1、學號 094120311 姓名 徐 娟 學 院生命科學學院 專業、班級09應用生物教育B 課程名稱 作物學通論教師及職稱 龍維彪開課學期 2012 至 2013 學年 上 學期 填報時間2012 年 12 月 20 日三系法雜交水稻育種生命科學學院 09級應用生物教育B 徐娟 094120311【摘要】 三系雜交水稻是水稻育種和推廣的一個巨大成就，所謂三系是：（1）雄性不育系。雌蕊發育正常而雄蕊的發育退化或敗育，不能自花授粉結實。（2）保持系。雌雄蕊發育正常，將其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不僅可結成對種子，而且播種后仍可獲得雄性不育植株。（3）恢復系。其花粉授予不育系的雌蕊，所產生的種子播種后

2、，長成的植株又恢復了可育性雜交水稻就是水稻雜種優勢的利用?！娟P鍵詞】三系雜交水稻雄性不育系保持系恢復系1、三系法雜交稻的由來兩個遺傳組成不同的親本雜交產生的雜種F1代優于雙親的現象稱為雜種優勢。具體地講，雜種F1代在生長勢、生活力、繁殖率、抗逆性、適應性、產量和品質諸方面比雙親優越。雜種優勢可分為超親優勢、平均優勢和競爭優勢。人們常說的雜種優勢利用通常是指利用作物的競爭優勢。水稻是典型的自花授粉作物，雌雄同花。水稻雜種優勢利用，只有依靠雄性不育的特性，通過異花授粉的方式來生產大量的雜交種子的方法有多種，其中之一便是使用雄性不育系（A）、保持系（B）和雄性不育恢復系（R）來配制雜種一代。由于這種

3、利用水稻雜種優勢的方法需要不育系、保持系和恢復系配套，故稱為三系法雜種優勢利用，用此法培育的雜交水稻簡稱為三系法雜交稻。2、雄性不育系與保持系的選育：選育水稻雄性不育系首先要獲得能穩定遺傳的雄性不育株，其次是有能把雄性不育株的不育特性傳遞下去的保持材料，然后通過測交和連續成對回交，完成全部核置換之后就可育成三系雄性不育系及其相應的同型保持系。 （1）、雄性不育株的獲得：獲得原始的雄性不育株，可從大田自然群體中尋找或通過遠緣雜交產生。這些不育株均為核質互作型不育，比較容易找到保持系，是選育三系雄性不育系不育單株的主要來源。 （2）、保持材料的選育：保持系的選育可采取測交篩選和人工制保法進行。 測

4、交篩選法：獲得雄性不育株后，選用掌握的國內外育成的大量優良品種（系）與之雜交，從中挑選具有良好保持能力的材料用作保持系。人工制保法：隨著常規育種親本使用范圍的拓寬，育成的常規品種或多或少地都帶有若干個恢復基因或微效恢復基因，直接利用這些品種作保持系的難度越來越大，甚至不可能。另一方面，雜交稻育種水平的提高對不育系也提出了更加嚴格的要求，需要不育系具備的優良性狀也越來越多。人工雜交選育可采用一次雜交或復式雜交的方法。 一次雜交主要有如下兩種： 保持系×保持系。選擇2個各具有特點的保持材料雜交，然后從后代中選擇符合育種目標的單株進行測交和回交轉育即可。該種配組方式比較簡單，育種速度也較快

5、，對改良某個不育系的個別或少數幾個性狀較為有效。 保持系×恢復系或恢復系×保持系。少數情況下，具有某種優良性狀的親本或恢復系帶有微效恢復基因，雖不能直接用其作回交轉育親本，但卻可以用它作雜交親本與保持系配組，從中選擇具有該優良性狀的單株進行測交篩選。這種配組方式選育過程比較長，難度也較大，但有可能育成一個綜合性狀較好的新不育系。 3、雄性不育系的轉育：雄性不育系轉育的基本原理就是細胞核置換，也就是染色體代換過程，常用做法是測交篩選與連續成對回交，不育系的完全核置換與同型保持系的穩定同步完成。步驟如下： 測交篩選：選用性狀符合育種目標的常規品種（系）或人工制保材料為父本，與胞

6、質互作型雄性不育株或不育系雜交，根據測交F1花粉敗育情況決定回交與否。 成對回交：在測交F1出現的不育株中，選擇不育度高、花粉典敗和圓敗為主的單株作母本，再與父本連續回交數代，即可轉育成新的不育系，輪回親本就是其相應的保持系。回交選育不育系的群體大小依據使用的輪回親本不同而有所區別。大多數情況下回交一代一般要求50lOO株；回交二代建立510個株系，每個株系種植2030株；在回交三代群體中選擇綜合性狀最好的株系擴大回交四代群體至上1000株左右，并對各性狀的整齊度和育性進行鑒定。如各項指標均符合不育系要求，即可投入生產試驗。 4、恢復系的選育： （1）、恢復基因的組成及其來源：雖然不同研究者的

7、試驗結果有差異，但大多數人的研究表明：絕大多數類型的秈型胞質互作型雄性不育系的恢保關系是相同的，也即雄性不育系的不育性和可恢復性由2對育性基因控制，恢復系的基因型為R1RlR2R2，不育系與保持系的基因型為rlrlr2r2，雜種F1基因型為RlrlR2r2。 （2）、恢復系的選育方法：恢復系選育分為測交篩選和雜交選育法。測交篩選法曾為配制強優勢組合，發展我國的雜交水稻事業作出了巨大的貢獻。但隨著生產的發展，僅靠對現有的品種進行簡單的測交篩選已難以滿足雜交稻育種新的要求，還必須依靠雜交配組，通過基因重組把多個優良性狀聚合在一起，以篩選出新的恢復系。雜交選育法也就是育種者通常所說的人工制。 第一，

8、測交篩選法：測交除了獲得了對野敗不育株具有保持能力的品種外，還發現了不少能夠使野敗不育株的育性得以恢復的品種，為三系迅速配套提供了又一物質基礎。這種用現有種質對不育系進行測交，從中篩選具有恢復能力的品種（系）的方法就叫做測交篩選法。其步驟如下：初測。用獲得的優良品種（系）對不育系授粉，依雜種F1的結實率、經濟性狀、抗性等進行初評，每組合種20株左右。復測。經初測鑒定有恢復力且其他性狀無明顯分離的品種再做一次雜交，驗證初測的結果。種植群體一般為50100株。鑒定。根據復測的結果進行嚴格的淘汰，入選少量株系重新配制一定數量的雜交種，供大田生產鑒定或新品種聯合比較試驗。 第二，雜交選育法：雜交選育可

9、采用一次雜交或多次雜交的方式，因育種目標不同可選用不同的組配方式。 一次雜交法：通過一次雜交把恢復因子導入新的品種（系），再在后代的分離群體中采用系譜法進行選育。常用的雜交方式是恢復系×恢復系，但也有的使用保持系×恢復系和不育系×恢復系。 恢復系×恢復系。選用2個均具有恢復因子且性狀間能互補的品種雜交，在雜種后代中選育符合育種目標的新恢復系，由于2個親本均具有恢復基因，雜種各世代出現恢復株的幾率很高，低世代一般可不進行測恢，而等入選單株性狀較為穩定時才開始測恢。此種配組方式比較簡單快速，但應注意擴大雜交親本的遺傳差距。 保持系×恢復系或恢復系&

10、#215;保持系。當某個品種具有諸如抗逆、廣親和等優良性狀但不帶恢復基因而不能直接利用時，就可選用1個恢復系與其雜交。由于雜種各世代單株的基因型有可恢與不可恢之分，但又難以用肉眼從表型來判斷，只能通過選株大量測交的方式從中篩選出基因型可恢的單株。采用這種配組方式測交的世代宜早不宜遲，單株也應盡可能多一些。 不育系×恢復系。雄性不育系與恢復系雜交后，從雜種F2代開始選擇結實率較高的單株進行連續加代，就能選出性狀穩定一致的新恢復系。由于是同質恢復系，方法雖簡單，但如選擇不當，所配組合的雜種優勢往往難如人意。 多次雜交法：采用這種配組方法可把多個品種的有利基因綜合到1個新品系中去，從而達到

11、選育新恢復系的目的。 （3）、強優組合選配的原則：選育優良雜交組合的關鍵是選配親本，親本的好壞是能否育成強優勢雜交稻的基礎。實踐證明，選配強優勢組合應充分考慮如下幾個方面： 選擇雙親遺傳基礎差異大的親本配組：遺傳差異是產生雜種優勢的基礎。在一定的范圍內，雙親的遺傳差異越大，優勢也越強。這種差異可以是血緣上的差異，也可以是地理或生態類型上的差異。選擇性狀能明顯互補的雙親配組：用優良性狀能互補的雙親配組，較容易選配出綜合性狀優于雙親的雜交稻新組合 選擇優良的親本配組：雜交稻的產量由雙親的平均值加上互作產生的雜種優勢構成。只有兩個親本都具備了較為優良的農藝性狀，才有可能選配出農藝性狀較好的優勢組合，

12、從而達到提高產量的目的。 選擇配合力好的親本配組：配合力是指1個親本與其他若干品種（系）雜交，遺傳給子一代的性狀的平均表現。它由親本基因型所決定，與雜種優勢的強弱有直接關系。只有配合力好的親本才有可能選配出強優勢雜交稻新組合。 5、三系雜交稻目前存在的主要問題： （1）、雜交早稻組合還不夠配套：為滿足農村種植業結構的調整和全年糧食平衡增產的需要，要求早稻的米質要好，生育期要適中。而現實的狀況是當前的雜交早稻主栽組合的生育期仍然偏長，米質較差，不能滿足生產的需求，致使雜交早稻的種植面積還較為有限。 （2）、稻米品質欠佳：隨著人民生活水平的提高和我國加入世界貿易組織的需要，大部分雜交稻組合的米質達

13、不到優質米的水平，價格競爭力不強。 （3）、產量水平徘徊不前，接班組合不多，如何在優質的基礎上尋求產量的進一步突破是育種者面臨的一個重大挑戰。 6、三系雜交稻育種今后的熱點： （1）、三系法亞種間超級雜交稻新組合的選育：今后應通過選育新的不育系與恢復系配組，構建新的超高產株葉形態與亞種間雜種強大的有利優勢相結合，也即株形改良與優勢利用相結合，來培育產量能有明顯突破的超級雜交水稻。 （2）、優質雜交稻育種：加入世界貿易組織（WTO）之后，為提高我國雜交稻米的競爭力，勢必要求米質有較大的提高，否則就不利于農業種植業結構的調整，也不利于雜交稻的進一步發展。優質雜交稻育種的關鍵是選育配合力好的優質米不

14、育系與米質好的強優恢復系，以期通過雙親米質的改良來達到選育優質雜交稻新組合的目的，重點和難點是優質米不育系的選育。 參考文獻：1. 袁隆平、陳洪新等雜交水稻育種栽培學. 湖南科學技術出版社. 19882 刁操銓主編.作物栽培學（南方本）. 中國農業出版社 .19943 劉后利主編.農作物品質育種. 湖北科學技術出版社. 20014 田大成 編著.水稻異交栽培學.四川科學技術出版社. 19915 張 旭 、陳友訂編著.水稻光溫生態與品種選育利用.中國農業出版社. 20006 陸作楣.我國雜交水稻制種的基本成就與當前的問題和建議、 雜交水稻（增刊）.19897 劉文炳.雜交水稻制種技術.科學普及出

15、版社. 1986Three Line Method Hybrid Rice Breeding【 abstract 】 The three-line hybrid rice is a breeding and promotion of a great achievement, what three system is: (1) male sterile line. Pistil development is normal and stamen development is degradation or abortive, can not flowers to pollinate strong by itself. (2) Keep system. Stamens and pistils can develope normally, the pollen awarded to sterile line of the pistil, not only can form on the seeds, and can still get the male sterile plant after seeding. (3) restorer: The pollen a