水稻三系法杂交和两系法杂交
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。
水稻三系杂交制种与两系杂交制种的优势比较
产 ． 均 产 量 ５ ８２ ｇ 比对 照增 产 ｌ ． ， １ 个 参 平 ４． 。 ｋ １％ 居 １ ７
试 品种第 ２位 该 品种适 宜河 南省 各 地夏播 种 植及 黄 淮海 区域 夏 播种植
３５ 合 理 灌 既 ．
玉 米 大 喇 叭 Ｅ期 发 生 干 旱 （ 称 “ ｌ 俗 卡
脖旱”， ）将影 响抽 雄 和小 花分 化 ； 穗开 花期 玉米 需水 抽 量 最多 ． 玉米需 水 的临界 期 ， 是 此期 干旱 将影 响 玉米散
３ 栽 培 技 术 要 点
３１ 播期 和密 度 鹰 丰 ６号 适 宜播 期 为 ５月 ２ ． ５日至
粉 ． 至 造 成雌 雄 花期 不 遇 ， 低 结 实率 ； 浆 期 是产 甚 降 灌 量 形成 的关 键 时期 ， 遇 干旱 ， 若 灌浆 受 阻 。 粒重 下 降 ， 减
产 严重 。 因此 ． 浇好 拔节 和孕 穗灌 浆水 。 要 ３６ 防治 虫害 ． 玉 米螟 是 玉米 中后期 的主要 害 虫 ． 在 大喇 叭 口期 及穗 期使 用 药剂 进行 防治 ３７ 适 时收 获 当玉米 子 粒乳 线 消 失 、黑层 出现 、 ． 苞 叶干枯 松 散 即完 全成 熟 时收 获 ．可 以最 大 限度 地获 得 较 高产 量 ． 防止 收获 过早 造成人 为减 产 。
（ 稿 日期 ： ０ １１ ． １ 收 ２ ｌ ． １０ ）
６月 １ ０日．适 时早 播更 能 发挥其 增 产潜 力 。每 ６ ７ ２ ６ｍ 种植 ３ ０ ～ ５ ０株 ． ５０ ４ ０ 高肥 地 可适 当增 加密 度 。 ３２ 及 时定 苗 ． 在 ３ ４叶期进 行 定 苗 。拔 除小 株 、 ～ 弱 株 、 株 、 杂株 ， 病 混 留下健 壮植 株 ， 证 留下 的植 株 均匀 保
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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杂交水稻繁种制种技术
实验十三杂交水稻繁种制种技术一、实验目的1．熟悉杂交水稻繁殖制种的基本原理及主要技术环节。
2．初步掌握杂交水稻繁殖制种的技术和方法二、内容说明杂种优势利用在自花授粉作物中以杂交水稻的选育推广最为突出，主要有三种类型：①三系法杂交稻。
②两系法杂交稻。
③化杀法杂交稻。
目前主要应用推广的是“三系法”杂交稻繁殖制种技术。
杂交水稻“三系法”是指雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系。
优良不育系的不育性稳定，不育度和不育株率达100%，其雄性不育性不因多代繁殖和温度等环境影响而出现自交结实；可恢复性好，配合力强，较易配组出强优势组合；花器发达，开花习性好，表现开颖角度大，持续时间长，柱头大而外露率高；穗不包颈或包颈轻等。
保持系实质上是不育系的同核异质类型。
保持系除雄性可育外，其他性状均与不育系十分相似。
优良的保持系应具有良好的保持雄性不育系的不育性和较好的丰产性，性状整齐一致，花药发达，花粉量多。
优良恢复系应具有如下特点：恢复性能强，与不育系配制的杂交种结实率高，性状稳定，配合力好；具有较好的农艺性状，抗逆性较强和稻米品质优良；开花习性良好，花期长，花时不过早，花粉量多。
目前对三系杂交稻的恢复系选育有测交筛选和杂交选育以及辐射诱变等方法。
“三系法”制种就是在一定隔离区内，将不育系与保持系相间种植，让保持系给不育系授粉，即繁殖得到雄性不育系；在另一隔离区内，用不育系与恢复系杂交，即得到可供生产上使用的杂交一代种子(F1)。
为保持F1代杂种优势，必须年年制种。
保持系和恢复系可分别设隔离区繁殖。
也可在上述两个隔离区内通过自交繁殖自身种子。
杂交水稻“三系”制种在开花时，对气候条件的要求比较严格。
籼型杂交稻开花一般在日平均气温24~28℃，开花时气温28~32℃，相对湿度70~80%，昼夜温差10℃左右，日照充足，有微风的条件下，开花正常，异交结实率高。
当日最高温度高于35℃，最低温度低于24℃，或日平均温度低于22℃，开花时穗层气温26℃以下，昼夜温差过大，田间相对湿度低于65%或高于90%，对开花、散粉和异交结实都有明显的不利影响。
水稻三系杂交制种与两系杂交制种的优势比较
水稻三系杂交制种与两系杂交制种的优势比较水稻三系杂交制种与两系杂交制种的优势比较寸国舯知识窗水稻三系杂交制种与两系杂交制种的优势比较邬荣世(江苏省如皋市良种场,226532)我国的水稻杂种优势研究及杂种优势利用在国际上始终处于领先地位,对杂交稻的研究始于1964年. 1973年利用三系法成功制得强优势高产杂交水稻组合.并于几年后在生产上大面积应用2O世纪7O年代又开始了具有更大优势的两系法研究.并在80年代取得关键技术点的突破.两系法制种在大面积生产中呈现飞速发展态势.水稻杂交种子在农业生产上的使用.实现了中国农业历史性的跨越.农业生产实现了数量与质量的双重飞跃.从而极大地鼓舞了农民种田的积极性水稻杂交种子的生产是水稻杂交优势利用的基础,如何控制制种风险,减少制种成本,提高制种产量, 保证农业生产对种源的需求.是基层农业技术人员面临的问题.也是职责所在.因此,了解水稻"三系制种" 与"两系制种"的生产规律.合理选择制种方法.显得十分重要.1水稻杂交制种生产的过程1.1三系水稻杂交制种三系水稻杂交是通过不同稻种相互杂交产生的.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的杂交.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白花授粉的假杂交水稻.可是.如果利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.因此,农业科技人员通过长期的艰苦努力.终于研究并培育出一种特殊的水稻性状,即它的雄蕊瘦小退化.花药干瘪畸形,靠自己的花粉不能受精结实.只能通过外来花粉才能受精结实.这种水稻群体人们通常称之为"不育系" 为了不使不育系断绝后代,要给它找个对象.这个对象的外表特征极像不育系.但有健全的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给不育系后,生产出来的种子, 长势长相和不育系的一模一样.也是雄蕊瘦小退化.花药干瘪畸形,没有生育能力.这个外表极像不育系,但有健全的花粉和发达的柱头.用它的花粉授给不育系 560.4kg.比对照增产7.7%.达极显着差异.居19个参试品种第4位.综合2年试验结果:每667m2平均产量 582.6kg,比对照增产6.9%,增产点比率为87.5%. .2010年河南省玉米生产试验.8点汇总.全部增产.平均产量548.2kg.比对照增产l1.7%,居11个参试品种第2位该品种适宜河南省各地夏播种植及黄淮海区域夏播种植3栽培技术要点3.1播期和密度鹰丰6号适宜播期为5月25日至 6月10日.适时早播更能发挥其增产潜力.每667m2 种植3500,4500株.高肥地可适当增加密度. 3.2及时定苗在3,4叶期进行定苗.拔除小株,弱株,病株,混杂株,留下健壮植株,保证留下的植株均匀一致.定苗时不苛求等距.对个别缺苗地方,可在近邻留双株补齐.按合理密度留足苗.3.3中耕除草一般在定苗和10叶展开时进行中耕.一方面可疏松土壤,除掉麦茬,消灭杂草.利于生长发育;另一方面可进行根部培土,预防倒伏,同时在发生涝灾时还可及时排除田间积水3.4科学施肥在玉米5叶期追施苗肥.将氮肥总量的30%及磷钾肥沿幼苗一侧(距幼苗15,20cm)开沟 (深10,15cm)条施或穴施.在11,12片展开叶(大喇叭口期)追施穗肥.将氮肥总量70%施入.3.5合理灌既玉米大喇叭El期发生干旱(俗称"卡脖旱"),将影响抽雄和小花分化;抽穗开花期玉米需水量最多.是玉米需水的临界期,此期干旱将影响玉米散粉.甚至造成雌雄花期不遇,降低结实率;灌浆期是产量形成的关键时期,若遇干旱,灌浆受阻.粒重下降,减产严重.因此.要浇好拔节和孕穗灌浆水.3.6防治虫害玉米螟是玉米中后期的主要害虫.在大喇叭口期及穗期使用药剂进行防治3.7适时收获当玉米子粒乳线消失,黑层出现,苞叶干枯松散即完全成熟时收获.可以最大限度地获得较高产量.防止收获过早造成人为减产.(收稿日期:20l1.11.01)知识窗寸闺种业的水稻群体.人们通常称之为"保持系". 为了充分发挥品种间的杂交优势.还要选择一个对象.其外表与母本截然不同,一般要比母本高大,也有健全的花粉和发达的柱头.用它的花粉授给不育系后,生产出来的种子具有完整的雌雄蕊,长得比父,母本都要健壮.品质超过双亲.这个水稻群体人们通常称之为"恢复系".生产的后代就在大田使用.且具有很强优势的杂交种子这三个不同的水稻品种(系)人们简称为"三系". 有了"三系"配套.就知道在生产上是怎样配制生产杂交水稻种子的了:生产上要种3块繁殖田和1块制种田.繁殖田分别繁殖不育系,保持系,恢复系;制种田专门生产杂交种子.供大田使用.当它们都开花的时候, 保持系花粉借助风力传送给不育系.不育系得到正常花粉结实.产生的后代仍然是不育系,达到繁殖不育系目的科研人员可以将繁殖来的不育系种子.保留一部分来年继续繁殖.另一部分则同恢复系制种.当制种田的不育系和恢复系都开花的时后.恢复系的花粉传送给不育系.不育系产生的后代(变为可育)就是提供大田种植的杂交水稻种子由于保持系和恢复系本身的雌雄蕊都正常,各自进行自花授粉,所以各自结出的种子仍然是保持系和恢复系的后代1.2两系水稻杂交制种两系杂交水稻是利用光 (温)敏核不育系作母本和恢复系作父本.将它们按比例种到同一块田里.用人工辅助授粉的办法生产杂种一代的过程.叫两系制种.两系制种和三系制种母本都是靠异交结实.在制种的原理上基本一样.所以两系制种完全可以借用三系制种的技术和成功经验两系制种与三系制种最大差别是不育系.两系制种的不育系育性是受一定的温,光条件所控制的.目前所用的光 (温)敏核不育系.一般在大于13.45h的长日照和日均温度高于24?的条件下.表现为雄性不育.可以制种: 当日照长度短于13.45h和日平均温度低于24?时.不育系的育性发生变化,由不育转为可育.自交结实.不能制种.只能用于繁殖2两种制种方法的优势,风险比较2.1从杂交种子质量看在亲本种子质量保证,制种过程中去杂措施到位的前提下.三系法制成的种子质量好于两系法制成的种子质量.主要原因是两系中的不育系受光,温条件的影响,可能由不育转变为可育, 从而影响种子的纯度:而三系中的不育系不受环境的变化而改变.不影响制种质量(因自然条件改变只会影响制种产量)2.2从杂交种子生产的自然风险看三系制种法自然风险小于两系制种法两系法制种中使用的不育系是光(温)敏核不育系,它因受光,温的严格限制,而光温因子不是人能控制的.理论上虽然考虑了相关因素选择了最佳的时期,但气候变化无常,人力不可改变, 从而导致不育系变为可育自交结实.影响种子产量和质量.最终导致农民无种可购(生产商根据技术要求种子报废)或种子质量事故频发(不合格种子流人市场). 三系法生产杂交种子.只存在花期是否相遇的风险,但它可通过人工的办法进行调节,促使相遇,减少花期不遇而不结实的风险(仅是制种产量的风险).不存在不育系变为可育的问题2.3从制种季节方面看三系法生产杂交种子春, 夏,秋季都可以制种,可制种的时段长,环境因素影响只会影响种子数量.不会影响种子质量而两系法生产杂交种子一般只能夏制,制种时段短,可控度小,易受自然环境的左右而影响种子质量2.4从所需隔离条件看三系法生产种子全过程需设置4个隔离区,即不育系,保持系(自交结实隔离要求不高),恢复系(自交结实隔离要求不高),杂交种子生产区,其中不育系,杂交种子生产区隔离要求较高.两系法生产种子全过程需设置3个隔离区.即不育系 (自交结实隔离要求不高),恢复系(自交结实隔离要求不高),杂交种子生产区.可节省1个高要求的隔离区.2.5从最终产品质量看两系杂交水稻种生产的水稻稻米产量,品质均优于三系杂交种生产的水稻稻米, 产量也比常规种高.所以,两系杂交稻种很受农民的欢迎.这也是近几年两系杂交水稻普及快的主要原因 3思考与建议从控制生产者自然风险和保障市场需求看.应尽可能使用三系法生产水稻杂交种子.目的是提高杂交稻制种的数量,满足市场需求:有效保证种子质量.减少自然风险.回避或减少种子责任事故的发生从水稻产量与稻米品质看.使用两系法制成的种子杂交优势比使用三系法制成的种子杂交优势更明显.在熟悉亲本特征,特性的基础上,有成套的配套技术体系和花期调控手段的基础上.可适当增加两系杂交种子的制种面积.满足农民对两系种子的需求. 制种单位应尊重当地习俗,根据自身的自然条件, 生产水平,技术力量.合理确定三系制种与两系制种的比例.考虑自然因素,适当多安排制种面积,减少风险, 满足农民对种子的需求(收稿日期:2011—09—28)。
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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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。
三系法和两系法杂交水稻
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、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。
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。
杂交水稻育种的三系法、二系法和一系法
保持系。因而能简化繁殖、 制种程序 ， 使种子成本下
降 。③ 避免不育细胞质 的负效应。 由于光温敏型雄性 不育受环境 条件 影 响较大 ， 目 前 未能像三系法杂交 水稻那样 大面积 推广 （ 正逐渐 但 取代三系法育种） 。 二系法对选育 品种 间和亚种 间组合 均适 用 ， 用 但
能够抑制 细胞质 不育基 因（ ） ｓ 的表达 ， 因此 ， 当细胞核 可育基 因（ ） Ｒ 存在时 ， 植株表现 为雄 性可育 ； 当细胞质
基 因为可育基因 （ 时 ， Ｎ） 无论 细胞 核 具有可 育基 因还 是不育基因 ， 植株 都表现 为雄性 可育 ； 只有 当细胞核不 育基 因（ｒ与细胞质不育基因（ ） ｒ ） Ｓ 同时存在 时 ， 植株才
得 以保 持） 。在实践 中控制 日照主要靠 自然光源 、 控制接受 其他植株 的花粉 而
产生种子 。同种植物中具有可遗传 的雄性不 育性状的 植株群体 叫雄性 不育 系 （ 称不 育 系 ） 简 。有 了不育 系 用于杂交育种 ， 免除 了人 工去雄 工作 ， 省 了劳力 、 就 节
维普资讯
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６ ０・
生物学 教学 ２ ７ ｇ３卷） ２ ０ ｇ（ ０ ２ 第１期
华 东师 范 大 学《 学教 育》 志征 稿 及 科 杂 举办“ 中学教 师 论 文评选 ＂ 的通 知
一
早
、
《 学教育》 科 杂志 是 由国家 教育 部 主管、 华东
保证 杂交种 的纯度。
不育 系的产 生其 实 是基 因 突 变 的结 果 。研 究 表 明， 小麦 、 水稻和玉米等作物 ， 它们 的雄蕊是 否可育 ， 是 由细胞核和细胞 质中的基 因共 同决定 的。在 细胞核和
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。
三系两系杂交水稻比较研究
三系两系杂交水稻比较研究作者：王际凤来源：《山地农业生物学报》2017年第04期摘要：三系两系杂交水稻是提高水稻产量最有效的技术。
比较三系两系不育系遗传、选育，恢复系选育以及杂交水稻组合选育，对于正确认识三系两系杂种优势具有重要意义。
本文综述了三系两系不育系遗传和选育、三系两系恢复系选育、三系两系杂交水稻组合的选育理论与实践等方面进展，并比较了中国水稻数据中心三系两系杂交水稻新组合产量差异。
笔者认为三系两系杂交水稻育种技术不同，但两系三系杂交水稻不存在优劣之分。
讨论了存在的问题，包括杂交水稻杂种优势机理、三系两系杂交水稻材料创新与育种技术等问题。
针对以上问题，建议进一步研究杂交水稻杂种优势机理；加强三系两系亲本改良，聚合更多的优良基因，有更强的配合力；采用常规育种技术结合分子育种，提高三系两系亲本育种效率。
关键词：三系杂交水稻；两系杂交水稻；遗传育种；产量；配合力中图分类号：S511文献标识码：A文章编号：1008-0457（2017）04-0001-08 国际DOI编码：10.15958/ki.sdnyswxb.2017.04.001Abstract：Three-line （cytoplasmic male sterile （CMS） line， maintainer line and restore）and two-line （thermo-sensitive genic male sterile （TGMS） line and restore） techniques are most effective in increasing rice yield in the world. Understanding the genetics and breeding of CMS-line and TGMS-line， the breeding of their respective restores and the breeding of hybrid rice combinations would have great significance in realizing the heterosis of both the three-line and two-line hybrid rice. This paper reviewed the advances achieved in these areas. Furthermore， according to 133 new combinations released by Ministry of Agriculture of China in 2014-2016 （http：///）， yield of 73 two-line combinations was similar to that of 60 three-line combinations， although the breeding techniques of three-line hybrid rice were remarkably different from those of two-line hybrid rice. The review also discussed the existing problems and suggested solutions. In order to solve the problems， it is necessary to （a） study the molecular mechanism in order to understand how main genes interact in heterosis of hybrid rice，（b） enhance three-line parents and two-lines parents in order to improve new parents with good genes and strong combination ability， and （c） adopt both classical breeding techniques and molecular breeding techniques to increase breeding efficiency.Key words：three-line hybrid rice； two-line hybrid rice； genetics and breeding； yield；combination ability水稻雜种优势的利用主要有三系法杂交水稻和两系法杂交水稻。
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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：。