简述三系法制种的特点及相互关系

简述三系法制种的特点及相互关系

三系是指雄性不育系、保持系和恢复系。要想利用水稻的杂种优势，首先必须解决大量生产第一代杂交种子的难题，解决这个问题的有效途径首推培育一种特殊的水稻品种，叫做雄性不育系。

　　1．雄性不育系

　　雄性不育系是一种雄性退化(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，通过人工辅助授粉的办法，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，所产生后代，仍然是雄性不育的。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有优势的杂交稻。三系法杂交稻的生产程序，可图示如下：

　　三系法杂交稻的生产程序

　　我国于1964年开始研究杂交水稻，1973年实现了三系配套，1976年开始在大面积生产上推广杂交稻，由于增产效果明显，杂交稻的种植面积迅速扩大，2004年达2.6亿多亩，占全国水稻总面积的59％，占总产量的67％。近几年全国水稻的平均亩产约420公斤，其中杂交水稻为470公斤，常规稻为380公斤，2004年日本水稻平均亩产为445公斤，世界水稻平均亩产为253公斤。

上世纪八十年代，湖北一位农业技术员石明松在水稻品种农垦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，在秋季抽穗则表现雄性正常，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，它表现雄性不育;在短日平温条件下，恢复雄性可育，并将这种水稻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，在秋季或在海南春季可以繁殖自身，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稻叫做两系杂交稻。两系法在种子生产程序上减少了一个环节，从而降低了种子生产成本。第二是配组自由，选配到优良组合的机率大大高于三系法，大量的试验表明，95％以上的现有水稻品种，都能使两系不育系的育性恢复，而只有不到5％的品种能恢复三系不育系的育性。由此可知，在选择优良组合方面，两系法要比三系法优越得多。

　　两系法杂交稻为我国独创，于1995年研究成功，是作物育种上的重大突破，近年的种植面积在4000万亩左右，一般比三系杂交稻增产5-10％。