三系雜交稻技術(shù)

三系雜交稻技術(shù)農(nóng)學091馬丹勇200920010406摘要：生物界的雜種優(yōu)勢是一種普遍現(xiàn)象。植物雜種優(yōu)勢的發(fā)現(xiàn)，為農(nóng)作物雜種優(yōu)勢的被證實和利用提供了理論基礎和技術(shù)設備。特別是三系雜交稻的選育和應用促進了水稻生產(chǎn)飛躍式的發(fā)展和產(chǎn)量的歷史性提高。關(guān)鍵詞：三系雜交水稻制種技術(shù)正文：一：雜交水稻的三系雜交水稻的三系是細胞質(zhì)雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育保持系的總稱。雄性不育系：雌蕊正常而雄蕊花粉敗育（或無花粉），不能自交結(jié)實，育性受遺傳基因控制的品系稱為雄性不育系（簡稱不育系，常用“A”表示）。不育系的雄性器官發(fā)育異常，花粉敗育或無花粉；雄性器官發(fā)育正常，可以接受外來花粉而受精結(jié)實。雄性不育保持系：能夠保持不育系不育性的品種稱雄性不育保持系（簡稱保持系，常用“B”表示）。保持系的雌雄器官發(fā)育均正常，能自交結(jié)實。以其花粉給不育系授粉，所結(jié)的種子能繼續(xù)保持其不育性。保持系與相應的不育系在遺傳上是同性系。在細胞組成上，細胞質(zhì)各不相同，而細胞核基本相同，因而在主要農(nóng)藝性狀上具有相似性。保持系必須具備2個條件:1個是用它作父本，與不育系雜交所產(chǎn)生的后代始終是不育的；另1個是除了它本身可育外，其他性狀應當與不育系完全相同。如果不具備后1個條件，則這個品種只能叫“具有保持能力的品種”，而不能叫“保持系”。因此，用保持系給不育系授粉，不僅后代仍是不育的，而且其他性狀也保持不變。保持系通常是用具有保持能力的材料與不育系回交和選擇的方法選育而成的。雄性不育系恢復系：能使不育系恢復正常結(jié)實的品種（系）稱雄性不育恢復系（簡稱恢復系，常用“R”表示）恢復系雌雄器官發(fā)育均正常，自交結(jié)實，用其花粉給不育系授粉，所結(jié)種子長成的植株育性恢復正常。二：三系配套法這是雜交稻三系原種生產(chǎn)的基本方法。主要步驟為“單株選擇，成交回交和測交，分系鑒定，混系繁殖”。1、 選株：在純度高的繁殖田和制種田，依據(jù)各系的典型性狀，選優(yōu)良單株，單收獲、育秧。在秧田選擇性狀整齊、表現(xiàn)良好的秧苗分別編號，單株移栽于原種生產(chǎn)田。在分蘗抽穗期間，進行嚴格去雜去劣，對不育系要逐株鏡檢花粉，淘汰不育度低的單株。2、 成對回交和測交：中選的不育系（A）單株與保持系（B）單成對回交，同時與恢復系（R）單成對測交?；亟缓蜏y交采用人工雜交方法，注意分別收獲編號。3、 分系鑒定：將成對回交和測交的種子及親本（保持系和恢復系）育秧，移栽于后代鑒定圃。注意將保持系親本與回交后代相鄰種植，恢復系親本與測交后代相鄰種植，便于比較。凡同時具備下述3個條件的組合的對應親本，可作為原種：回交后代表現(xiàn)該不育系的典型性狀，不育度和不育株率高（100%）;測交后代結(jié)實率高，優(yōu)勢明顯，性狀整齊，具備原雜交種的典型性；回交、測交組合相對應的保持系和恢復系均保持原有的典型性。4、混系繁殖：將同時具備上述3個條件標準的不育系及對應的保持系、恢復系，分別混合選留、混系繁殖，即為“三系”的原種。在生產(chǎn)配制雜交種時，一般要建立,2個隔離區(qū)，1個是繁殖不育系和保持系的隔離區(qū)，另1個是制雜交種的隔離區(qū)。例如，在利用水稻雄性不育進行育種時，在繁殖不育系和保持系的隔離區(qū)內(nèi)，交替地種植不育系和保持系，由于水稻的不育系沒有花粉，花粉從保持系而來。因此，從水稻不育系植株上收獲的種子仍然是不育系，從水稻雄性保持系植株上收獲的種子仍然是保持系。這樣在1個隔離區(qū)內(nèi)就可以同時繁殖不育系和保持系。在雜交種制種隔離區(qū)內(nèi)，交替地種植不育系和恢復系，由于水稻不育系沒有花粉，花粉從恢復系而來。因此，從不育系植株上收獲的就是可以供大田使用的優(yōu)勢雜交種，從恢復系植株上收獲的種子仍然是恢復系。這樣在制種隔離區(qū)內(nèi)就制出了大量可育的雜交種，以供大田使用。同時也繁殖了雄性不育恢復系。三：三系七圃法第1季，單株選擇。保持系、恢復系各選100~120株，不育系選150~200株。第2季，株行圃。按常規(guī)稻提純法建立保持系和恢復系株行圃各100?120個株行。保持系每個株行種植200株，恢復系種植500株。不育系的株行圃共150?200個株行，每個株行種植250株。選擇優(yōu)良的1株保持系作父本行。通過育性、典型性鑒定，初選株行。第3季，株系圃。初選的保持系、恢復系株行升入株系圃。根據(jù)鑒定結(jié)果，確定典型的株系為原原種。初選的不育株行進入株系圃，葆出席株系圃中的1個優(yōu)良株系，或當選株系的混合種子作為回交親本。通過育性和典型性鑒定，確定株系。第4季，不育系原種圃。當選的不育系株系混系繁殖，用保持系原原種作為回交親本。四：三系法四級種子生產(chǎn)程序種子的高倍擴繁，或?qū)τN家種子再進行單株稀植、分株鑒定、混合收獲的高倍擴繁；各級種子經(jīng)營單位通過原種場或特約種子基地，對原原種精量稀播生產(chǎn)原種；良種在大田生產(chǎn)上一般僅用1?2年即行更新。從育種家種子開始到繁殖出大田用良種的整個繁育程序，每一輪大致經(jīng)歷4~6代。這一種子生產(chǎn)程序稱為“四級種子生產(chǎn)程序”，其突出特點是把遷移、選擇、突變等不良影響減少到最低限度，避免遺傳漂變，最大限度地保持原有品種群體的遺傳穩(wěn)定性。現(xiàn)以三系雜交稻利用模式說明其生產(chǎn)程序。該模式對不育系、保持系和恢復系的育種家種子，根據(jù)各系的繁殖特點，按照三系親本的育種家種子—原原種—原種f原種繁殖―）雜交制種的程序完成。三系的育種家種子圃和原原種圃均為單株稀植、整株鑒定去雜、混合收獲。其原種圃和親本繁殖圃則為稀播種植、整株去雜、混合收獲。親本繁殖和制種均應在嚴格隔離條件下進行。五：雜種品種的親本選配原則選配出優(yōu)良的雜種品種，要具備三個條件，第一是掌握數(shù)量較多的遺傳豐富性狀各異的三系材料，作為選配的物質(zhì)基礎；第二是了解各個三系材料的遺傳基礎和組配規(guī)律；第三是探明雜種主要性狀的遺傳和配合表現(xiàn)。根據(jù)實踐經(jīng)驗，在選配父本時應遵循以下原則：1、 選遺傳差異大的親本配組親本間遺傳物質(zhì)的差異是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢的根本原因，選擇遺傳差異大的親本配組能提高雜種異質(zhì)結(jié)合程度和豐富其遺傳基礎，表現(xiàn)出強大的雜種優(yōu)勢，遺傳差異具體反映在親緣關(guān)系、地理和起源、類型和性狀等多方面，在一定范圍內(nèi)雙親遺傳差異愈大雜種優(yōu)勢愈明顯。2、 選擇產(chǎn)量高、配合力好的親本組配雜種優(yōu)勢的大小是由親本配合力決定的，應該挑選一般配合力和特效配合力都好的親本配組，讓雜種的各種重要性狀得以最佳配合，使構(gòu)成雜種優(yōu)勢的加性效應、顯性效應能夠充分發(fā)揮，若受條件限制不能選到兩個親本的配合力都是最好的，那也要保證有一個是最好的，絕對不能用兩個配合力不好的配組。3、 選優(yōu)良性狀多并能互補的親本配組兩親應具有較多的優(yōu)良性狀和較廣的適應性，通過雜交使優(yōu)良性狀在雜種中得到累加和加強，特別是雜種優(yōu)勢不明顯的性狀，及由多基因控制的數(shù)量性狀如熟期、品質(zhì)性狀和一些產(chǎn)量因素，雜種的表現(xiàn)多傾向于中間型，因此只有兩親本的性狀都優(yōu)良才能配出符合育種目標的雜種。4、 選有利于異交的親本配組商品雜種品種的獲得是通過異交完成的，選擇有利于異交的親本配組才能夠提高種子產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本獲得更大的經(jīng)濟效益。有利于異交的特性主要是指：①母本的花器結(jié)構(gòu)和開花習性有利異交授粉；②具有好的高產(chǎn)性狀及潛力；③父本花期較長，花粉量大；④雙親生育期接近并以母本偏早為好；⑤父本較母本略高，以便擴大行比增多母本株數(shù)。六：自己的認識三系雜交稻制種原理的三系分別是不育系、保持系和恢復系。其原理是通過不