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杂交水稻的“三系”简介

发布时间:2019-09-09

  杂交水稻“三系”是雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系。这三者之间有些什么共同点和不同点呢?它们又是如何相互组合来配制成杂交水稻的种子呢?雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系都是水稻,它们的种子都能发芽、出苗、最后长成稻株、抽穗、开花。但本质差别是雄性不育系稻株不能靠自身的雄性花粉受精而结实,雄性不育保持系和雄性不育恢复系稻株,能自己开花授粉结实。

  雄性不育系(简称不育系〉的水稻花的结构中,一切都和正常水稻花结构相同,唯独它的雄性器官(花药和其中花粉粒)发育不健全,颖壳开放时,不能散出花粉,或者散出花粉也能落在雌性器官(柱头)上,但不能完成受精过程, 最后不能结实。这是由于雄性不育系水稻的生殖器官上雌性器官正常,而雄性器官不健全,靠自身无法完成受精过程。 因此,人们称这种水稻为“母稻”,学名叫“母本”,有些地方人们叫它“水稻姑娘”。要让雄性不育系结实,必须借助于其他水稻上的花粉才能繁殖后代。如何来培育出供生产上大量应用的雄性不育系,必须设法寻到一种水稻,让它的花粉传给不育系,使不育系产生的后代,还是雄性器官不健全,而雌性器官完全正常的“水稻姑娘”。有了这一途径,才能使不育系一代一代传下来。

  为了使不育系的不育性代代相传保持下去,必须选配一种常规稻,让它给不育系授粉,它们所产生的后代,仍然继续使不育系的后代保持雄性不育。那么这种被不育系借用花粉的常规稻叫做雄性不育保持系〔简称保持系)。保持系和不育系两者杂交的生产过程,叫做繁殖,其目的在于使雄性不育系繁殖后代。

  雄性不育恢复系(简称恢复系)是一种常规水稻与不育系相配,“水稻姑娘”借助于它的花粉而产生的后代,这个后代雄性器官由不健全恢复正常,把它种下去之后,能够自花授粉受精,正常结实,这种使雄性不育恢复为正常可育的常规水稻,为雄性不育恢复系。群众称它为“公稻”,学名叫 “父本”。恢复系与不育系在一起配种在“水稻姑娘”上生的后 代,就用于大田生产。恢复系与不育系相配的生产过程,叫做制种,不育系所生的后代就是杂交水稻种子,它具有双亲的强优势,若收下的杂交水稻再去作种子,它就失去了笫一代那种强杂种优势,会出现严重分离,产量就会大辐度下 降。因此,生产上需要年年制种,用其杂种一代的强优势来夺高产。

  杂交水稻的“三系”关系,是以不育系为中心,配合保持系和恢复系。在杂交水稻制种和不育系繁殖的过程中,必须首先选择高雄性不育系,标准要使套袋自交不育率达99%;其次要选择保持雄性不育强的保持系;笫三要选择使雄性恢复率高的恢复系。针对“三系”的研究,中外不少农业工作者尽了很大的努力。我国袁隆平等首先使“三系”成功配套,从而杂交水稻在我国大地问世,走在世界前列。