三交杂交水稻的育种.研究

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1、前言二十纪五十年代至七十年代，水稻育种上发生了两次大的革命，第一次是五、六十年代的矮化育种，第二次是七十年代的杂种优势利用。这两次革命使水稻育种发生了根本性的变化，也使我国及世界水稻产量发生了两次大的飞跃，对于满足不断增长的人El对粮食的需要起了关键性的作用。虽然就目前杂交水稻发展现状而言，我国仍处在世界的前沿，但在二十世纪九十年代后，我国的杂交水稻产量已在一个较高的水平上长期处于徘徊局面，综合性状更加优良、产量能明显上一个新台阶的新组合很少。用于配制优质杂交稻的育种材料少，使现有大面积推广的杂交稻组合除少数组合外，极

2、大部分组合的米质不理想。不育系少，细胞质单一，我国转育并在生产上大面积应用的不育系主要是野败型珍汕97A、V20A、协青早A和II一32A等，潜伏着大面积病虫害的危险。尤其是杂交早稻大面积应用的不育系少，以金23A和中9A为主，对稻瘟病抗性差，且易衰退。基于上述目前杂交水稻育种上存在的问题，急需新的育种途经来加以克服。利用三交种杂种优势在玉米和高粱中较为普遍，玉米的三交种能把三个自交系的优良性状集中于一体，并且可提高制种产量，减少制种面积，提高经济效益。国外推广的三交高粱，具有比三系单交种更广泛的适应性，在不良条件下具

3、有稳定的产量，且制种产量较高。此外，在油菜(胡宝成等，1996；李云昌等，1996：李大雄，2000)和棉花(靖深蓉等，1987)等作物上都有三交种的研究及应用。我国水稻三交杂种优势利用的研究始于上世纪七十年代末，直到九十年代及最近仍有三交种的栽培及遗传育种研究报道(杨仁崔，1979，1982；李世英，1986；陈立云。1987；苏孝道，1990；郭蒲清，1992；童继平，2001；徐寿昌等，2002)。利用优良水稻不育系作母本，用另一个经济性状好并具有全保持能力的优良水稻品种作父本(称临时保持系)杂交产生杂种不育系，

4、再与恢复系配组制种，产生供生产上利用的杂种，称为三交杂交稻。由前人[25-30]的研究结果可看出三交种对于相应单交种具有如下优越性：首先，能丰富遗传背景，增加目的性有效基因。通过利用具有优势互补的临时保持系，有目的地加入某些遗传力较高的产量和品质有利性状(如千粒重、穗粒数等)，对改善原单交组合的产量构成和品质将起到重要作用。其次，能提高杂交稻制种产量。制种产量高低除受母本开花习性及恢复系高度、花粉量大小等影响外，还与不育系生长势强弱有很大关系。三交制种所用的不育系，是用临时保持系繁殖的实为杂种一代不育系，其本身具有较强

5、的生物学优势，同时杂合不育系柱头大、外露率高为显性遗传。第三，能提高杂交稻的抗性。水稻对主要病虫害的抗性，特别是对稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱等抗性多数表现为显性遗传。因此，可有目的地把不同生理小种的品种用作为临时保持系，并注意导入某些显性抗病基因，把较多品种的抗性大部分或部分暂时统一在杂种一代加以利用，即三交有利于把更多亲本的更多抗性显性因子结合在杂种一代，从而提高杂种的抗逆力。第四，能加速和扩大对优怠品种(系)的杂种优势利用。新育成的优良品种(系)作为杂交稻加以利用的最便利方法，就是将其转成不育系后参与杂优配组。这样，

6、不仅需要时间，而且由于现有的不育胞质不一定能把它们转成全不育的不育系，或转成后开花习性不好，以及随回交代数的增加而不育度有所下降。但只杂交一次，只是部分利用其微效恢复基因，则杂种不育系的不育度可以达到标准，且因适当增加了微效恢复基因。可提高杂交稻的结实率。前人研究结果表明长江流域早籼稻大多数具有雄性不育保持能力，即现有早籼品种大部分可作胞质不育系的l临时保持系而加以直接利用。因此，可通过三交方式，将其做临时保持系参与配组。充分利用其优质、抗病、配合力强等优点。从而扩大了品种的利用范围。最后，粳稻材料大部分为保持系，对我

7、国目前各类细胞质源的不育系都能保持，为选育三交种提供了有利的条件，利用籼型胞质不育系与具有粳稻广亲和基因的保持系进行杂交，获得籼、粳杂合不育系，再与广亲和恢复系配制三交种籼、粳杂交稻，则有可能解决籼、粳杂种优势利用的难题。由于受到育种材料和不育系纯度等条件的限制，前人对有关三交杂交稻的研究未能深入，只是对三交杂交稻增加F。代产量和制种产量等现象进行了初步观察和研究。但通过对三交稻杂种优势和配合力的系统分析以了解纯合不育系、l临时保持系、杂合不育系和恢复系对三交杂交稻各主要性状的影响；三交杂交早、中晚稻主要性状遗传规律的

8、差异和三交杂交稻选配主要存在的问题等方面尚未有过报道。为此，本研究通过利用纯合不育系与不同类型临时保持系杂交，获得杂合不育系，再与恢复系杂交的方法配制了36个三交早、中晚稻组合，并配制了相应的24个三系杂交稻组合，以进行(1)早稻三交杂交水稻的杂种优势利用和配合力研究：(2)中晚稻三交杂交水稻的杂种优势利用和配合力研究：(3)杂合