水稻杂种优势利用的现状及发展对策.doc

水稻杂种优势利用的现状及发展对策 　　摘要就水稻杂种优势利用的历史与现状进行综合分析，讨论了提高杂种优势利用水平的策略，以期更好地促进中国杂交稻――杂交粳稻的发展。 　　关键词杂交水稻；杂种优势；杂交籼稻；杂交粳稻 　　中图分类号S511文献标识码A文章编号 1007-5739（2010）24-0093-02 　　 　　随着人口不断增长，耕地不断减少，粮食安全成为国家日益关注的热点问题，我国也面临着在新世纪如何保证粮食安全的问题。水稻是世界主要粮食作物之一，中国是世界上最大的稻米生产国和消费国，有60%以上的人口以稻米为主食，稻作面积和稻谷总产量分别占全世界的23％和37％。我国常年水稻播种面积约占全国粮食作物总面积的30％，其产量约占粮食总产量的40％[1-3]。近年来，我国水稻单产比粮食作物平均单产高约45%，其中一个重要因素就是水稻杂种优势的利用。杂交稻大面积的快速推广应用，大幅度地提高了我国水稻的单产和总产[4-5]。杂交水稻的成功是农业史上的一座里程碑，它否定了“自花授粉作物没有杂种优势”的传统理论观点，大大丰富了作物遗传育种的理论和实践，具有很高的学术和应用价值，使水稻单产在矮秆良种的基础上提高20%左右，为保障我国粮食安全做出了很大贡献[6-7]。 　　1水稻杂种优势利用的历史与现状 　　1.1水稻杂种优势利用的历史 　　1926年美国琼斯（J?W?Jones）首次提出水稻具有杂种优势[8]。后来，印度、日本、美国、国际水稻研究所（IRRI）等的一些科学家开展了水稻杂种优势利用研究，但未能应用于生产[9]。1959年杨守仁也指出水稻具有杂种优势，特别是籼粳杂交的杂种优势更加突出[10]。1958年日本的胜尾清开创了水稻雄性不育研究，发现中国的红芒野生稻能导致滕坂5号产生雄性不育[11]。1966年新城长友以印度春籼钦苏拉包罗Ⅱ为母本，与台中65杂交，育成BT型台中65不育系。1968年首先实现粳稻的三系配套，随后，日本农业技术研究所以缅甸籼稻品种里德稻与滕坂5号杂交，育成具有里德细胞质的滕坂5号不育系[12-14]。BT型和里德型不育系配制的杂交组合因为优势不强未能应用于生产。1964年袁隆平率先在我国开展杂交稻研究，并提出通过选育雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的三系法途径来利用水稻的杂种优势[15-16]。1970年袁隆平的助手李必湖与冯克珊在海南岛崖县找到野生稻（O.rufipogon）雄性不育株（简称野败），为培育杂交水稻打开了突破口。随后开展了以袁隆平为攻关主将的全国协作研究，于1973年实现三系配套，1974年选配出强优势籼型杂交水稻组合并试种成功，1975年攻克制种技术关，1976年开始推广。1987年袁隆平将杂交水稻的发展分为品种间杂种优势利用、亚种间杂种优势利用和远缘杂种优势利用3个阶段，并提出三系法、两系法和一系法的利用途径[17-18]。三系杂交水稻研究成功后，我国便开始了水稻两系法杂种优势利用的新探索。两系法杂交水稻研究是我国的独创，1987年作为专题被列入国家“863”计划，两系法杂交水稻研究于1995年获得成功，育成的两系法杂交稻组合比同熟期的三系杂交稻增产10%左右，抗性和米质均有所改进，其繁殖、制种和栽培技术也已成熟配套，进入生产应用阶段。1998年继两系杂交中晚稻育成后，长江流域双季稻区两系法又育成一批优质、高产早中熟的两系早籼稻。1997年袁隆平提出水稻株型改良和杂种优势利用相结合的超级稻育种计划，以实现水稻育种的第3次突破[19]。 　　1.2水稻杂种优势利用的现状 　　纵观世界水稻研究发展的趋势，利用杂种优势培育超高产水稻品种一直是水稻研究的重点、热点和难点。而我国水稻的杂种优势利用无论是在理论研究上，还是在生产应用上都居世界领先水平。目前，我国的杂交水稻育种研究与应用已经发展到两系法品种间和亚种间杂种优势利用阶段。研究超级稻杂种优势育种有3个方向：一是形态改良；二是提高杂种优势水平；三是将生物技术与常规育种结合起来。而超级稻杂种优势育种的发展是通过现代生物技术利用远缘杂种优势，如利用野生稻和其他近缘种属的有利基因、C4植物的高光合效率基因等，特别是培育一系法远缘杂交稻。用分子标记的方法，结合田间试验，现在野生稻（O.rufipogon）中发现了2个重要的数量性状基因位点（quantitative trait loci，QTL），分别位于第1、2号染色体上，每个QTL具有比杂交水稻良种威优64高产18%的效应；将常规育种手段和分子育种技术结合起来，利用水稻的远缘杂种优势，将会在杂交水稻育种方面有重大突破。一系法杂交稻是不再分离且固定了杂种优势的杂交稻，因而不需要年年制种。这项研究现仍处于探索阶段[20]。 　　2水稻杂种优势利用存在的问题