三系杂交水稻的意义

小编:优质农业网   人气:0℃   发布时间:2025-02-20 23:41:11
字号:

问题一:三系杂交水稻的介绍 三系杂交水稻是水稻育种和推广的一个巨大成就,所谓三系是:(1)雄性不育系。雌蕊发育正常,而雄蕊的发育退化或败育,不能自花授粉结实。(2)保持系。雌雄蕊发育正常,将其花粉授予雄性不育系的雌蕊,不仅可结成对种子,而且播种后仍可获得雄性不育植株。(3)恢复系。其花粉授予不育系的雌蕊,所产生的种子播种后,长成的植株又恢复了可育性。

三系杂交水稻的意义

问题二:能简单明了 的告诉我三系杂交水稻到底是什么回事吗? 三系是指不育系A保持系B恢复系R恭A和B杂交生A,A和R杂交生F1作为农用的种子

B自交生B,R自交生R

这样产生的ABR可以用来做一年的制种和繁殖

问题三:杂交稻中两系三系是啥意思 三系法杂交稻

水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。水稻杂种优势利用,只有依靠雄性不育的特性,通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢复系(R)来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套,故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外,其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交,获得的不育系种子供来年制种和繁殖用;不育系与恢复系杂交,获得的杂交水稻种子供下季大田生产用;保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。

两系法杂交水稻

这是1种不用保持系的雄性不育系利用法,一般认为这是核不育类型的运用方法.科学工作者在水稻中培育出光周期敏感核不育品系.其主要特点在于雄性不育性是单纯由核基因引起的,并且这种育性会因光照长度或温度高低(或两者兼者)而在可育与不育之间相互转换,即它在长日照条件下表现为雄性不育,而在短日照条件下则表现为可育.因此,利用这一特性,可以在杂交育种中建立一套新的制种程序―两系法.即光敏核不育系,在长日照条件下栽培作母本,恢复系作父本,配制杂交种子;而在短日照条件下,光敏核不育系自交繁殖生产下一年制种所需母本种子.这样利用杂种优势时就可以不再需要保持系.

问题四:两系杂交水稻与三系杂交水稻的区别! 冈尤 的区别主要是由于母本不育系的品种不同而区分的 ,如冈尤的供本为冈46A,Ⅱ优母本为Ⅱ-32A。

因为一般三系杂交水稻是由恢复系和不育系杂交而得,所以其命名就根据亲本材料的名字而命名。

三系杂交水稻包括:不育系,保持系,恢复系。一般杂交种子是由自交繁殖的恢复系和利用保持系繁殖的不育系,杂交而得。所以,要保证杂交水稻的成功,父本材料恢复系,母本材料不育系,以及保证不育系能够稳定遗传的保持系都要具备。

而两系杂交水稻,是把恢复系和保持系结合使用,利用光敏,温敏等材料繁育,使恢复系在不同气候条件下可以表现出保持系的特性。

这样就把三系杂交水稻简化成了两系。但实际操作要更加精准小心

问题五:求杂交水稻三系育种原理! (用基因型解释) 关于杂交水稻三系育种涉及到杂交水稻雄性不育恢复基因的遗传机理,这是一个非常复杂的生物学现象,争论也较多。

但是可以简单的解释一下:所谓三系,也就是恢复系(含恢复基因R),保持系(含保持基因B),以及不育系(含不育基因A)。

各基因作用:

R:与含有不育基因的水稻杂交,可以使A的后代恢复育性,也就是说A是遗传性的生不出儿子,结果R跟A生了个儿子,还让A的儿子能生儿子(太强力了,妙手回春?大力金钢丸?)

B:保持基因,与含有不育基因的水稻杂交,可以使A受精结实,但后代任然是A(不育)。也就是说B和A生个儿子,结果两人的儿子还是遗传性的生不出儿子(悲剧延续到了下一代。。。)

A:悲剧的根源,有他生不出儿子(疑似隐性基因)

原理大致如下:

1.R×A=F1(杂交种子,农民地里种的)

2.水稻是自交作物,所以R×R=R(恢复系繁衍后代),保持系同理B×B=B

3.不育系后代不能自交结实,所以不能自己生育(悲剧啊),所以我们要找人帮忙(太邪恶了),找谁呢,找到了B,为什么找B呢,因为我们想要的后代还是A,则B×A=A(不育系也繁衍了下来)。

这样,我们就有了三系配套,三系都能繁衍下来。

问题六:什么是杂交水稻? 选用两个在遗传上有一定差异,同时它们的优良性状又能互补的水稻品种,进行杂交,生产具有杂种优势的第一代杂交种,用于生产,这就是杂交水稻。

杂种优势是生物界普遍现象,利用杂种优势提高农作物产量和品质是现代农业科学的主要成就之一。

[编辑本段]

历史发展

袁隆平1971 年2月调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。为加强和协调杂交水稻的科学研究,1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构--湖南杂交水稻研究中心,后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心,均由袁隆平任中心主任至今。1995年他当选为中国工程院院士。 被称为杂交水稻之父。

1960年袁隆平从一些学报上获悉杂交高粱、杂交玉米、无籽西瓜等,都已广泛应用于国内外生产中。这使袁隆平认识到:遗传学家孟德尔、摩尔根及其追随者们提出的基因分离、自由组合和连锁互换等规律对作物育种有着非常重要的意义。于是,袁隆平跳出了无性杂交学说圈,开始进行水稻的有性杂交试验。

1960年7月,他在早稻常规品种试验田里,发现了一株与众不同的水稻植株。第二年春天,他把这株变异株的种子播到试验田里,结果证明了上年发现的那个“鹤立鸡群”的稻株,是地地道道的“天然杂交稻”。他想:既然自然界客观存在着“天然杂交稻”,只要我们能探索其中的规律与奥秘,就一定可以按照我们的要求,培育出人工杂交稻来,从而利用其杂交优势,提高水稻的产量。这样,袁隆平从实践及推理中突破了水稻为自花传粉植物而无杂种优势的传统观念的束缚。于是,袁隆平立即把精力转到培育人工杂交水稻这一崭新课题上来。

在1964年到1965年两年的水稻开花季节里,他和助手们每天头顶烈日,脚踩烂泥,低头弯腰,终于在稻田里找到了6株天然雄性不育的植株。经过两个春秋的观察试验,对水稻雄性不育材料有了较丰富的认识,他根据所积累的科学数据,撰写成了论文《水稻的雄性不孕性》,发表在《科学通报》上。这是国内第一次论述水稻雄性

不育性的论文,不仅详尽叙述水稻雄性不育株的特点,并就当时发现的材料区分为无花粉、花粉败育和部分雄性不育三种类型。从1964年发现“天然雄性不育株” 算起,袁隆平和助手们整整花了6年时间,先后用1000多个品种,做了3000多个杂交组合,仍然没有培育出不育株率和不育度都达到100%的不育系来。袁隆平总结了6年来的经验教训,并根据自己观察到的不育现象,认识到必须跳出栽培稻的小圈子,重新选用亲本材料,提出利用“远缘的野生稻与栽培稻杂交”的新设想。在这一思想指导下,袁隆平带领助手李必湖于1970年11月23日在海南岛的普通野生稻群落中,发现一株雄花败育株,并用广场矮、京引66等品种测交,发现其对野败不育株有保持能力,这就为培育水稻不育系和随后的“三系”配套打开了突破口,给杂交稻研究带来了新的转机。

是将“野败”这一珍贵材料封闭起来,自己关起门来研究,还是发动更多的科技人员协作攻关呢?在这个重大的原则问题上,袁隆平毫不含糊、毫无保留地及时向全国育种专家和技术人员通报了他们的最新发现,并慷慨地把历尽艰辛才发现的“野败”奉献出来,分送给有关单位进行研究,协作攻克“三系”配套关。

1972年,农业部把杂交稻列为全国重点科研项目,组成了全国范围的攻关协作网。1973年,广大科技人员在突破“不育系”和“保持系”的基础上,选用1000多个品种进行测交筛选,找到了1000多个具有恢复能力的品种。张先程、袁隆平等率先找到了一批以IR24为代表的优势强、花粉量大、恢复度在90%以上的“恢复系”。

1973年10月,袁隆平发表了题为《利用野败......>>

三系法杂交水稻育种

(1)三系法杂交稻的由来:两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。具体地讲,杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。

水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。水稻杂种优势利用,只有依靠雄性不育的特性,通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢复系(R)来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套,故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。水稻三系之间关系密切,其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外,其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交,获得的不育系种子供来年制种和繁殖用;不育系与恢复系杂交,获得的杂交水稻种子供下季大田生产用;保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。

(2)三系法杂交稻育种的历史:1958年,日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板5号产生雄性不育。1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中65杂交,育成BT型不育胞质台中65A,并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了BT型不育系的同质恢复系,于1968年实现粳型杂交稻三系配套。我国杂交水稻的研究始于1964年,当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到6株雄性不育株,并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型3种。随后进行的遗传和数以千计的测交试验表明:这些材料属于单基因控制的隐性核不育,找不到能完全保持其不育特性的品种,利用价值不大。1970年11月,李必湖等在海南省三亚市南红农场的水沟边发现了1株花粉败育的野生稻(简称野败),为雄性不育系的选育打开了突破口。次年春季的试验就表明广场矮3784、6044、二九南等品种(系)对野败不育株具有很好的保持能力。经过随后2年全国各育种单位的通力合作,到1972年冬在海南冬繁时就获得了农艺性状一致、不育株率和不育度均达到100%的不育系群体,如珍汕97A和B、二九南1号A和B等。至此,我国第一批野败细胞质不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以后,1973年原广西农学院等单位陆续筛选出IR24、IR26、泰引1号、古154等一批强优恢复系,并选配出汕优2号、南优2号等系列强优势杂交稻组合。从此,以我国籼型三系杂交水稻实现配套为标志,宣告杂交水稻选育成功。

(3)雄性不育系与保持系的选育:选育水稻雄性不育系首先要获得能稳定遗传的雄性不育株,其次是有能把雄性不育株的不育特性传递下去的保持材料,然后通过测交和连续成对回交,完成全部核置换之后就可育成三系雄性不育系及其相应的同型保持系。

①雄性不育株的获得:获得原始的雄性不育株,可从大田自然群体中寻找或通过远缘杂交产生。前者如袁隆平早期从胜利籼、洞庭早籼、矮脚南特等籼稻品种中发现的C系统不育材料;后者如李必湖等发现并被试验证实由野生稻与栽培稻天然杂交产生的野败雄性不育株;四川农业大学通过地理生态远缘杂交获得的用于培育冈46A等不育系的不育株,湖南杂交水稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川农科院水稻高梁研究所通过籼粳交获得的用于培育K系列不育系的不育株。这些不育株均为核质互作型不育,比较容易找到保持系,是选育三系雄性不育系不育单株的主要来源。

②保持材料(B)的选育:保持系的选育可采取测交筛选和人工制保法进行。

测交筛选法:获得雄性不育株后,选用掌握的国内外育成的大量优良品种(系)与之杂交,从中挑选具有良好保持能力的材料用作保持系。杂交稻育种初期就是采用这种方法,从常规品种中获得了不少对野败不育株具有很好保持力的品种,如珍汕97、V20、二九南l号等。这些品种对我国快速育成具有实际利用价值的籼型三系雄性不育系发挥了重要的作用,其中部分品种培育的不育系至今仍被广泛应用于生产。人工制保法:随着常规育种亲本使用范围的拓宽,育成的常规品种或多或少地都带有若干个恢复基因或微效恢复基因,直接利用这些品种作保持系的难度越来越大,甚至不可能。另一方面,杂交稻育种水平的提高对不育系也提出了更加严格的要求,需要不育系具备的优良性状也越来越多。在此情况下,仅仅通过对育成的现有常规品种的测交筛选已难以完全达到新不育系选育的预期目标,而必须依靠人工杂交选育的方法对不育系进行改良,把符合育种目标的性状与不育系必备的性状聚集在一起,才有可能培育出高质量的不育系。

人工杂交选育可采用一次杂交或复式杂交的方法。

一次杂交主要有如下两种:

保持系×保持系。选择2个各具有特点的保持材料杂交,然后从后代中选择符合育种目标的单株进行测交和回交转育即可。该种配组方式比较简单,育种速度也较快,对改良某个不育系的个别或少数几个性状较为有效。

保持系×恢复系或恢复系×保持系。少数情况下,具有某种优良性状的亲本或恢复系带有微效恢复基因,虽不能直接用其作回交转育亲本,但却可以用它作杂交亲本与保持系配组,从中选择具有该优良性状的单株进行测交筛选。这种配组方式选育过程比较长,难度也较大,但有可能育成一个综合性状较好的新不育系。

一般做法是杂交配组后的F2或F3代就开始择株进行测交,依据测交后代的育性再从中选择优良单株进行回交转育,直至后代入选株系群体隆状整齐一致和不育特性完全稳定下来为止。需要注意的是用来测交的单株应该尽可能多一些,种植的测交或回交群体也应尽可能大些,测交世代应尽可能早些。式杂交法即把多个品种(系)的有利基因综合到一个新的保持品种中去。此法对育成优质、高异交率与抗病的不育系非常有利。

③雄性不育系的转育:雄性不育系转育的基本原理就是细胞核置换,也就是染色体代换过程,常用做法是测交筛选与连续成对回交,不育系的完全核置换与同型保持系的稳定同步完成。步骤如下:

测交筛选:选用性状符合育种目标的常规品种(系)或人工制保材料为父本,与胞质互作型雄性不育株或不育系杂交,根据测交F1花粉败育情况决定回交与否。

成对回交:在测交F1出现的不育株中,选择不育度高、花粉典败和圆败为主的单株作母本,再与父本连续回交数代,即可转育成新的不育系。轮回亲本就是其相应的保持系。回交选育不育系的群体大小依据使用的轮回亲本不同而有所区别。大多数情况下回交一代一般要求50~lOO株;回交二代建立5~10个株系,每个株系种植20~30株;在回交三代群体中选择综合性状最好的株系扩大回交四代群体至上1000株左右,并对各性状的整齐度和育性进行鉴定。如各项指标均符合不育系要求,即可投入生产试验。

(4)恢复系的选育:

①恢复基因的组成及其来源:虽然不同研究者的试验结果有差异,但大多数人的研究表明:绝大多数类型的籼型胞质互作型雄性不育系的恢保关系是相同的,也即雄性不育系的不育性和可恢复性由2对育性基因控制,恢复系的基因型为R1RlR2R2,不育系与保持系的基因型为rlrlr2r2,杂种F1基因型为RlrlR2r2。

根据恢复品种的分布和亲缘关系得知,对籼型三系雄性不育系具有恢复力的品种大多数是进化程度较低的籼稻或者籼粳交后代,主要来源于低纬度的东南亚国家和我国华南的广大地区,韩国的部分籼粳交品种具有恢复能力则归功于使用了低纬度地区的籼稻作杂交亲本。长江流域的早籼品种则几乎没有强恢复力的品种,我国的常规粳稻及日本、朝鲜的粳稻品种均无育性恢复能力。

②恢复系的选育方法:恢复系选育分为测交筛选和杂交选育法。测交筛选法曾为配制强优势组合,发展我国的杂交水稻事业作出了巨大的贡献。但随着生产的发展,仅靠对现有的品种进行简单的测交筛选已难以满足杂交稻育种新的要求,还必须依靠杂交配组,通过基因重组把多个优良性状聚合在一起,以筛选出新的恢复系。杂交选育法也就是育种者通常所说的人工制恢。

第一,测交筛选法:如果说恢复系的选育是与不育系的选育同时进行的,则应归功于当初使用了大量国内外品种资源对野败不育株进行的广泛测交。通过测交除了获得了对野败不育株具有保持能力的品种外,还发现了不少能够使野败不育株的育性得以恢复的品种,为三系迅速配套提供了又一物质基础。这种用现有种质对不育系进行测交,从中筛选具有恢复能力的品种(系)的方法就叫做测交筛选法。测交筛选法简单快速,用测交筛选法陆续育成的古154、IR24、IR26、泰引1号、密阳46等强优恢复系,对我国不同时期杂交水稻的发展产生了重要的作用。其步骤如下:①初测。用获得的优良品种(系)对不育系授粉,依杂种F1的结实率、经济性状、抗性等进行初评,每组合种20株左右。②复测。经初测鉴定有恢复力且其他性状无明显分离的品种再做一次杂交,验证初测的结果。种植群体一般为50~100株。③鉴定。根据复测的结果进行严格的淘汰,入选少量株系重新配制一定数量的杂交种,供大田生产鉴定或新品种联合比较试验。

第二,杂交选育法:杂交选育可采用一次杂交或多次杂交的方式,因育种目标不同可选用不同的组配方式。

一次杂交法:通过一次杂交把恢复因子导入新的品种(系),再在后代的分离群体中采用系谱法进行选育。常用的杂交方式是恢复系×恢复系,但也有的使用保持系×恢复系和不育系×恢复系。

恢复系×恢复系。选用2个均具有恢复因子且性状间能互补的品种杂交,在杂种后代中选育符合育种目标的新恢复系,由于2个亲本均具有恢复基因,杂种各世代出现恢复株的几率很高,低世代一般可不进行测恢,而等入选单株性状较为稳定时才开始测恢。此种配组方式比较简单快速,但应注意扩大杂交亲本的遗传差距。如福建省三明市农科所选育的明恢63(1R30/圭630)、中国水稻研究所育成的中恢465(选10—9/轮回422)就是采用此法育成的。

保持系×恢复系或恢复系×保持系。当某个品种具有诸如抗逆、广亲和等优良性状但不带恢复基因而不能直接利用时,就可选用1个恢复系与其杂交。由于杂种各世代单株的基因型有可恢与不可恢之分,但又难以用肉眼从表型来判断,只能通过选株大量测交的方式从中筛选出基因型可恢的单株。采用这种配组方式测交的世代宜早不宜迟,单株也应尽可能多一些。如中国水稻研究所从台雄2号/IR28后代中选出的台8—5恢复系,与珍汕97A配组而成的汕优85一度成为浙江省的主栽组合。

不育系×恢复系。雄性不育系与恢复系杂交后,从杂种F2代开始选择结实率较高的单株进行连续加代,就能选出性状稳定一致的新恢复系。由于是同质恢复系,方法虽简单,但如选择不当,所配组合的杂种优势往往难如人意。

多次杂交法:采用这种配组方法可把多个品种的有利基因综合到1个新品系中去,从而达到选育新恢复系的目的。如湖南省农科院选育的早熟恢复系二六窄早(IR26/窄叶青8号//早恢l号)、辽宁省农科院水稻所选育的粳型恢复系C57(IR8/科情3号//京引35)等即是用此法育成的。

(5)强优组合选配的原则:选育优良杂交组合的关键是选配亲本,亲本的好坏是能否育成强优势杂交稻的基础。实践证明,选配强优势组合应充分考虑如下几个方面:

①选择双亲遗传基础差异大的亲本配组:遗传差异是产生杂种优势的基础。在一定的范围内,双亲的遗传差异越大,优势也越强。这种差异可以是血缘上的差异,也可以是地理或生态类型上的差异。如汕优63、威优64等就是利用了生态类型和地理来源不同的双亲配组,而汕优10号、协优46则除了双亲的生态类型和地理来源不同的差异外,还存在着籼粳稻血缘上的差异。

②选择性状能明显互补的双亲配组:用优良性状能互补的双亲配组,较容易选配出综合性状优于双亲的杂交稻新组合。如著名的杂交中稻汕优63,虽然父母本(珍汕97A、明恢63)在生育期、株型、抗性和穗粒结构等方面有较大差异,但因能互补,故表现出很强的杂种优势。

③选择农艺眭状优良的亲本配组:杂交稻的产量由双亲的平均值加上互作产生的杂种优势构成。只有两个亲本都具备了较为优良的农艺性状,才有可能选配出农艺性状较好的优势组合,从而达到提高产量的目的。

④选择配合力好的亲本配组:配合力是指1个亲本与其他若干品种(系)杂交,遗传给子一代的性状的平均表现。它由亲本基因型所决定,与杂种优势的强弱有直接关系。只有配合力好的亲本才有可能选配出强优势杂交稻新组合,这也是为什么珍汕97A、V20A能够长期为育种者乐意使用的主要原因。

版权声明:本站文章来源互联网,如有侵犯您的权益,请及时联系我们处理;

原文链接:https://baike.tt44.com/zz/2_854090.html