水稻杂交育种的基础(杂交水稻的育种的基本步骤)

水稻是我国国民生活的主要粮食作物，随着城市化进程的加快，农业生产区域正在不断缩减，因此如何能提高单位生产面积内的水稻产量，就成了解决粮食需求、维持国家稳定安全的首要途径。我国相关领域科学家经过多年不懈的研究与探讨，将杂交水稻高产育种技术研发出台，实现了粮食产量的提高与我国水稻总产量的新突破。

1 杂交水稻概述

杂种优势在生物界中非常常见，由两个基因存在差异的品种进行繁殖，之后下一代在生长速度和适应能力等方面都会比双亲更加优秀，以此来获得品质更加优良的品种。而杂种优势在我国农业生产中也有着广泛的应用，比如玉米便是通过雌雄异花，人工除去母本中自交的雄花，之后利用父系的花粉进行授粉，操作较为简单并且效果也较为明显，而在一些雌雄同花的植物中则需要利用花粉的不育性来进行杂交种的繁殖。而在水稻种植中利用杂种优势，则能够显著提高水稻产量，提高水稻抗性，保证其茁壮成长，现阶段我国水稻种植中已经有55%以上都是杂交水稻，而在籼稻中，绝大多数都是以杂交品种为主。

2 杂交水稻高产育种技术

2.1 合理选种

在矮化育种阶段取得成功以后，我国农业科学家对水稻育种技术逐渐重视起来，也意识到提高水稻产量对粮食生产的重要性。在这一重要认知下，我国培育出以“南优2号”与“汕优63”为代表的新一代杂交型水稻，并在此领域取得了重要成果，使我国的水稻研究趋于杂交方向发展。相比常规的水稻品种，杂交水稻在品质上具有一定优势，且单位面积内的粮食产量也比常规品种提升了许多，使科学家们的研究方向更加明确。

2.2 三系法杂交育种技术

若想有效提高雜交水稻的产量和质量，就需要选育雄性不育系水稻，而三系便是包括核质互作雄性不育系和保持系以及恢复系。利用三系法进行杂交水稻的育种可以通过核质互作雄性不育系当作母本，以保持系作为父本进行快速生长和繁衍但是始终维持不育特点的种子。而将不育系作为母本，将恢复系当作父本进行恢复花粉可育性并且具备杂交水稻特征的优良杂交水稻种。不过，随着我国杂交水稻育种技术的不断进步，三系法杂交水稻育种技术的缺点也越来越明显，比如资源较少，不育系稻种资源匮乏、保持系稻种更是只有不到3%，东南亚籼稻品种中可以当做恢复系的稻种也不足8%，针对不育系与恢复系的杂交育种多态性不高，杂交同质化等。

2.3 两系法杂交育种技术

两系法杂交育种技术指的是在相同株系中，如果其花粉具备可育性，那么利用花粉来进行不育系种子的培养与繁殖，而若是划分不育的情况下，则通过花粉与父本进行杂交来进行杂交水稻种的培育。两系法杂交水稻技术的主要优点在于：第一，不育性会被隐性核基因影响，而且也不会被恢复保护关系所制约，能够更加高效地培育新的不育系，也便于杂交水稻有利性状育种的进行，提高了稻种资源的利用率，并且也提升选种过程中高产以及多抗性能稻种的概率。第二，两系法杂交稻育种技术能够有效改善三系法雄性不育细胞质的隐患以及对个别经济性状的负面效果。第三，两系法能够有效对杂交水稻育种流程进行化简，提高育种效率，

2.4 智能不育杂交育种技术

为了能够改善隐性核雄性不育的繁殖难题，在2006年国外一家公司在玉米种植中做到了核不育突变材料种生产技术，这种技术指的是把花粉的育性恢复基因，以及花粉败育还有标记筛选基因等，之后将其与隐性核雄性不育突变体进行结合，便能够获得核雄性不育突变体保持材料。而在2010年，我国也针对这一理念进行了证实，并将其乘坐第三代杂交水稻技术，能够通过该技术来提高隐性雄性核不育材料的遗传性，将其转入育性来恢复基因以及花粉败育，以及通过荧光分选法来把不育系和保持系种子进行快速区分。智能不育杂交育种技术通过生物技术以及以往的育种经验，使得水稻雄性隐性核不育基因也可以进行合理应用，和传统杂交育种以及转基因育种比较，智能不育杂交水稻育种技术的优势体现在以下几个方面：第一，智能不育系相对来说始终保持不育性，并不会被环境因素所左右，改善了三系不育法在高温与低温情况下对花粉可育的影响以及制种存在的隐患等。第二，智能不育系稻种的不育性遗传率更高，同时也能够更好的进行优良性状育种，更加高效地培育出产量更高、抗性更强的杂交水稻，并且提高杂交水稻的适应性。第三，育性恢复基因和花粉败育基因有着紧密的联系，能够有效避免转基因成分利用划分漂移，并做到了以转基因的方式来生产非转基因不育系稻种以及杂交水稻稻种。

3 杂交水稻高产育种技术的展望

基于当代杂交水稻高产育种的技术水平，目前已走在世界农业生产技术的前沿。我国农业科学家要想进一步取得成绩，可用以下几个方面进行深入探究，将生物技术引入杂交水稻育种技术中，使传统育种经验与现代生物技术能够共生利用，并加强重点研究项目的投入力度。

野生水稻品种的抗倒伏能力要比地方种植水稻在抗逆基因上强，故相关农业科学研究可根据野生水稻来进行研究，加大水稻品种的抗病虫性研究，在基因方面使其增产，并通过近缘物种的基因研究，来实现其基因的化学标记，使水稻品种的研究范围更广。

随着杂交品种的巨大潜力被发掘出来，当代科学家更重视粳稻血缘关系，而“籼粳籼”与“粳籼粳”的复交方式，在当代育种技术中较为常见，在籼稻恢复系育种中掺入科学比例的粳稻血缘或反之操作，都能够使稻种的综合能力得以增强，通过亲缘差异的方式增强水稻的杂交关系，使稻种的综合优势得以扩大，是未来杂交水稻的研究基础之一。

我国的杂交水稻育种技术分为两系杂交水稻与三系杂交水稻，其中两系杂交水稻育种技术的配组方案较为自由，但由于我国目前的农业生产中，三系杂交水稻育种技术的应用程度较高且范围交广，故两系杂交水稻育种技术在发展过程中会受到传统技术的限制。为降低我国粮食的生产风险，在水稻种子的强优组合选配方面，我国杂交水稻的未来发展趋势必然会朝向自由化与基因化的方向发展，通过大量的测交配组实验，来实现水稻品种的丰富化与多样化，使恢复系育种技术能够取得更先进的成果。而两系杂交水稻育种技术，也能够与三系杂交水稻育种技术相互竞争与合作，并逐渐获得发展的机会，最终取代传统的三系杂交水稻育种技术的存在与应用，使我国的水稻农业生产迈向新的时代。

我国农业科学家可以通过基因工程来进行稻种培育，尽管当下的科学技术还未能够对转基因生物的安全性的得以证明，但不同领域的基因工程已经得到了良好的发展，通过研究过程的不断深入，才会对粮食方面的安全性探索出解决办法，故杂交水稻的基因工程，将会对育种技术起到良性推动作用。

杂交水稻高产育种技术为我国实现粮食高产提供了技术支持，在现代农业生产技术上更实现了重要突破，悉数我国杂交水稻技术的发展历程，也反应出我国综合国力的提升。作为农业生产大国，我国对杂交水稻高产育种技术的研究从未停止，相关农业科学家更应利用当下时代的基因工程研究，对水稻的进一步高产作出更深层次的探究，为全人类的粮食生产贡献力量。