三系杂交稻技术

三系杂交稻技术农学091马丹勇200920010406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设备。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。关键词：三系杂交水稻制种技术正文：一：杂交水稻的三系杂交水稻的三系是细胞质雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育保持系的总称。雄性不育系：雌蕊正常而雄蕊花粉败育（或无花粉），不能自交结实，育性受遗传基因控制的品系称为雄性不育系（简称不育系，常用“A”表示）。不育系的雄性器官发育异常，花粉败育或无花粉；雄性器官发育正常，可以接受外来花粉而受精结实。雄性不育保持系：能够保持不育系不育性的品种称雄性不育保持系（简称保持系，常用“B”表示）。保持系的雌雄器官发育均正常，能自交结实。以其花粉给不育系授粉，所结的种子能继续保持其不育性。保持系与相应的不育系在遗传上是同性系。在细胞组成上，细胞质各不相同，而细胞核基本相同，因而在主要农艺性状上具有相似性。保持系必须具备2个条件:1个是用它作父本，与不育系杂交所产生的后代始终是不育的；另1个是除了它本身可育外，其他性状应当与不育系完全相同。如果不具备后1个条件，则这个品种只能叫“具有保持能力的品种”，而不能叫“保持系”。因此，用保持系给不育系授粉，不仅后代仍是不育的，而且其他性状也保持不变。保持系通常是用具有保持能力的材料与不育系回交和选择的方法选育而成的。雄性不育系恢复系：能使不育系恢复正常结实的品种（系）称雄性不育恢复系（简称恢复系，常用“R”表示）恢复系雌雄器官发育均正常，自交结实，用其花粉给不育系授粉，所结种子长成的植株育性恢复正常。二：三系配套法这是杂交稻三系原种生产的基本方法。主要步骤为“单株选择，成交回交和测交，分系鉴定，混系繁殖”。1、 选株：在纯度高的繁殖田和制种田，依据各系的典型性状，选优良单株，单收获、育秧。在秧田选择性状整齐、表现良好的秧苗分别编号，单株移栽于原种生产田。在分蘖抽穗期间，进行严格去杂去劣，对不育系要逐株镜检花粉，淘汰不育度低的单株。2、 成对回交和测交：中选的不育系（A）单株与保持系（B）单成对回交，同时与恢复系（R）单成对测交。回交和测交采用人工杂交方法，注意分别收获编号。3、 分系鉴定：将成对回交和测交的种子及亲本（保持系和恢复系）育秧，移栽于后代鉴定圃。注意将保持系亲本与回交后代相邻种植，恢复系亲本与测交后代相邻种植，便于比较。凡同时具备下述3个条件的组合的对应亲本，可作为原种：回交后代表现该不育系的典型性状，不育度和不育株率高（100%）;测交后代结实率高，优势明显，性状整齐，具备原杂交种的典型性；回交、测交组合相对应的保持系和恢复系均保持原有的典型性。4、混系繁殖：将同时具备上述3个条件标准的不育系及对应的保持系、恢复系，分别混合选留、混系繁殖，即为“三系”的原种。在生产配制杂交种时，一般要建立,2个隔离区，1个是繁殖不育系和保持系的隔离区，另1个是制杂交种的隔离区。例如，在利用水稻雄性不育进行育种时，在繁殖不育系和保持系的隔离区内，交替地种植不育系和保持系，由于水稻的不育系没有花粉，花粉从保持系而来。因此，从水稻不育系植株上收获的种子仍然是不育系，从水稻雄性保持系植株上收获的种子仍然是保持系。这样在1个隔离区内就可以同时繁殖不育系和保持系。在杂交种制种隔离区内，交替地种植不育系和恢复系，由于水稻不育系没有花粉，花粉从恢复系而来。因此，从不育系植株上收获的就是可以供大田使用的优势杂交种，从恢复系植株上收获的种子仍然是恢复系。这样在制种隔离区内就制出了大量可育的杂交种，以供大田使用。同时也繁殖了雄性不育恢复系。三：三系七圃法第1季，单株选择。保持系、恢复系各选100~120株，不育系选150~200株。第2季，株行圃。按常规稻提纯法建立保持系和恢复系株行圃各100〜120个株行。保持系每个株行种植200株，恢复系种植500株。不育系的株行圃共150〜200个株行，每个株行种植250株。选择优良的1株保持系作父本行。通过育性、典型性鉴定，初选株行。第3季，株系圃。初选的保持系、恢复系株行升入株系圃。根据鉴定结果，确定典型的株系为原原种。初选的不育株行进入株系圃，葆出席株系圃中的1个优良株系，或当选株系的混合种子作为回交亲本。通过育性和典型性鉴定，确定株系。第4季，不育系原种圃。当选的不育系株系混系繁殖，用保持系原原种作为回交亲本。四：三系法四级种子生产程序种子的高倍扩繁，或对育种家种子再进行单株稀植、分株鉴定、混合收获的高倍扩繁；各级种子经营单位通过原种场或特约种子基地，对原原种精量稀播生产原种；良种在大田生产上一般仅用1〜2年即行更新。从育种家种子开始到繁殖出大田用良种的整个繁育程序，每一轮大致经历4~6代。这一种子生产程序称为“四级种子生产程序”，其突出特点是把迁移、选择、突变等不良影响减少到最低限度，避免遗传漂变，最大限度地保持原有品种群体的遗传稳定性。现以三系杂交稻利用模式说明其生产程序。该模式对不育系、保持系和恢复系的育种家种子，根据各系的繁殖特点，按照三系亲本的育种家种子—原原种—原种f原种繁殖―）杂交制种的程序完成。三系的育种家种子圃和原原种圃均为单株稀植、整株鉴定去杂、混合收获。其原种圃和亲本繁殖圃则为稀播种植、整株去杂、混合收获。亲本繁殖和制种均应在严格隔离条件下进行。五：杂种品种的亲本选配原则选配出优良的杂种品种，要具备三个条件，第一是掌握数量较多的遗传丰富性状各异的三系材料，作为选配的物质基础；第二是了解各个三系材料的遗传基础和组配规律；第三是探明杂种主要性状的遗传和配合表现。根据实践经验，在选配父本时应遵循以下原则：1、 选遗传差异大的亲本配组亲本间遗传物质的差异是产生杂种优势的根本原因，选择遗传差异大的亲本配组能提高杂种异质结合程度和丰富其遗传基础，表现出强大的杂种优势，遗传差异具体反映在亲缘关系、地理和起源、类型和性状等多方面，在一定范围内双亲遗传差异愈大杂种优势愈明显。2、 选择产量高、配合力好的亲本组配杂种优势的大小是由亲本配合力决定的，应该挑选一般配合力和特效配合力都好的亲本配组，让杂种的各种重要性状得以最佳配合，使构成杂种优势的加性效应、显性效应能够充分发挥，若受条件限制不能选到两个亲本的配合力都是最好的，那也要保证有一个是最好的，绝对不能用两个配合力不好的配组。3、 选优良性状多并能互补的亲本配组两亲应具有较多的优良性状和较广的适应性，通过杂交使优良性状在杂种中得到累加和加强，特别是杂种优势不明显的性状，及由多基因控制的数量性状如熟期、品质性状和一些产量因素，杂种的表现多倾向于中间型，因此只有两亲本的性状都优良才能配出符合育种目标的杂种。4、 选有利于异交的亲本配组商品杂种品种的获得是通过异交完成的，选择有利于异交的亲本配组才能够提高种子产量，降低生产成本获得更大的经济效益。有利于异交的特性主要是指：①母本的花器结构和开花习性有利异交授粉；②具有好的高产性状及潜力；③父本花期较长，花粉量大；④双亲生育期接近并以母本偏早为好；⑤父本较母本略高，以便扩大行比增多母本株数。六：自己的认识三系杂交稻制种原理的三系分别是不育系、保持系和恢复系。其原理是通过不