“三系法”是杂交水稻的核心,它的最厉害之处在什么地方?

今天,是我国著名杂交水稻专家袁隆平先生去世的日子。缅怀这位科学家,让我们一起了解一下杂交水稻吧。

袁隆平先生最伟大的贡献是成功地运用“三系法”理论培育出了世界上最强优势的杂交水稻品种,并广泛地应用到农业生产中。杂交水稻的出现给中国乃至世界农业生产带来的变化是革命性的,极大地提高了水稻的产量,而且大大提高了水稻育种的效率。

“三系法”是杂交水稻的核心,它的最厉害之处在什么地方?


传统育种实践中,都是选择很多品种相互杂交,再在他们后代中精挑细选,找出产量高或者品质好的后代,一代又一代选择、淘汰,再选择、再淘汰,如此要育成一个品种,短则7、8年,长则10余年。这样选择出来的品种最大程度上保持了它们父系和母系的优势,而且能稳定地遗传下去。

而袁隆平先生的三系法杂交水稻育种则完全改变了这种模式,可以说是杂交水稻育种的一次革命。

那么,今天就带大家进行“三系法”杂交水稻诞生之旅吧。

“三系法”是杂交水稻的核心,它的最厉害之处在什么地方?

一、“三系法”杂交稻的核心理论是什么。

“三系法”是水稻育种中雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的简称。

为什么要搞出一个“三系”呢?它到底有什么优势?

1、雄性不育系。雄性不育系的雄性器官发育不正常,花粉败育,这样雄蕊就没办法给雌蕊受精了。而雌性器官发育是正常的,能接受其他品种的花粉而受精结实。这种雄性不育要能稳定遗传下去才行,也就说他们接受别的品种花粉受精结实之后,他们的下一代雄性又是不育的。这样水稻品系叫雄性不育系(简称不育系)。

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2、雄性不育保持系。要解决上面雄性不育品种不育怎么办?因为不育系本身的花粉是不育的,自交不结实,不能通过自花授粉繁衍出具有不育特性的后代,所以呢必须要有一个正常可育的特定品种给不育系授粉并能结实,而且还得使不育系的后代继续保持其雄性的不育特性。这种能使不育系特性能够一代又一代保持下去的特定父本品种,就被称为雄性不育保持系(简称保持系)。

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3、雄性不育恢复系。有些正常可育的品种花粉授给不育系后,后代能结实正常,而且新产生的杂种一代育性恢复正常,能自交结实,并具有较强的优势。这种能够恢复不育系雄性繁育能力的品种叫雄性不育恢复系。(简称恢复系)。

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二、“三系法”到底是怎么实现杂种优势的?

上面,大家了解了杂交水稻三系中各个品系的作用。那么,为什么要搞得这么复杂?

传统育种中,要花费大量的人工在去雄工作上。因为水稻是雌雄同株的自花授粉作物,因此在育种时为了得到理想的杂种株,必须去雄后再让其授粉。只保留雌蕊的叫母本,提供花粉的叫父本。要知道,选育一个好的品种,不是只用两个品种杂交一下了事,而是同时会用几个乃至几十个品种去杂交。也不是说每个品种拿一株两株就行,而是要种植一定的面积,其工作复杂而繁琐,工作量可想而知。

在三系法中,不育系具有天然的不育特性,能很好地充当母系,这样在育种时可以大大节省时间和精力,降低育种成本,提高杂交品种品质。

保持系的作用就是要为不育系提供花粉,并且保持不育系的不育特性。它们的工作就是每年给不育系授粉。

三系法的奥妙在恢复系上。恢复系能够恢复不育系的”生育“特性,让它们的后代能够自花授粉了。因此,不育系和恢复系杂交之后便能获得具有生育能力的种子,这就是我们所说的杂交稻,也是杂种一代。

杂种一代保持了父系和母系的最强基因,它们的种子保持了产量或者品质的最佳组合优势,也就是农民种的杂交品种。

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当然,三系也不是随随便便拿来品种就可以的,也是要经过层层选拔才能得到理想的配合。但是,一旦形成稳定的配套,每年制种就容易多了。

杂交水稻通常比常规水稻增产20%以上。自上世纪70年代开始推广应用以来,我国已经累积推广杂交稻数十亿亩,增产粮食数千亿斤,对我国粮食安全做出了重大贡献。此外,杂交水稻已经在东南亚、非洲许多国家得到大面积推广应用。

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页面更新:2024-05-04

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