率低下的问题。
4. 探索水稻栽培的适宜环境:袁隆平认为水稻栽培的适宜环境应该是酸性土壤、高温多雨的地区,因此他开始尝试在这样的环境下种植水稻,并取得了不错的收成。
5. 探索利用微生物控制水稻病虫害的方法:袁隆平开始研究利用微生物对水稻病虫害进行控制的方法,取得了很好的效果。
6. 探索水稻品种间的交配:袁隆平利用水稻品种间的交配,创造性地培育出多个具有高产、抗逆性强的水稻品种。
7. 探索水稻的光合作用:袁隆平开始研究水稻的光合作用,探索如何增加水稻光合作用的效率。
8. 探索水稻的生长周期:袁隆平研究了水稻的生长周期,探索如何利用不同的生长周期来选择适宜的收割时机。
9. 探索水稻的灌溉方式:袁隆平开始研究利用滴灌、喷灌等灌溉方式,以提高水稻产量。
10. 探索水稻的养分吸收机制:袁隆平开始研究水稻的养分吸收机制,探索如何优化水稻养分的吸收效率,从而提高产量。
袁隆平的不断探索,为我国农业事业带来了巨大的贡献,他的科学精神和创新思维也将继续激励我们前进。