简讯:首届宁夏中学生科普科幻作文大赛获奖作品展示:杂交水稻

来源:科普中国

编辑:康 艳 审核:杨鹏斌

(银川唐徕回民中学 2021级 袁思钰)

“我毕生的追求,就是让所有人远离饥饿。”——中国杂交水稻之父,袁隆平。


(资料图片)

杂交水稻的成功,单位粮食产量的增加,为我国农业大幅度增产开辟了新途径,进而产生了巨大的社会效益和经济效益,也给世界人民带来了很大的福音。

水稻具有明显的杂种优势现象,主要表现在生长旺盛,根系发达,穗大粒多,抗逆性强等方面。但是,水稻属自花授粉植物,雌雄蕊着生在同一朵颖花里,由于颖花很小,而且每朵花只结一粒种子,因此很难用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂变种子,所以长期以来水稻的杂交优势未能得到应用。

杂交水稻是指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,中国是世界上第一个成功研发和推广杂交水稻的国家,大面积推广的杂交水稻主要是利用水稻雄性不育系作为遗传工具。

杂交水稻的基本思想和技术,以及首次成功地实现是由美国人Henry Beache在1963年于印度尼西亚完成的,后来日本人提出了三系选育法来培育杂交水稻,提出可以寻找合适的野生的雄性不育株来作为培育杂交水稻的基础。虽然经过多年努力日本人找到了野生的雄性不育株,但是效果不是很好。1973年以袁隆平为首的科技攻关组完成了三系配套并成功培育杂交水稻,实现杂交水稻的历史性突破。1986年提出“两系法亚种间杂种优势利用”的发展观点,经6年艰难攻关,与研究人员成功地突破了两系杂交稻的关键技术并推广应用,取得了良好的增产效果。

三系是指雄性不育系,保持系和恢复系。1.雄性不育系。这是一种雄性退化(主要是花粉退化)但雌蕊正常的母水稻,由于花粉无生活力,不能自花授粉结实,只有依靠外来的花粉才能受精结实。因此借助这种母水稻(雄性不育系)作为遗传工具,通过辅助授粉的方法就能大量生产杂交种子。2.保持系。这是一种正常的水稻品种,它有一种特殊的功能,即用它的花粉授给不育系后所产生的后代仍是雄性不育系的。因此借助保持系,不育系就能一代一代地繁殖下去。如果没有保持系,不育系就会绝种。3.恢复系。这也是一种正常的水稻品种,它的特殊功能是用它的花粉授给不育系后,所产生的杂交种雄性恢复正常,能自交结实。如果该杂交种有优势的话,就可用于生产。

由此可见,要利用水稻的杂种优势,必须要做到三系配套。不育系为生产大量的杂交种子提供了可能性,借助保持系来繁殖不育系,用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且具有优势的杂交稻。

上世纪八十年代,湖北一位农业技术员石松明在水稻品种农垦58中发现一株特别的水稻,它在夏季抽穗时表现为雄性不育,在秋季抽穗时则表现为雄性正常。经过进一步的研究,终于弄明了其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系,即在长日高温条件下,它表现为雄性不育,在短日高温条件下,恢复雄性可育,这种水稻被命名为光温敏不育系。

利用光温敏不育系发展杂交水稻有两大优越性。第一是免除了保持系,在夏季长日照下可用来与恢复系制种,在秋季或海南春季可繁殖自身,不再需要借助保持系来繁殖不育系。因此用光温敏不育系配制的杂交水稻叫两系杂交稻。

民以食为天,粮食问题一直是全世界共同关注的问题,中国杂交稻不仅为本国人民解决饥饿问题,也让世界人民看到了希望!

关键词: 杂交水稻 雄性不育系 雄性不育

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