[科普中國(guó)]-秈型雜交水稻

秈型雜交水稻是水稻品種，現(xiàn)代培育的新型秈稻雜交水稻，被外國(guó)人譽(yù)為“東方魔稻”，1964年，袁隆平在中國(guó)首先開(kāi)始了水稻雜交優(yōu)勢(shì)利用的研究。1973年，世界上第一株秈型雜交水稻終于在我國(guó)培育成功。

簡(jiǎn)介世界上最早的雜交水稻誕生于1981年。這種由中國(guó)工程院院士袁隆平培育成功的秈型雜交水稻，不僅解決了中國(guó)人多糧食少的問(wèn)題，也給世界糧食產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一次綠色變革。早在1763年，柯路德便已經(jīng)開(kāi)始對(duì)雜交品種進(jìn)行研究與觀察。1876年，達(dá)爾文指出，雜交品種中兩性因素會(huì)發(fā)生某種程度分化，從而使雜交品種具有一定優(yōu)勢(shì)。進(jìn)入到20世紀(jì)之后，各種雜交品種相繼出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，但是雜交水稻實(shí)體方面一直是一個(gè)空白。

1960年，當(dāng)時(shí)是湖南省黔陽(yáng)農(nóng)校教師的袁隆平在早稻育種試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了一株性狀優(yōu)良的水稻植株。袁隆平對(duì)這株特殊的水稻進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩年的深入研究與分析，最終斷定它是一株天然的雜交水稻植株。1964年，袁隆平開(kāi)始致力于雜交水稻優(yōu)勢(shì)利用的研究。經(jīng)過(guò)大面積的農(nóng)業(yè)試驗(yàn)與科學(xué)研究，1973年，世界上第一株秈型雜交水稻終于在我國(guó)培育成功。袁隆平也因此獲得了“雜交水稻之父”的稱號(hào)，并獲得了多項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)。1

特點(diǎn)根系發(fā)達(dá)，分蘗性強(qiáng)，莖稈粗壯，穗大粒多，米質(zhì)優(yōu)良，適應(yīng)性廣，抗逆性強(qiáng)，畝產(chǎn)超千斤。2

歷史起源新中國(guó)成立以來(lái)，中國(guó)在農(nóng)業(yè)科技上的一項(xiàng)舉世矚目的成就是秈型雜交水稻的育成。這項(xiàng)技術(shù)自1976年在全國(guó)大面積推廣以后，僅至1994年，就已使中國(guó)的稻谷累計(jì)增產(chǎn)達(dá)2400億公斤。此外，該技術(shù)還被出口到美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。

雜交水稻的研究始于1964年。當(dāng)時(shí)任職于湖南省安江農(nóng)校的袁隆平最先發(fā)現(xiàn)了水稻天然雄性不育株，便帶領(lǐng)助手們開(kāi)展了有關(guān)研究。他們利用野生不育株在中國(guó)首先實(shí)現(xiàn)了雜交水稻三系（不育系、保持系和恢復(fù)系）配套的重大突破（1973年），并解決了雜交水稻"優(yōu)而不早"、"早而不優(yōu)"等許多技術(shù)難題。雜交水稻技術(shù)在全國(guó)的推廣應(yīng)用使中國(guó)成為世界上第一個(gè)在水稻生產(chǎn)上利用雜種優(yōu)勢(shì)的國(guó)家。

品種分類水稻品種就分為秈型、粳型和糯型，加工成秈米、粳米和糯米。

雜交水稻，是由兩個(gè)具不同遺傳特性的水稻品種或類型，一個(gè)作為母本，一個(gè)作為父本，經(jīng)有性雜交之后而產(chǎn)生的一種新的雜合體。這一種雜種的第一代，在生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)、適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性等方面勝過(guò)母本以及父本，這一現(xiàn)象稱為雜交優(yōu)勢(shì)。

發(fā)展歷史秈型雜交水稻的誕生1981年，袁隆平等發(fā)明的“秈型雜交水稻”獲得了中國(guó)第一個(gè)國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。因?yàn)檫@項(xiàng)發(fā)明使中國(guó)的水稻育種技術(shù)躍居國(guó)際領(lǐng)先地位，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并作為中國(guó)第一項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓美國(guó)。聯(lián)合國(guó)教科文組織總干事姆博稱袁隆平取得的成果是繼70年代國(guó)際培育半矮水稻之后的“第二次綠色革命”。國(guó)際水稻研究所所長(zhǎng)、印度前農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)斯瓦米納森博士稱袁隆平為“雜交水稻之父”。

所謂雜交水稻，是由兩個(gè)具有不同遺傳特性的水稻品種或類型，一個(gè)作母本，一個(gè)作父本，經(jīng)有性雜交以后而產(chǎn)生的一種新的雜合體。這種雜種的第一代，在生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)、適應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)性等方面勝過(guò)母本和父本，這種現(xiàn)象稱為雜交優(yōu)勢(shì)。

雜交優(yōu)勢(shì)的利用，早在中國(guó)秦朝就有記載，生產(chǎn)上也有成功的應(yīng)用。

1763年，柯路德開(kāi)始對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察研究；1866年，孟德?tīng)柛鶕?jù)豌豆試驗(yàn)，首次提出雜種活力一詞；1876年，達(dá)爾文提出雜種優(yōu)勢(shì)是由于兩性因素具有某種程度的分化所致；20世紀(jì)初，美國(guó)科學(xué)家沙爾提倡種植雜種玉米，1936～1945年間，美國(guó)大力推廣；中國(guó)自50年代起開(kāi)始廣泛推行雜交玉米、雜交高粱的品系選育和制種技術(shù)。但是，水稻雜交育種方面的研究一直是薄弱環(huán)節(jié)。

直到60年代，農(nóng)業(yè)科技界仍然不敢想象能在生產(chǎn)中利用雜種優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗臼亲曰ㄊ诜圩魑铮创菩弁?，人工雜交制種困難。

1960年春，當(dāng)時(shí)是湖南省黔陽(yáng)農(nóng)校教師的袁隆平在進(jìn)行早稻常規(guī)育種試驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)一顆性狀優(yōu)異、穗大粒飽的秈型水稻植株。他將這一植株的成熟種子收藏起來(lái)，第2年春，播在試驗(yàn)田里。不久，長(zhǎng)起來(lái)的植株越來(lái)越參差不齊，后來(lái)，稻苗揚(yáng)花、灌漿、抽穗了，但是沒(méi)有一顆植株的性狀能超過(guò)它們的前代。仔細(xì)分析后，袁隆平意識(shí)到他所發(fā)現(xiàn)的那棵特別優(yōu)異的植株是一顆天然雜種。

根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，袁隆平產(chǎn)生了一個(gè)大膽的念頭：既然天然雜種水稻具有第一代優(yōu)勢(shì)，就應(yīng)該通過(guò)雜交途徑讓這一優(yōu)勢(shì)為生產(chǎn)服務(wù)。1964年，袁隆平在中國(guó)首先開(kāi)始了水稻雜交優(yōu)勢(shì)利用的研究。那年7月5日，經(jīng)過(guò)連續(xù)14天頭頂烈日，腳踩爛泥，手持放大鏡，不停地觀察，袁隆平終于在茫茫稻海里找到了一株雄性不育的水稻。他小心地把這株稻子移栽到試驗(yàn)盆里，并用別的水稻花粉和它雜交，使它留下種子，成功地繁殖了一代雄性不育的稻種。同年，他又發(fā)現(xiàn)了兩株雄性不育株。第2年，他又發(fā)現(xiàn)了4株雄性不育株。

在兩年觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，1965年冬，袁隆平寫(xiě)出論《水稻的雄性不孕性》。他用科學(xué)的實(shí)踐證明，水稻具有雄性不孕性。他同時(shí)預(yù)言，利用雜交水稻的第一代優(yōu)勢(shì)，將給水稻生產(chǎn)帶來(lái)大面積、大幅度的增產(chǎn)。他的論文和預(yù)言，引起了國(guó)家科委的極大重視和支持。

自1964年發(fā)現(xiàn)第一棵雄性不育株后，袁隆平連續(xù)奮戰(zhàn)6年，先后用了1000多個(gè)品種，做了3000多個(gè)組合進(jìn)行多方面的探索，然而效果卻不理想。他們又通過(guò)細(xì)致的總結(jié)，反復(fù)思考，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交具有遺傳優(yōu)勢(shì)。于是，他們決心用野生稻再進(jìn)行研究。

1970年，李必湖到海南島尋找野生稻。10月23日，在農(nóng)場(chǎng)馮克珊在崖縣南紅農(nóng)場(chǎng)荔枝溝村的一片沼澤地里，他們找到了一大片野生稻，并從中發(fā)現(xiàn)了一棵雄性不育株。他們對(duì)這棵野生稻進(jìn)行了精心培育。第2年開(kāi)春，野生稻分孽后，他們把它分成48株。為了給野生稻授粉，他們連續(xù)蹲在田里等候著每朵稻花的開(kāi)放。每開(kāi)一朵花，就授一次粉，一共花了4天時(shí)間給63朵花授完了粉。最后，他們成功地收下了少量而珍貴的種子。袁隆平給它取名為“野敗”。這一重要成果，為雜交稻種的選育成功，打開(kāi)了一個(gè)突破口。隨著成功，秈型雜交水稻的研究已逐步推向了全國(guó)。

1971年，秈型雜交水稻研究被列為全國(guó)農(nóng)業(yè)22個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目之一。

1973年，秈型雜交水稻在中國(guó)正式培育成功。在雜交水稻培育成功后，科技人員又突破了繁殖制種這一難關(guān)。本來(lái)，其他一些國(guó)家研究雜交水稻優(yōu)勢(shì)比中國(guó)早，但一直未能用于生產(chǎn)，其原因除了沒(méi)有培育出穩(wěn)定的不育系和強(qiáng)優(yōu)恢復(fù)系外，其繁殖制種沒(méi)有過(guò)關(guān)，也是重要原因。制種中的難題是父、母本開(kāi)花期往往不能相遇，授粉十分不便；而且，有的母本穗子有包頸現(xiàn)象，穗抽不完全。因此，開(kāi)始每畝只能制種10多斤，這樣不僅成本高，且有礙大面積推廣。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，科技人員和制種人員，經(jīng)過(guò)反復(fù)研制，使制種產(chǎn)量在短短幾年迅速提高到每畝100多斤。繁殖制種和栽培技術(shù)問(wèn)題的解決，使雜交水稻很快用于生產(chǎn)，迅速大面積在全國(guó)推廣開(kāi)來(lái)，從而產(chǎn)生巨大效益。

獲得成就中國(guó)自1974年開(kāi)始試種秈型雜交水稻，至1983年，累計(jì)全國(guó)種植面積5.1億畝，增產(chǎn)稻谷500多億斤，平均每畝增產(chǎn)100斤以上，最高畝產(chǎn)達(dá)1700多斤。雜交水稻在國(guó)際上也引起巨大反響，許多國(guó)家和地區(qū)紛紛要求轉(zhuǎn)讓這項(xiàng)技術(shù)。

1977年，被柬埔寨引種試驗(yàn)成功。1978年，朝鮮專門派代表團(tuán)來(lái)中國(guó)考察并索取材料。1979年，被菲律賓國(guó)際水稻中心所引種。

1980年，以中國(guó)第一個(gè)農(nóng)業(yè)技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓給美國(guó)后，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)表明，中國(guó)秈型雜交水稻平均畝產(chǎn)比該國(guó)水稻良種增產(chǎn)165.5%～180.3%。

至1989年，世界上已有20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)引進(jìn)、轉(zhuǎn)讓了中國(guó)的秈型雜交水稻。

1979年，袁隆平等代表中國(guó)在國(guó)際水稻年會(huì)上宣讀雜交水稻論文后，博得了來(lái)自各國(guó)200多位水稻專家的高度評(píng)價(jià)，公認(rèn)中國(guó)雜交水稻居世界領(lǐng)先地位。雜交水稻不僅在生產(chǎn)上為大幅度提高水稻產(chǎn)量開(kāi)辟了新途徑，而且在學(xué)術(shù)上為自花授粉作物闖出了利用雜種優(yōu)勢(shì)的新路子，大大豐富了農(nóng)作物遺傳育種的理論與實(shí)踐，成為人類水稻種植史上一次重大的飛躍。

1981年，袁隆平培育成功秈型雜交水稻獲國(guó)家發(fā)明特等獎(jiǎng)。

意義中國(guó)秈型雜交水稻育成，大大豐富了水稻遺傳育種的理論和實(shí)踐，在國(guó)際上產(chǎn)生了巨大的影響，世界上許多著名水稻專家認(rèn)為，中國(guó)的雜交水稻研究和推廣居領(lǐng)先地位。雜交水稻的育成，為水稻大幅度增產(chǎn)開(kāi)辟了新的途徑，它的應(yīng)用被稱為“新的綠色革命”，為改善人類的糧食供應(yīng)立下了汗馬功勞。3

制種技術(shù)隔離區(qū)的選擇雜交水稻制種和親本繁殖都要求在隔離的條件下進(jìn)行。根據(jù)各地情況，可采用空間隔離，即在制種田周圍100m內(nèi)，除父本外不得種植其它水稻品種；周圍如種植粳稻，隔離應(yīng)在200m以上，也可采用自然屏障，如山嶺、村莊、河壩等，總之，母本不得授非父本花粉。

計(jì)算同的制種組合，父母本播期各有差異。因此，在播前應(yīng)嚴(yán)格掌握父母本的生育期，確定各自的播期，保證父母本雙方花期相遇，才能授粉良好，獲得高產(chǎn)。一般說(shuō)，父母本同時(shí)始穗為最合適，為延長(zhǎng)授粉時(shí)間，加大花粉量，父本以二期播種為最好。

確定父母本的種植比例要考慮父本有足夠的花粉量，保證母本授粉良好，又要爭(zhēng)取母本有較大的面積，以增加種子產(chǎn)量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，父母本的移栽行比，一般采用2:14～16，東西行向。株距：父本13.3×33.3cm；母本10～13.3cm，父母本均雙本栽插。一、二期父本各一行，每畝父本0.34萬(wàn)穴，母本0.363萬(wàn)穴。制種時(shí)，保證母本播后形成足穗。

花期預(yù)測(cè)及調(diào)整在水肥管理的同時(shí)，應(yīng)考慮到父母本花期相遇問(wèn)題。由于大田會(huì)遇到各種問(wèn)題，調(diào)整花期措施應(yīng)因田而異，不能千篇一律，調(diào)整花期應(yīng)越早越好，爭(zhēng)取主動(dòng)。（一）花期預(yù)測(cè)從倒三葉出現(xiàn)前開(kāi)始取樣檢查，每次取10～20穴整叢剝查。也可根據(jù)葉齡指數(shù)法在前期及早進(jìn)行花期預(yù)測(cè)。幼穗分化共分8期，各期標(biāo)準(zhǔn)為：一期看不見(jiàn)、二期苞毛現(xiàn)、三期毛茸茸、四期粒粒現(xiàn)、五期穎殼分、六期粒半長(zhǎng)、七期穗轉(zhuǎn)綠、八期穗出現(xiàn)。盡管不同的組合，前期幼穗分化有快慢之分，進(jìn)入四、五期后要保持同期，確保父母本同期抽穗。（二）花期調(diào)整花期調(diào)整應(yīng)越早越好，可采用三種方法調(diào)整，花期相差3天以內(nèi)，可用“920”調(diào)整。如果花期相差過(guò)大，可以采取促的方法結(jié)合“920”進(jìn)行調(diào)整。對(duì)發(fā)育過(guò)慢的親本，每畝噴施磷酸二氫鉀2～3次，每次100～150g、對(duì)水30～40kg，可促進(jìn)早抽穗1～2天。另外，還可對(duì)父本采取旱控水促措施，能推遲或提早抽穗3天左右。

去雜保純純度是雜交種的生命，從穗田到收獲前，要多次進(jìn)行田間去雜，把與父母本不同顏色，不同株型，不同熟期，過(guò)高過(guò)矮的雜株，變異株及時(shí)拔除，尤其是見(jiàn)穗3℃以前去雜，是生產(chǎn)出高純度種子的關(guān)鍵。同時(shí)，收、運(yùn)、脫、曬等過(guò)程中，要有專場(chǎng)，專用脫粒設(shè)備及貯藏設(shè)備，嚴(yán)防機(jī)械混雜。

適時(shí)收獲由于制種田母本屬異花授粉，稻粒間成熟度差異很大，若收獲過(guò)早，易造成秕粒增多，粒重下降，進(jìn)而影響產(chǎn)量。因此，應(yīng)等大部分稻種黃熟，其余大半飽時(shí)及時(shí)收獲。

相關(guān)人物袁隆平，中國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)家。祖籍江西德安，1930年出生。1959年畢業(yè)于西南農(nóng)業(yè)學(xué)院，中國(guó)工程院院士，國(guó)家雜交水稻工作技術(shù)中心暨湖南雜交水稻研究中心主任、湖南省政協(xié)副主席。他是中國(guó)研究雜交水稻的創(chuàng)始人，他的成果不僅在很大程度上解決了中國(guó)人的吃飯問(wèn)題，而且也被認(rèn)為是解決世界性饑餓問(wèn)題的法寶。國(guó)際上甚至把雜交稻當(dāng)作中國(guó)繼四大發(fā)明之后的第五大發(fā)明，譽(yù)為“第二次綠色革命”。他先后獲得了聯(lián)合國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織“杰出發(fā)明家”金質(zhì)獎(jiǎng)、聯(lián)合國(guó)教科文組織“科學(xué)獎(jiǎng)”、英國(guó)讓克基金會(huì)“讓克獎(jiǎng)”、美國(guó)費(fèi)因斯特基金會(huì)“拯救世界饑餓獎(jiǎng)”、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織“糧食安全保障獎(jiǎng)”、日本“日經(jīng)亞洲大獎(jiǎng)”、作物雜種優(yōu)勢(shì)利用世界“先驅(qū)科學(xué)家獎(jiǎng)”、“日本越光國(guó)際水稻獎(jiǎng)”等八項(xiàng)國(guó)際獎(jiǎng)，被譽(yù)為“雜交水稻之父”。顏龍安作物遺傳育種專家。生于江西萍鄉(xiāng)，1962年畢業(yè)于江西農(nóng)學(xué)院，曾任江西省農(nóng)科院院長(zhǎng)，現(xiàn)任江西省農(nóng)科院研究員。1970年開(kāi)始雜交水稻研究，1972年帶領(lǐng)課題組最早育出野敗秈型不育系“珍汕97A”和“二九矮4號(hào)A”；1982-2003年，以“珍汕97”不育系配組的雜交稻累計(jì)推廣種植18.744億畝，占全國(guó)種植雜交稻總面積的47.59%。1972年開(kāi)始雜交水稻繁殖制種高產(chǎn)技術(shù)研究，解決多項(xiàng)技術(shù)難題。1973年研究明確“野敗”恢復(fù)基因的分布規(guī)律，1973年育成第一個(gè)大面積推廣的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合“汕優(yōu)2號(hào)”，實(shí)現(xiàn)三系配套。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙磊 - 副教授 - 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)