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。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。

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）。

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）。

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）。

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。