杂交水稻育种方法和原理
袁隆平三系及两系杂交水稻育种法
1. 三系杂交稻确定了有生产潜力的杂交组配后，利用传统的三系法生产杂交稻，需要持有三种材料，即不育系，保持系和恢复系。
三系法生产杂交稻示意图对于细胞质基因突变造成的胞质型雄性不育，不育系自身不能自交结实（花粉败育），因此不能传代，只有与保持系杂交（保持系有正常花粉），才能结出种子。
正因为不育系的不育特性是细胞质基因突变造成的，花粉基本不携带细胞质基因，细胞质基因常通过母本的胚珠传递给后代，所以即使保持系提供了正常花粉，胞质型不育系母本上结出的种子仍然是不育系。
保持系与不育系生出的仍然是不育系，这样的种子农民种了去长出的水稻仍然不育，是收不到粮食的。
只有恢复系与不育系杂交生出来的种子才是可育的，可以作为商品种子出售。
不育特性随母系遗传，保持系虽然自己有花粉是正常可育的，但是不含有育性恢复基因，不能恢复母系遗传下来的不育特性；恢复系正常可育并且含有育性恢复基因，育性恢复基因是核基因，随花粉遗传，但是能够回复细胞质基因突变产生的不育特性，杂交出来的种子F1是正常可育的。
不育系与保持系通常是姊妹系，也就是近等基因系，不同的基因是细胞质中控制育性的基因。
这样，不育系作母本与保持系作父本生出来的还是不育系，保持系自己结的种子还是保持系，恢复系自己结的种子还是恢复系，这就实现了种质资源的保存。
制种田中，恢复系与不育系种在一起，隔行种植，收获时只收不育系结的种子，就都是杂种F1了。
不育系的利用降低了人工去雄的生产成本，简化了制种难度，增加了制种量和制种速度，加速了杂交种子的推广。
野败型细胞质雄性不育CMS-WA是细胞质基因和核基因互作导致花粉败育类型，属于孢子体雄性不育。
可以通过回交的方法保留细胞质基因组而交换核基因组，达到培育不育系的目的。
除CMS-WA外，我国水稻育种学家还创制出不同细胞质来源的核质互作雄性不育系。
周开达先生等用西非品种冈比亚卡与朝阳1号、雅安早等杂交和回交，育成冈型不育系冈12朝阳1号A和冈22雅安早A；同时，周开达先生等从Dissi D52/37//矮脚南特群体中选出不育株，育成D型不育系意大利A。
作物杂交育种技术的原理与实例
作物杂交育种技术的原理与实例一、作物杂交育种技术的原理（一）基因的组合与变异作物杂交育种技术的核心在于利用不同亲本作物的基因进行组合。
每一种作物都拥有一套独特的基因，这些基因决定了作物的各种性状，如产量、抗病虫害能力、品质等。
在杂交过程中，来自不同亲本的基因会重新组合，就像是不同的积木块重新拼接一样。
这种基因的重新组合为创造新的作物品种提供了无限的可能性。
例如，假设一种亲本作物具有高产的基因，但是抗病虫害能力较弱；另一种亲本作物虽然产量不高，但是对某种常见病虫害有很强的抗性。
当这两种作物进行杂交时，它们的基因在子代中重新组合，就有可能产生既高产又抗病虫害的新品种。
这一过程中，基因的变异也可能会发生。
基因变异是指基因的结构发生改变，这种改变可能是由于杂交过程中的一些生物化学机制引起的。
虽然基因变异相对比较罕见，但它有时能够产生一些非常有用的性状，比如一种全新的、更适应环境变化的生长模式。
（二）孟德尔遗传定律的应用孟德尔遗传定律是作物杂交育种技术的重要理论基础。
孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传的基本规律，包括分离定律和自由组合定律。
分离定律指出，在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
这一规律在作物杂交育种中非常关键。
例如，当我们对一个具有高杆和矮杆两种性状的作物进行杂交时，按照分离定律，它们的子一代可能会表现出一种性状（如高杆），但是在子二代中，高杆和矮杆的性状会按照一定的比例重新出现。
这就使得我们能够预测和选择我们想要的性状。
自由组合定律则表明，控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
这意味着在杂交育种时，不同性状的基因可以自由地组合在一起。
比如，作物的颜色、形状、大小等不同性状的基因可以在杂交过程中以各种组合的形式出现在子代中，这为我们培育出具有多种优良性状组合的作物品种提供了理论依据。
杂交水稻育种技术
杂交水稻育种技术
一、品种选择
选择适合当地气候条件和种植制度的杂交水稻品种。
要求品种具有高产、优质、适应性广、抗逆性强等特点，同时要根据市场需求和种植习惯进行选择。
二、种子处理
1.晒种：选择晴朗天气晒种2-3天，以提高种子的活力和发芽率。
2.选种：采用清水选种，去除杂质和劣质种子。
3.消毒：采用适宜的消毒剂对种子进行消毒，以预防病害的发生。
4.浸种：将消毒后的种子浸泡在水中，以促进种子的萌发和生长。
三、播种与育苗
1.苗床准备：选择土壤肥沃、排水良好的地块作为育苗床，并进行深耕细耙。
2.播种时间：根据当地的气候条件和种植制度，确定适宜的播种时间。
3.播种方式：采用撒播或条播的方式进行播种，并保持播种均匀。
4.苗期管理：在苗期要注意保持土壤湿润，及时除草和追肥，以促进幼苗的生长。
四、移栽与田间管理
1.移栽时间：当幼苗长到适宜的移栽时期时，要及时进行移栽。
2.移栽方式：采用手工或机械的方式进行移栽，并保持移栽整齐。
3.施肥：根据土壤肥力和水稻生长的需求，合理施用肥料，以促
进水稻的生长和产量。
4.灌溉：在生长过程中要保持适宜的灌溉水量和频率，以促进水稻的生长和发育。
5.除草：在生长过程中要及时除草，以防止杂草与水稻争抢养分。
6.病虫害防治：根据当地病虫害的发生情况和防治措施，及时采取防治措施，以保证水稻的健康生长。
7.收获与贮藏：当水稻成熟时，要及时收获并进行贮藏或加工。
两系杂交水稻育种
三、三系法与两系法比较 三、
1、三系法种子生产程序（“三系”之间的相互关系） 不育系繁殖 不育系♀ × S(rr) 保持系♂ F(rr)
(×)
杂
交
制
种
不育系♀ × S(rr)
保持系♂ F(rr)
不育系♀ S(rr)
×
恢复系♂ S(RR)/F(RR) (×)
F1杂交稻 S(Rr)
恢复系♂ S(RR)/F(RR)
2.两系杂交稻育种存在的问题及对策 核不育系选育方面
(1)现已育成的核不育系，大多数起点温度还不够低，导致 其适应性没有三系不育系那样广泛。解决这一问题的对策， 一是对每个不育系开展适应性研究，明确适宜应用地区， 只在其适宜地区应用。 二是培育起点温度更低的新不育系，进一步提高不育系自 身的育性稳定性，以降低生产风险， 三是对一些配合力高但起点温度不够低的优良不育系导入 隐性的化学标记基因或叶色标记基因。如湖北农科院通过辐射 诱变育成苯达松敏感致死的核不育系8077S，在幼苗期喷施苯达 松可杀死杂交稻秧苗中的不育系自交种苗，从而保证杂交稻田 间纯度。
五、展 望
在我国三系杂交稻取得巨大成就，育种水平较高的状况 下，两系杂交稻育种将经历一个逐渐发展的历程（近几年已 处于加速发展期），在较长的一段时期内它将与三系杂交稻 育种既竞争又合作，优势互补，共同发展。
两系法恢复系来源广泛，杂交配组自由，一是可利用丰 富的品种资源和常规稻育种成果，选用优良品种直接测配； 二是可利用三系恢复系育种成果，选用优良恢复系配组，三 是杂交选育两系专用恢复系进行配组。 迄今我国已选育出数十个两系法杂交稻组合，不少组合 已进入中试开发和大面积推广，并表现出较强的竞争优势， 如培矮64S/E32、两优培九（培矮64S/ 9311）、广占 63S/9311、培矮64S/特青、株ⅠS/R02、7001S/皖恢9号、 5088S/ R187、蜀光612S/蜀恢881等。
三系杂交水稻育种
4. 三系杂交稻的发展选育
4.3 四川 冈、D型杂交稻的选育
周开达院士
• 1965年开始，四川农业大学的周开达等利用非洲引进的Gambiak、 Dissi 52/37等籼稻品种开始三系杂交稻的研究。
• 1972年育成冈朝1号A。
• 1975年实现三系配套，次年投产。
• 1982年育成D汕A，配组出D优2号、D优63等；
株高 正常
矮5—10cm
较高
分蘖力 正 常
分蘖力强，分蘖时间长 较强
抽穗期 正 常
迟3天左右，包颈
迟
开花 习性
花时早，开花时间短 花时较分散 而集中
花时较晚，开花时间较 集中
花药 形态
体积较大，饱满，金 瘦小，乳白、淡黄色或 体积较大，饱满，金黄
黄色
水浸状
色
花 粉 圆球形，对I-KI溶液 不规则，对I-KI溶液不 圆球形，对I-KI溶液呈
• ① 平均优势（V％）
V％＝100×（F1—MP）/MP
杂种一代某一经济性状测定值偏离双亲平均值的比例。
• ② 超亲优势（V％）
V％＝100×（F1—HP）/HP
杂种一代某一经济性状测定值偏离高值亲本同一性状值的比例。
• ③ 竞争优势（V％）
V％＝100×（F1—CK）/CK
杂种一代某一经济性状测定值偏离对照品种或当地主要推广品种
• （1）种间核置换
野生稻和栽培稻、光身稻×栽培稻之间的核置换。如野败型的 不育系二九矮4号A、珍汕97A、华矮A等。
• （2）籼粳亚种间的核置换
即籼稻和粳稻间的核置换。如滇—型不育系红帽缨A等。
• （3）地理远距离或不同生态类型品种间的核置换
如以西非晚籼冈比亚卡为母本，中国矮秆籼稻为父本，经过复 交和核置换育成的冈型不育系朝阳1号A冈。
两系杂交水稻新组合潭两优39的选育过程及栽培与制种技术
两系杂交水稻新组合潭两优39的选育过程及栽培与制种技术水稻是我国主要的粮食作物之一，而两系杂交水稻则是水稻育种的重要成果之一。
作为两系杂交水稻新组合，潭两优39在其选育过程中积累了丰富的经验，并且具有较高的产量和抗逆性，为农民种植提供了良好的选择。
下面将对潭两优39的选育过程以及栽培与制种技术进行详细介绍。
一、潭两优39的选育过程潭两优39是通过两系杂交育种技术选育而成的，其选育过程主要包括亲本选择、一代间混合组合选择、后代选择、单株选择和组合选优等环节。
1. 亲本选择：首先要选取高产、优质、抗逆性强的亲本品种进行配制杂交组合，以确保后代具有良好的遗传背景。
2. 一代间混合组合选择：在育种过程中，要对一代间杂交组合进行综合评价，选择出适合的杂交组合进行后续育种工作。
3. 后代选择：选择出优秀的后代品种，包括选取早熟期、抗病性好、耐逆性强的植株进行后续育种工作。
4. 单株选择：通过对单株进行细致观察和评价，选择出单株表现优异的材料进行繁殖和推广。
5. 组合选优：在综合评价各个性状的基础上，选择出适合的杂交组合，确保后代具有高产、稳产、抗逆性强等优良性状。
二、潭两优39的栽培技术1. 地块选择：选择土层深厚、排水良好、土质肥沃的田地进行种植。
2. 地力调理：在播种前进行施肥、耕地松土等地力调理工作，以提高土壤肥力和水分保持能力。
3. 播种时间：潭两优39的最佳播种时间为水稻生长期的3~4月份。
4. 基肥施用：播种前施用足量的基肥，以提供作物生长所需的养分。
5. 灌溉管理：根据土壤墒情和作物生长需要，进行合理的灌溉，保持土壤湿润。
6. 病虫害防治：及时发现病虫害，采取科学的防治措施，保障作物的正常生长。
7. 田间管理：包括除草、中耕、穗肥施用等田间管理工作，保证潭两优39的生长发育。
8. 收获时机：在潭两优39的收获期，要及时进行收割，保证水稻籽粒的质量和产量。
1. 种子筛选：选择外观完整、大小均匀的种子进行制种。
1.杂交水稻基础知识
第一章杂交水稻基础知识一、水稻杂种优势利用的历史●1926 美国琼斯提出水稻具有杂种优势，引起各国科学家重视，并探讨水稻杂种优势表现。
●1958-1968年日本育成水稻雄性不育系，但未能在生产上利用。
●1964年袁隆平院士在水稻大田发现水稻天然杂交株的杂种优势，设想“三系法”利用水稻的杂种优势，开始在自然变异中寻找水稻雄性不育株培育不育系。
●1966年在《科学通报》上发表《水稻的雄性不孕性研究》，提出“三系法”利用水稻杂种优势的设想。
得到国家科委的重视，到1970年夏培育出C、D系统水稻不育系，但始终没有找到完全保持雄性不育的材料，而无实际使用价值。
●1970年冬李必湖等在三亚发现野生稻败育株，简称“野败”（奇迹之一）。
●1972年利用“野败”与长江中下游的早籼稻多代回交培育出雄性不育系与雄性不育保持系。
长江中下游的早籼品种大多对“野败”具有很好的雄性不育保持特性（奇迹之二）。
●1973年用已选育不育系与东南亚的籼稻品种测交筛选出雄性不育恢复系，成功地实现“三系”配套，开始探讨杂交稻制种技术。
东南亚的籼稻品种对“野败”具有很好的雄性不育恢复力（奇迹之三）。
●1978年按行政区划全面恢复和建立国家、省、地、市、县级种子公司，作为政府事业单位承担杂交稻种子生产、销售和管理，杂交水稻种子的经营进入一个半计划经济管理阶段，建立了较完善的杂交水稻种子繁育体系，有力地推动了杂交水稻种子生产技术的研究和应用，从而实现了杂交水稻的快速推广。
●杂交水稻种子繁育体系发展过程：1976年“所提、场繁、县制或社制”1979年“地提、县繁、县制”1982年“省提、地繁、县制”1996年“省提、省繁、基地制”2000年后，《种子法》出台，建立市场经济体制下以公司为主体的杂交种子繁育和销售体系。
●1986年袁隆平院士发表《杂交水稻的育种战略设想》，提出水稻杂种优势利用的三个发展阶段和三种利用方法：A.三系法为主的品种间杂种优势利用；B.两系法为主的亚种间杂种优势利用；C.一系法或转基因技术的远缘杂种优势利用。
杂交育种的原理和步骤
杂交育种的原理和步骤在农业生产中，杂交育种是一种非常重要的技术手段，它能够将不同品种或品系之间的优良性状进行组合和优化，培育出具有优良性状的新品种，提高农作物的产量和品质。
杂交育种的原理和步骤是农业生产中的重要知识，通过了解杂交育种的原理和步骤，我们可以更好地理解农业生产中的育种技术和农作物改良方法。
本篇科普资料将介绍杂交育种的原理、步骤以及应用等方面，的优良性状得以集中，并克服亲本品种的某些缺陷，以实现品种的改良和优化。
二、杂交育种的步骤选择亲本：选择具有不同优良性状的品种或品系作为亲本，要求这些亲本之间具有较好的遗传差异，以保证后代能够产生丰富的变异。
杂交：将选定的亲本进行杂交，以产生杂种后代。
根据育种目标的不同，可以选择不同的杂交方式，如单交、复交、回交等。
选种：从杂种后代中筛选出具有优良性状的个体，淘汰具有不良性状的个体。
选种时需要考虑目标性状、产量、品质、抗逆性等因素。
自交和繁育：对选出的优良个体进行自交，以产生自交后代。
自交后代会再次发生性状分离，需要进一步筛选和繁育，以获得稳定的新品种。
品系鉴定和品种审定：经过多代自交和繁育后，对获得的稳定新品种进行品系鉴定和品种审定，以确定其是否具有推广价值。
三、杂交育种的应用杂交育种在农业生产中得到了广泛应用，如水稻、小麦、玉米、棉花等主要农作物都经过了杂交育种的改良。
通过杂交育种，可以培育出具有高产、优质、抗病、抗逆等优良性状的新品种，提高农作物的产量和品质，促进农业生产的可持续发展。
四、杂交育种的优缺点优点：（1）能够利用不同品种之间的基因重组和性状互补，培育出具有优良性状的新品种，提高农作物的产量和品质。
（2）能够克服亲本品种的某些缺陷，使品种更加适应环境和市场需求。
（3）方法简单易行，适用范围广，可以在不同作物和不同生态条件下进行育种。
缺点：（1）杂交育种过程中需要经过多代自交和繁育，周期较长，需要耐心等待。
（2）杂交育种过程中需要进行多次筛选和繁育，工作量大，需要投入大量的人力物力。
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杂交水稻育种方法和原理
杂交水稻育种是通过人工控制水稻的杂交过程，以产生具有优
良性状的新品种。
其原理涉及到杂交优势、亲本选择、杂交组合和
后代选择等方面。
首先，杂交水稻育种的原理之一是杂交优势。
通过将不同的亲
本品种进行杂交，可以利用杂种优势，即杂交后代表现出比亲本更
强的生长力、抗逆性和产量等优势。
这是因为不同亲本品种的基因
组合可以产生互补效应，使杂交后代具有更好的性状。
其次，亲本选择也是杂交水稻育种的重要原理。
选择具有不同
有利性状的亲本品种进行杂交，可以使得杂交后代获得更多的遗传
变异，从而增加育种的可能性和效果。
此外，杂交组合也是影响杂交水稻育种效果的重要因素。
通过
合理选择亲本品种进行杂交组合，可以最大限度地发挥杂交的优势，提高新品种的产量和品质。
最后，后代选择是杂交水稻育种的最后一步原理。
通过对杂交
后代进行筛选和鉴定，选择出具有优良性状的个体，并进行后续的
育种工作，最终培育出优质高产的新水稻品种。
总的来说，杂交水稻育种的方法和原理涉及杂交优势、亲本选择、杂交组合和后代选择等多个方面，需要综合考虑遗传学、生理学和生态学等知识，以期培育出适应不同环境和需求的优质水稻品种。