日本研究雜交水稻為什麼沒有成功
『壹』 發明雜交水稻的背景是什麼
1960年,我國發生了全國性的大飢荒,袁隆平和他的學生們也同樣面臨著飢餓的威脅。 有一次,他帶著40多名農校學生,到黔陽縣硤州公社秀建大隊參加生產勞動。一天,房東老向冒雨挑著一擔稻穀回來。他告訴袁隆平,這是他從另一個村子換來的稻種。 「為什麼要換稻種呢?」袁隆平問。 「那裡是高坡敞陽田,穀粒飽滿,產量高。施肥不如勤換種啊。」老向說,「去年我們用了從那裡換來的稻種,田裡的產量提高了,今年就沒有吃國家的返銷糧了。」 面對飢荒,老鄉們不是坐等國家救濟,而是主動想辦法提高產量,袁隆平很受感動。 他從這件事上,得到很大啟發:改良品種,提高產量,對於戰勝飢餓有重大意義。他想,自己除了教好課,還要在農業科研上做出些成績來,為老鄉們培育出高產量的好種子。
『貳』 轉基因水稻一直是我國的優質稻苗,產量十分大,那國外會有這種水稻嗎
你說的轉基因水稻是指的啥?中國不允許在糧食作物使用轉基因技術,中國只有如棉花等非糧食作物使用轉基因技術。
帥鍋或者妹紙,你可能對農業技術不清楚吧?!中國現在的種植水稻分——雜交稻和常規稻。它們又分為秈稻和粳稻,另外還有糯稻。北方的珍珠米屬於粳稻,它們對日照量和晝夜溫差要求高,稻米蠟質含量高。秈稻蠟質相對少,主要種植於南方。
外國農業技術發達的西方國家主食不是水稻,在水稻研究方面較少。稻米做主食的東南亞國家在技術方面不及中國!雖然像菲律賓在1960,1970年代也在搞,但由於自身技術水平和當時遺傳育種理論的限制,技術水平不高。還是中國的袁隆平院士最先成功的提出了——如禾本科植物等自花授粉植物也具有雜種優勢的理論,並且用於水稻的雜交育種實踐,成功的創造出了三系法並生產出當時增產百分之二十的雜交稻。因此,袁隆平院士不僅僅是培育出了雜交稻,更重要的是做了遺傳育種理論的創新,所以他是「雜交水稻之父」。中國在雜交水稻領域也是走在世界前列的!
還有你們不要把雜交育種和轉基因技術育種搞混了!而轉基因技術也不是洪水猛獸,它僅僅是技術安全性沒🈶完全被證明,也就是可能🈶風險,但這種風險無法完全排除,所以中國不允許在糧食作物里使用。但美國允許在糧食作物中使用轉基因技術!美國是轉基因技術第一大國和強國,美國人是轉基因技術養大的!中國主要🈶轉基因抗蟲棉花!
『叄』 為什麼雜交水稻的研發非常艱難
種種跡象表明,到2005年,轉基因稻米可能獲得准生證,進而走上餐桌,中國有可能成為世界上第一個大面積種植轉基因口糧的國家。這被認為有助於解決中國糧食安全,增加農民收入;但國內外一些人士擔心,其中仍然潛藏著風險在過去近5年中,盡管試驗田的面積在不斷擴大,但中國沒再給任何轉基因作物發放准生證。考慮到2003年初,一場對轉基因食品質疑的口水戰,以及由此引發的公眾恐慌,新的轉基因作物得到批準的前景似乎還不明朗......
請看:
http://www.people.com.cn/GB/keji/1059/2994934.html
『肆』 雜交水稻是如何培育出來的雜交水稻為什麼來年不能做為種子
雜交水稻就是為利用雜種優勢進行配套雜交育種的水稻品種。之所以雜交水稻不能留種,是因為雜交水稻的原理是利用親本的雜種優勢,因此產生的後代雖然會繼承雙親的優良性狀,但它的基因型卻是雜合的,如果留種繼續種下去的話,後代會出現基因分離,表現型不一致,並不能穩定的遺傳下去。
『伍』 為什麼袁隆平發明了雜交水稻而沒有獲得諾貝爾獎呢
因為諾貝爾獎沒有設農業獎,而且他發明雜交水稻沒研究到基因的層次,只是停留在傳統的認識上.
『陸』 水稻雜交困難的原因
雜交水道不是細胞核物質遺傳而是細胞質遺傳為母系遺傳,因此要培養出雄性不育水稻.
(1)三系法雜交稻的由來:兩個遺傳組成不同的親本雜交產生的雜種F1代優於雙親的現象稱為雜種優勢。具體地講,雜種F1代在生長勢、生活力、繁殖率、抗逆性、適應性、產量和品質諸方面比雙親優越。雜種優勢可分為超親優勢、平均優勢和競爭優勢。人們常說的雜種優勢利用通常是指利用作物的競爭優勢。
水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。水稻雜種優勢利用,只有依靠雄性不育的特性,通過異花授粉的方式來生產大量的雜交種子的方法有多種,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢復系(R)來配製雜種一代。由於這種利用水稻雜種優勢的方法需要不育系、保持系和恢復系配套,故稱為三系法雜種優勢利用。用此法培育的雜交水稻簡稱為三系法雜交稻。水稻三系之間關系密切,其中不育系除了雄性器官發育不正常、花粉敗育不能自交結實、抽穗吐頸不完全之外,其餘性狀與保持系基本無異。保持系與不育系雜交,獲得的不育系種子供來年制種和繁殖用;不育系與恢復系雜交,獲得的雜交水稻種子供下季大田生產用;保持系與恢復系的自交種子則可繼續作為保持系和恢復系用。
(2)三系法雜交稻育種的歷史:1958年,日本東北大學勝尾清發現中國的紅芒野生稻能導致藤板5號產生雄性不育。1966年日本琉球大學新城長友以欽蘇拉包羅Ⅱ為母本與台中65雜交,育成BT型不育胞質台中65A,並將該雜交組合後代的部分可育株經自交穩定選出了BT型不育系的同質恢復系,於1968年實現粳型雜交稻三系配套。我國雜交水稻的研究始於1964年,當時在湖南安江農校任教的袁隆平從洞庭早秈、勝利秈和矮腳南特等秈稻品種中找到6株雄性不育株,並根據花粉敗育情況分為無花粉型、敗育型和退化型3種。隨後進行的遺傳和數以千計的測交試驗表明:這些材料屬於單基因控制的隱性核不育,找不到能完全保持其不育特性的品種,利用價值不大。1970年11月,李必湖等在海南省三亞市南紅農場的水溝邊發現了1株花粉敗育的野生稻(簡稱野敗),為雄性不育系的選育打開了突破口。次年春季的試驗就表明廣場矮3784、6044、二九南等品種(系)對野敗不育株具有很好的保持能力。經過隨後2年全國各育種單位的通力合作,到1972年冬在海南冬繁時就獲得了農藝性狀一致、不育株率和不育度均達到100%的不育系群體,如珍汕97A和B、二九南1號A和B等。至此,我國第一批野敗細胞質不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以後,1973年原廣西農學院等單位陸續篩選出IR24、IR26、泰引1號、古154等一批強優恢復系,並選配出汕優2號、南優2號等系列強優勢雜交稻組合。從此,以我國秈型三系雜交水稻實現配套為標志,宣告雜交水稻選育成功。
(3)雄性不育系與保持系的選育:選育水稻雄性不育系首先要獲得能穩定遺傳的雄性不育株,其次是有能把雄性不育株的不育特性傳遞下去的保持材料,然後通過測交和連續成對回交,完成全部核置換之後就可育成三系雄性不育系及其相應的同型保持系。
①雄性不育株的獲得:獲得原始的雄性不育株,可從大田自然群體中尋找或通過遠緣雜交產生。前者如袁隆平早期從勝利秈、洞庭早秈、矮腳南特等秈稻品種中發現的C系統不育材料;後者如李必湖等發現並被試驗證實由野生稻與栽培稻天然雜交產生的野敗雄性不育株;四川農業大學通過地理生態遠緣雜交獲得的用於培育岡46A等不育系的不育株,湖南雜交水稻研究中心用於培育印水型系列不育系的不育株及四川農科院水稻高梁研究所通過秈粳交獲得的用於培育K系列不育系的不育株。這些不育株均為核質互作型不育,比較容易找到保持系,是選育三系雄性不育系不育單株的主要來源。
②保持材料(B)的選育:保持系的選育可採取測交篩選和人工制保法進行。
測交篩選法:獲得雄性不育株後,選用掌握的國內外育成的大量優良品種(系)與之雜交,從中挑選具有良好保持能力的材料用作保持系。雜交稻育種初期就是採用這種方法,從常規品種中獲得了不少對野敗不育株具有很好保持力的品種,如珍汕97、V20、二九南l號等。這些品種對我國快速育成具有實際利用價值的秈型三系雄性不育系發揮了重要的作用,其中部分品種培育的不育系至今仍被廣泛應用於生產。人工制保法:隨著常規育種親本使用范圍的拓寬,育成的常規品種或多或少地都帶有若干個恢復基因或微效恢復基因,直接利用這些品種作保持系的難度越來越大,甚至不可能。另一方面,雜交稻育種水平的提高對不育系也提出了更加嚴格的要求,需要不育系具備的優良性狀也越來越多。在此情況下,僅僅通過對育成的現有常規品種的測交篩選已難以完全達到新不育系選育的預期目標,而必須依靠人工雜交選育的方法對不育系進行改良,把符合育種目標的性狀與不育系必備的性狀聚集在一起,才有可能培育出高質量的不育系。
人工雜交選育可採用一次雜交或復式雜交的方法。
一次雜交主要有如下兩種:
保持系×保持系。選擇2個各具有特點的保持材料雜交,然後從後代中選擇符合育種目標的單株進行測交和回交轉育即可。該種配組方式比較簡單,育種速度也較快,對改良某個不育系的個別或少數幾個性狀較為有效。
保持系×恢復系或恢復系×保持系。少數情況下,具有某種優良性狀的親本或恢復系帶有微效恢復基因,雖不能直接用其作回交轉育親本,但卻可以用它作雜交親本與保持系配組,從中選擇具有該優良性狀的單株進行測交篩選。這種配組方式選育過程比較長,難度也較大,但有可能育成一個綜合性狀較好的新不育系。
一般做法是雜交配組後的F2或F3代就開始擇株進行測交,依據測交後代的育性再從中選擇優良單株進行回交轉育,直至後代入選株系群體隆狀整齊一致和不育特性完全穩定下來為止。需要注意的是用來測交的單株應該盡可能多一些,種植的測交或回交群體也應盡可能大些,測交世代應盡可能早些。式雜交法即把多個品種(系)的有利基因綜合到一個新的保持品種中去。此法對育成優質、高異交率與抗病的不育系非常有利。
③雄性不育系的轉育:雄性不育系轉育的基本原理就是細胞核置換,也就是染色體代換過程,常用做法是測交篩選與連續成對回交,不育系的完全核置換與同型保持系的穩定同步完成。步驟如下:
測交篩選:選用性狀符合育種目標的常規品種(系)或人工制保材料為父本,與胞質互作型雄性不育株或不育系雜交,根據測交F1花粉敗育情況決定回交與否。
成對回交:在測交F1出現的不育株中,選擇不育度高、花粉典敗和圓敗為主的單株作母本,再與父本連續回交數代,即可轉育成新的不育系。輪回親本就是其相應的保持系。回交選育不育系的群體大小依據使用的輪回親本不同而有所區別。大多數情況下回交一代一般要求50~lOO株;回交二代建立5~10個株系,每個株系種植20~30株;在回交三代群體中選擇綜合性狀最好的株系擴大回交四代群體至上1000株左右,並對各性狀的整齊度和育性進行鑒定。如各項指標均符合不育系要求,即可投入生產試驗。
(4)恢復系的選育:
①恢復基因的組成及其來源:雖然不同研究者的試驗結果有差異,但大多數人的研究表明:絕大多數類型的秈型胞質互作型雄性不育系的恢保關系是相同的,也即雄性不育系的不育性和可恢復性由2對育性基因控制,恢復系的基因型為R1RlR2R2,不育系與保持系的基因型為rlrlr2r2,雜種F1基因型為RlrlR2r2。
根據恢復品種的分布和親緣關系得知,對秈型三系雄性不育系具有恢復力的品種大多數是進化程度較低的秈稻或者秈粳交後代,主要來源於低緯度的東南亞國家和我國華南的廣大地區,韓國的部分秈粳交品種具有恢復能力則歸功於使用了低緯度地區的秈稻作雜交親本。長江流域的早秈品種則幾乎沒有強恢復力的品種,我國的常規粳稻及日本、朝鮮的粳稻品種均無育性恢復能力。
②恢復系的選育方法:恢復系選育分為測交篩選和雜交選育法。測交篩選法曾為配製強優勢組合,發展我國的雜交水稻事業作出了巨大的貢獻。但隨著生產的發展,僅靠對現有的品種進行簡單的測交篩選已難以滿足雜交稻育種新的要求,還必須依靠雜交配組,通過基因重組把多個優良性狀聚合在一起,以篩選出新的恢復系。雜交選育法也就是育種者通常所說的人工制恢。
第一,測交篩選法:如果說恢復系的選育是與不育系的選育同時進行的,則應歸功於當初使用了大量國內外品種資源對野敗不育株進行的廣泛測交。通過測交除了獲得了對野敗不育株具有保持能力的品種外,還發現了不少能夠使野敗不育株的育性得以恢復的品種,為三系迅速配套提供了又一物質基礎。這種用現有種質對不育系進行測交,從中篩選具有恢復能力的品種(系)的方法就叫做測交篩選法。測交篩選法簡單快速,用測交篩選法陸續育成的古154、IR24、IR26、泰引1號、密陽46等強優恢復系,對我國不同時期雜交水稻的發展產生了重要的作用。其步驟如下:①初測。用獲得的優良品種(系)對不育系授粉,依雜種F1的結實率、經濟性狀、抗性等進行初評,每組合種20株左右。②復測。經初測鑒定有恢復力且其他性狀無明顯分離的品種再做一次雜交,驗證初測的結果。種植群體一般為50~100株。③鑒定。根據復測的結果進行嚴格的淘汰,入選少量株系重新配製一定數量的雜交種,供大田生產鑒定或新品種聯合比較試驗。
第二,雜交選育法:雜交選育可採用一次雜交或多次雜交的方式,因育種目標不同可選用不同的組配方式。
一次雜交法:通過一次雜交把恢復因子導入新的品種(系),再在後代的分離群體中採用系譜法進行選育。常用的雜交方式是恢復系×恢復系,但也有的使用保持系×恢復系和不育系×恢復系。
恢復系×恢復系。選用2個均具有恢復因子且性狀間能互補的品種雜交,在雜種後代中選育符合育種目標的新恢復系,由於2個親本均具有恢復基因,雜種各世代出現恢復株的幾率很高,低世代一般可不進行測恢,而等入選單株性狀較為穩定時才開始測恢。此種配組方式比較簡單快速,但應注意擴大雜交親本的遺傳差距。如福建省三明市農科所選育的明恢63(1R30/圭630)、中國水稻研究所育成的中恢465(選10—9/輪回422)就是採用此法育成的。
保持系×恢復系或恢復系×保持系。當某個品種具有諸如抗逆、廣親和等優良性狀但不帶恢復基因而不能直接利用時,就可選用1個恢復系與其雜交。由於雜種各世代單株的基因型有可恢與不可恢之分,但又難以用肉眼從表型來判斷,只能通過選株大量測交的方式從中篩選出基因型可恢的單株。採用這種配組方式測交的世代宜早不宜遲,單株也應盡可能多一些。如中國水稻研究所從台雄2號/IR28後代中選出的台8—5恢復系,與珍汕97A配組而成的汕優85一度成為浙江省的主栽組合。
不育系×恢復系。雄性不育系與恢復系雜交後,從雜種F2代開始選擇結實率較高的單株進行連續加代,就能選出性狀穩定一致的新恢復系。由於是同質恢復系,方法雖簡單,但如選擇不當,所配組合的雜種優勢往往難如人意。
多次雜交法:採用這種配組方法可把多個品種的有利基因綜合到1個新品系中去,從而達到選育新恢復系的目的。如湖南省農科院選育的早熟恢復系二六窄早(IR26/窄葉青8號//早恢l號)、遼寧省農科院水稻所選育的粳型恢復系C57(IR8/科情3號//京引35)等即是用此法育成的。
(5)強優組合選配的原則:選育優良雜交組合的關鍵是選配親本,親本的好壞是能否育成強優勢雜交稻的基礎。實踐證明,選配強優勢組合應充分考慮如下幾個方面:
①選擇雙親遺傳基礎差異大的親本配組:遺傳差異是產生雜種優勢的基礎。在一定的范圍內,雙親的遺傳差異越大,優勢也越強。這種差異可以是血緣上的差異,也可以是地理或生態類型上的差異。如汕優63、威優64等就是利用了生態類型和地理來源不同的雙親配組,而汕優10號、協優46則除了雙親的生態類型和地理來源不同的差異外,還存在著秈粳稻血緣上的差異。
②選擇性狀能明顯互補的雙親配組:用優良性狀能互補的雙親配組,較容易選配出綜合性狀優於雙親的雜交稻新組合。如著名的雜交中稻汕優63,雖然父母本(珍汕97A、明恢63)在生育期、株型、抗性和穗粒結構等方面有較大差異,但因能互補,故表現出很強的雜種優勢。
③選擇農藝眭狀優良的親本配組:雜交稻的產量由雙親的平均值加上互作產生的雜種優勢構成。只有兩個親本都具備了較為優良的農藝性狀,才有可能選配出農藝性狀較好的優勢組合,從而達到提高產量的目的。
④選擇配合力好的親本配組:配合力是指1個親本與其他若干品種(系)雜交,遺傳給子一代的性狀的平均表現。它由親本基因型所決定,與雜種優勢的強弱有直接關系。只有配合力好的親本才有可能選配出強優勢雜交稻新組合,這也是為什麼珍汕97A、V20A能夠長期為育種者樂意使用的主要原因。
『柒』 雜交水稻是怎麼回事
很簡單,就是把兩種或兩種以上的不同種的水稻的基因合成,得出的就是雜交水稻。
『捌』 雜交水稻的原理
雜交水稻的原理是,選用兩個有差異的水稻品種,讓它們進行雜交,互補優良的性狀,來產生品種優良的水稻。通過雜交的水稻,一般可以提高抗病性和抗倒伏性,並且可以增加產量