三系杂交水稻

试论三系杂交水稻选育基本途径及其繁殖、制种的基本方法

重庆市种子管理站冉景海

摘要：生物界的杂种优势是一种普遍现象。植物杂种优势的发现，为农作物杂种优势的被证实和利用提供了理论基础和技术储备。杂交水稻的成功选育和生产上的成功应用，是上世纪水稻生产上的重大突破，特别是三系杂交稻的选育和应用促进了水稻生产飞跃式的发展和产量的历史性提高。水稻生产在我国粮食生产中的面积、产量与地位是任何其他作物都无法替代的。2003年，全国杂交水稻种植面积2.37亿

亩 (其中三系杂交稻2.14亿亩,两系杂交稻2300万亩),产量1. 04亿吨。三系杂交稻在我国水稻生产和整个粮食中都有着极其重要的地位和作用。加强三系杂交稻的选育、繁殖与制种，对水稻生产和整个粮食生产都有着重要的影响。本文对三系杂交水稻选育的基本路径进行了一定的归纳和说明，对三系法繁殖、制种的基本方法从生产实践的角度作了阐释。

关键词：杂交水稻；不育系；保持系；恢复系；繁殖；制种；

三系法杂交水稻是雄性不育系（简称A）、保持系（简称

B）和恢复系（简称R）三者组成。雄性不育系的雄性器官（花粉）发育不全，无授精能力，自交不结实，但其雌性器官发育正常，授予外来花粉，能结实。保持系的植株，外部形态与不育系极为相似，其雌雄器官均正常，自交能结实。但将其花粉授予不育系所产生的后代，仍为雄性不育系.恢复系一般为生产上的优良品种,将其花粉授予不育系所产生的后代,雄性器官恢复发育正常，自交能结实。三系杂交水稻的各系间关系甚为密切，雄性不育系与其保持系杂交仍繁殖不育系种子，大部分用于制种田，而少部分用于繁种田；不育系和恢复系杂交，生产出杂交水稻种子，提供大田种植用；保持系和恢复系的自交种子，分别提供繁种田和制种田作父本。

1 我国三系杂交水稻育种研究概况

我国三系杂交水稻的选育和生产应用，至今仍居国际领先水平。早在1964年，袁隆平从早籼稻中发现了雄性不育株，率先揭开国内水稻杂种优势利用研究的序幕。1970年李必湖从海南岛的普通野生稻中找到花粉败育型雄性不育株，通过两年的测交和回交选择，至1972年冬，湖南、江西等省的育种家分别转育成二九南一号A和珍汕97A等不育株。随后广西、湖南等地的育种家利用上述两个不育系进行广泛测恢工作，1973年从大量杂交组合中鉴定出IR24，IR661，泰引一号，古154和IR26等国外中籼稻品种，与野败型籼不育系配

组具有较好的配合力和较强的杂种优势，从而实现了三系配套。1976年首批强优势组合经大面积示范试种，一般均比常规良种增产20%以上,深得农民好评。粳型三系杂交稻的选育研究,可追溯到1965年秋云南农业大学李铮友在粳稻台北8号大田中找到一些不育株,用当地栽培粳稻品种红帽为父本与其测交和回交,育成了红帽缨不育系,成为国内最早选育的滇一型粳稻不育系,并从天然交后代的分离群体中获得了该型不育系的恢复系,终于在1973年实现了粳稻三系配套。与此同时,1 972年中国农业科学院从日本引入BT型三系材料,辽宁、江苏和安徽等省农科院都利用该不育系为基础材料,进行大量测交和转育,分别选育成黎明A，秋光A，当选晚A和六千辛A等一批BT型不育系,并由辽宁省农业科学院水稻研究所采取“籼粳架桥制恢”方法.从IR8/科情3号//京引35复式杂交后代中选育成的C57等粳稻恢复系，对BT型不育系具有较强的恢复性和较好的配合力，从而1975年北方杂交粳稻的选育研究也实现三系配套。

2 三系杂交水稻的选育途径

2.1 雄性不育系及其保持系的选育水稻雄性不育系和保持系是极为相似的姊妹系,一般不育系选育成功即可获得相应的保持系。选育不育系有自然不育株的改造利用和远缘杂交核置换法两种重要途径。

2.1.1 利用自然不育株选育不育系我国生产上广泛应用的野败型不育系，就是利用海南岛的普通野生稻中发生自然杂交而分离出的雄性不育株为母本，与栽培稻杂交，选择其后代的全不育系株进行连续回交，或再与栽培品种进行三交和连续回交，如野败/6044//二九南1号和野败/珍汕97均通过与原父本连续回交数代，分别育成二九南1号A和珍汕97A 两个早期籼稻不育系。后来又以这两个不育系为基础材料，分别转育成V20A和V41A等野败型系列不育系。矮败协青早不育系是利用江西省东芗矮秆野生稻中的自然不育株(简称矮败)与栽培稻品种进行三交(矮败/竹军//协珍1号)的B1F1(第一次的回交第一代),再与军协/温选青//秋塘早5号的选系(即协青早)杂交和连续回交转育成的。

野败和矮败不育系的不育性较稳定,很少受环境影响。长江流域的早籼稻品种绝大部分对其具有较强的保持力,而粳稻品种几乎都可作保持系。此外,云南的粳稻不育系红帽缨A也是利用自然雄性不育株选育成的。

2.1.2远缘杂交核置换选育不育系远缘杂交核置换法是将两个遗传距离较大的亲本,通过杂交和连续回交,使父本的核基因逐步取代母本细胞质中的核基因,成为一个质核不同源的质核杂种。若母本具有雄性不育细胞质基因,而父本具有相应的雄性不育核基因,二者相互作用就能形成雄性不育。利用远

缘杂交核置换法是选育核质互作型不育系的常用方法。

2.1.3 野生稻与栽培稻杂交选育不育系采用普通野生稻与栽培稻杂交较易育成雄性不育系。武汉大学遗传研究室(19 77)育成的红莲型不育系莲塘早A，就是选用海南岛的红芒普通野生稻为母本,与早籼稻莲塘早杂交和多次连续回交育成的。

2.1.4 籼稻和粳稻杂交选育不育系利用粳籼杂交是选育水稻雄性不育系的重要途径之一。目前生产上应用的粳稻不育系绝大多数是通过籼粳杂交选育而成。云南农业大学的滇三型不育系，是以高原籼稻峨山大白谷为母本,与低海拔粳稻科情3号杂交后,再用红帽缨复交或数次回交选育而成的。日本的BT型不育系也是用籼粳交育成的。此外,云南农业大学曾用粳稻科情3号为母本,与海南岛早籼稻地方品种山兰杂交,从其F2代中选得雄性不育株，再用台中1号连续回交，育成了粳稻胞质的台中1号不育系。

2.1.5 地理远距离品种间杂交选育不育系利用地理远距离或不同生态类型品种的籼籼交或粳粳交选育雄性不育系也较易成功。四川农业大学水稻研究所选育成的冈、D型不育系就是用西非的两个籼稻品种冈比卡亚和迪斯锡D52/37为母本,分别与早籼稻矮脚南特杂交而出现不育株，然后再与其他籼稻品种测交和连续回交,分别育成冈l2朝阳1号A，冈12