淺析水稻雜交育種方法及展望

李婷婷

摘要：雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)的研究成功，為我國的糧食產(chǎn)量提高起到了重要作用。本文從這一技術(shù)的發(fā)展歷程與啟發(fā)進(jìn)行探討，明確了我國雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。同時根據(jù)該技術(shù)的內(nèi)容實(shí)質(zhì)，本文提出了雜交水稻相關(guān)高產(chǎn)育種技術(shù)，并作出合理的分析與探究，以及雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)未來的展望。

關(guān)鍵詞：雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)

水稻是我國國民生活的主要糧食作物，隨著城市化進(jìn)程的加快，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域正在不斷縮減，因此如何能提高單位生產(chǎn)面積內(nèi)的水稻產(chǎn)量，就成了解決糧食需求、維持國家穩(wěn)定安全的首要途徑。我國相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家經(jīng)過多年不懈的研究與探討，將雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)研發(fā)出臺，實(shí)現(xiàn)了糧食產(chǎn)量的提高與我國水稻總產(chǎn)量的新突破。

1 雜交水稻概述

雜種優(yōu)勢在生物界中非常常見，由兩個基因存在差異的品種進(jìn)行繁殖，之后下一代在生長速度和適應(yīng)能力等方面都會比雙親更加優(yōu)秀，以此來獲得品質(zhì)更加優(yōu)良的品種。而雜種優(yōu)勢在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有著廣泛的應(yīng)用，比如玉米便是通過雌雄異花，人工除去母本中自交的雄花，之后利用父系的花粉進(jìn)行授粉，操作較為簡單并且效果也較為明顯，而在一些雌雄同花的植物中則需要利用花粉的不育性來進(jìn)行雜交種的繁殖。而在水稻種植中利用雜種優(yōu)勢，則能夠顯著提高水稻產(chǎn)量，提高水稻抗性，保證其茁壯成長，現(xiàn)階段我國水稻種植中已經(jīng)有55%以上都是雜交水稻，而在秈稻中，絕大多數(shù)都是以雜交品種為主。

2 雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)

2.1 合理選種

在矮化育種階段取得成功以后，我國農(nóng)業(yè)科學(xué)家對水稻育種技術(shù)逐漸重視起來，也意識到提高水稻產(chǎn)量對糧食生產(chǎn)的重要性。在這一重要認(rèn)知下，我國培育出以“南優(yōu)2號”與“汕優(yōu)63”為代表的新一代雜交型水稻，并在此領(lǐng)域取得了重要成果，使我國的水稻研究趨于雜交方向發(fā)展。相比常規(guī)的水稻品種，雜交水稻在品質(zhì)上具有一定優(yōu)勢，且單位面積內(nèi)的糧食產(chǎn)量也比常規(guī)品種提升了許多，使科學(xué)家們的研究方向更加明確。

2.2 三系法雜交育種技術(shù)

若想有效提高雜交水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量，就需要選育雄性不育系水稻，而三系便是包括核質(zhì)互作雄性不育系和保持系以及恢復(fù)系。利用三系法進(jìn)行雜交水稻的育種可以通過核質(zhì)互作雄性不育系當(dāng)作母本，以保持系作為父本進(jìn)行快速生長和繁衍但是始終維持不育特點(diǎn)的種子。而將不育系作為母本，將恢復(fù)系當(dāng)作父本進(jìn)行恢復(fù)花粉可育性并且具備雜交水稻特征的優(yōu)良雜交水稻種。不過，隨著我國雜交水稻育種技術(shù)的不斷進(jìn)步，三系法雜交水稻育種技術(shù)的缺點(diǎn)也越來越明顯，比如資源較少，不育系稻種資源匱乏、保持系稻種更是只有不到3%，東南亞秈稻品種中可以當(dāng)做恢復(fù)系的稻種也不足8%，針對不育系與恢復(fù)系的雜交育種多態(tài)性不高，雜交同質(zhì)化等。

2.3 兩系法雜交育種技術(shù)

兩系法雜交育種技術(shù)指的是在相同株系中，如果其花粉具備可育性，那么利用花粉來進(jìn)行不育系種子的培養(yǎng)與繁殖，而若是劃分不育的情況下，則通過花粉與父本進(jìn)行雜交來進(jìn)行雜交水稻種的培育。兩系法雜交水稻技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：第一，不育性會被隱性核基因影響，而且也不會被恢復(fù)保護(hù)關(guān)系所制約，能夠更加高效地培育新的不育系，也便于雜交水稻有利性狀育種的進(jìn)行，提高了稻種資源的利用率，并且也提升選種過程中高產(chǎn)以及多抗性能稻種的概率。第二，兩系法雜交稻育種技術(shù)能夠有效改善三系法雄性不育細(xì)胞質(zhì)的隱患以及對個別經(jīng)濟(jì)性狀的負(fù)面效果。第三，兩系法能夠有效對雜交水稻育種流程進(jìn)行化簡，提高育種效率，

2.4 智能不育雜交育種技術(shù)

為了能夠改善隱性核雄性不育的繁殖難題，在2006年國外一家公司在玉米種植中做到了核不育突變材料種生產(chǎn)技術(shù)，這種技術(shù)指的是把花粉的育性恢復(fù)基因，以及花粉敗育還有標(biāo)記篩選基因等，之后將其與隱性核雄性不育突變體進(jìn)行結(jié)合，便能夠獲得核雄性不育突變體保持材料。而在2010年，我國也針對這一理念進(jìn)行了證實(shí)，并將其乘坐第三代雜交水稻技術(shù)，能夠通過該技術(shù)來提高隱性雄性核不育材料的遺傳性，將其轉(zhuǎn)入育性來恢復(fù)基因以及花粉敗育，以及通過熒光分選法來把不育系和保持系種子進(jìn)行快速區(qū)分。智能不育雜交育種技術(shù)通過生物技術(shù)以及以往的育種經(jīng)驗(yàn)，使得水稻雄性隱性核不育基因也可以進(jìn)行合理應(yīng)用，和傳統(tǒng)雜交育種以及轉(zhuǎn)基因育種比較，智能不育雜交水稻育種技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，智能不育系相對來說始終保持不育性，并不會被環(huán)境因素所左右，改善了三系不育法在高溫與低溫情況下對花粉可育的影響以及制種存在的隱患等。第二，智能不育系稻種的不育性遺傳率更高，同時也能夠更好的進(jìn)行優(yōu)良性狀育種，更加高效地培育出產(chǎn)量更高、抗性更強(qiáng)的雜交水稻，并且提高雜交水稻的適應(yīng)性。第三，育性恢復(fù)基因和花粉敗育基因有著緊密的聯(lián)系，能夠有效避免轉(zhuǎn)基因成分利用劃分漂移，并做到了以轉(zhuǎn)基因的方式來生產(chǎn)非轉(zhuǎn)基因不育系稻種以及雜交水稻稻種。

3 雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)的展望

基于當(dāng)代雜交水稻高產(chǎn)育種的技術(shù)水平，目前已走在世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的前沿。我國農(nóng)業(yè)科學(xué)家要想進(jìn)一步取得成績，可用以下幾個方面進(jìn)行深入探究，將生物技術(shù)引入雜交水稻育種技術(shù)中，使傳統(tǒng)育種經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代生物技術(shù)能夠共生利用，并加強(qiáng)重點(diǎn)研究項(xiàng)目的投入力度。

野生水稻品種的抗倒伏能力要比地方種植水稻在抗逆基因上強(qiáng)，故相關(guān)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究可根據(jù)野生水稻來進(jìn)行研究，加大水稻品種的抗病蟲性研究，在基因方面使其增產(chǎn)，并通過近緣物種的基因研究，來實(shí)現(xiàn)其基因的化學(xué)標(biāo)記，使水稻品種的研究范圍更廣。

隨著雜交品種的巨大潛力被發(fā)掘出來，當(dāng)代科學(xué)家更重視粳稻血緣關(guān)系，而“秈粳秈”與“粳秈粳”的復(fù)交方式，在當(dāng)代育種技術(shù)中較為常見，在秈稻恢復(fù)系育種中摻入科學(xué)比例的粳稻血緣或反之操作，都能夠使稻種的綜合能力得以增強(qiáng)，通過親緣差異的方式增強(qiáng)水稻的雜交關(guān)系，使稻種的綜合優(yōu)勢得以擴(kuò)大，是未來雜交水稻的研究基礎(chǔ)之一。

我國的雜交水稻育種技術(shù)分為兩系雜交水稻與三系雜交水稻，其中兩系雜交水稻育種技術(shù)的配組方案較為自由，但由于我國目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，三系雜交水稻育種技術(shù)的應(yīng)用程度較高且范圍交廣，故兩系雜交水稻育種技術(shù)在發(fā)展過程中會受到傳統(tǒng)技術(shù)的限制。為降低我國糧食的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，在水稻種子的強(qiáng)優(yōu)組合選配方面，我國雜交水稻的未來發(fā)展趨勢必然會朝向自由化與基因化的方向發(fā)展，通過大量的測交配組實(shí)驗(yàn)，來實(shí)現(xiàn)水稻品種的豐富化與多樣化，使恢復(fù)系育種技術(shù)能夠取得更先進(jìn)的成果。而兩系雜交水稻育種技術(shù)，也能夠與三系雜交水稻育種技術(shù)相互競爭與合作，并逐漸獲得發(fā)展的機(jī)會，最終取代傳統(tǒng)的三系雜交水稻育種技術(shù)的存在與應(yīng)用，使我國的水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)邁向新的時代。

我國農(nóng)業(yè)科學(xué)家可以通過基因工程來進(jìn)行稻種培育，盡管當(dāng)下的科學(xué)技術(shù)還未能夠?qū)D(zhuǎn)基因生物的安全性的得以證明，但不同領(lǐng)域的基因工程已經(jīng)得到了良好的發(fā)展，通過研究過程的不斷深入，才會對糧食方面的安全性探索出解決辦法，故雜交水稻的基因工程，將會對育種技術(shù)起到良性推動作用。

雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)為我國實(shí)現(xiàn)糧食高產(chǎn)提供了技術(shù)支持，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上更實(shí)現(xiàn)了重要突破，悉數(shù)我國雜交水稻技術(shù)的發(fā)展歷程，也反應(yīng)出我國綜合國力的提升。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，我國對雜交水稻高產(chǎn)育種技術(shù)的研究從未停止，相關(guān)農(nóng)業(yè)科學(xué)家更應(yīng)利用當(dāng)下時代的基因工程研究，對水稻的進(jìn)一步高產(chǎn)作出更深層次的探究，為全人類的糧食生產(chǎn)貢獻(xiàn)力量。