籼型杂交水稻的发展历史
籼型杂交水稻的诞生1981年,袁隆平等发明的“籼型杂交水稻”获得了中国第一个国家发明奖特等奖。因为这项发明使中国的水稻育种技术跃居国际领先地位,创造了巨大的经济效益和社会效益,并作为中国第一项农业技术转让美国。联合国教科文组织总干事姆博称袁隆平取得的成果是继70年代国际培育半矮水稻之后的“第二次绿色革命”。国际水稻研究所所长、印度前农业部长斯瓦米纳森博士称袁隆平为“杂交水稻之父”。
所谓杂交水稻,是由两个具有不同遗传特性的水稻品种或类型,一个作母本,一个作父本,经有性杂交以后而产生的一种新的杂合体。这种杂种的第一代,在生产优势、适应性及经济性等方面胜过母本和父本,这种现象称为杂交优势。
杂交优势的利用,早在中国秦朝就有记载,生产上也有成功的应用。
1763年,柯路德开始对杂种优势现象进行观察研究;1866年,孟德尔根据豌豆试验,首次提出杂种活力一词;1876年,达尔文提出杂种优势是由于两性因素具有某种程度的分化所致;20世纪初,美国科学家沙尔提倡种植杂种玉米,1936~1945年间,美国大力推广;中国自50年代起开始广泛推行杂交玉米、杂交高粱的品系选育和制种技术。但是,水稻杂交育种方面的研究一直是薄弱环节。
直到60年代,农业科技界仍然不敢想象能在生产中利用杂种优势。因为水稻是自花授粉作物,即雌雄同花,人工杂交制种困难。
1960年春,当时是湖南省黔阳农校教师的袁隆平在进行早稻常规育种试验时,他发现一颗性状优异、穗大粒饱的籼型水稻植株。他将这一植株的成熟种子收藏起来,第2年春,播在试验田里。不久,长起来的植株越来越参差不齐,后来,稻苗扬花、灌浆、抽穗了,但是没有一颗植株的性状能超过它们的前代。仔细分析后,袁隆平意识到他所发现的那棵特别优异的植株是一颗天然杂种。
根据这一发现,袁隆平产生了一个大胆的念头:既然天然杂种水稻具有第一代优势,就应该通过杂交途径让这一优势为生产服务。1964年,袁隆平在中国首先开始了水稻杂交优势利用的研究。那年7月5日,经过连续14天头顶烈日,脚踩烂泥,手持放大镜,不停地观察,袁隆平终于在茫茫稻海里找到了一株雄性不育的水稻。他小心地把这株稻子移栽到试验盆里,并用别的水稻花粉和它杂交,使它留下种子,成功地繁殖了一代雄性不育的稻种。同年,他又发现了两株雄性不育株。第2年,他又发现了4株雄性不育株。
在两年观察实验的基础上,1965年冬,袁隆平写出论《水稻的雄性不孕性》。他用科学的实践证明,水稻具有雄性不孕性。他同时预言,利用杂交水稻的第一代优势,将给水稻生产带来大面积、大幅度的增产。他的论文和预言,引起了国家科委的极大重视和支持。
自1964年发现第一棵雄性不育株后,袁隆平连续奋战6年,先后用了1000多个品种,做了3000多个组合进行多方面的探索,然而效果却不理想。他们又通过细致的总结,反复思考,发现远缘杂交具有遗传优势。于是,他们决心用野生稻再进行研究。
1970年,袁隆平和助手到海南岛寻找野生稻。10月23日,在崖县南红农场荔枝沟村的一片沼泽地里,他们找到了一大片野生稻,并从中发现了一棵雄性不育株。他们对这棵野生稻进行了精心培育。第2年开春,野生稻分孽后,他们把它分成48株。为了给野生稻授粉,他们连续蹲在田里等候着每朵稻花的开放。每开一朵花,就授一次粉,一共花了4天时间给63朵花授完了粉。最后,他们成功地收下了少量而珍贵的种子。袁隆平给它取名为“野败”。这一重要成果,为杂交稻种的选育成功,打开了一个突破口。随着成功,籼型杂交水稻的研究已逐步推向了全国。
1971年,籼型杂交水稻研究被列为全国农业22个重点项目之一。
1973年,籼型杂交水稻在中国正式培育成功。在杂交水稻培育成功后,科技人员又突破了繁殖制种这一难关。本来,其他一些国家研究杂交水稻优势比中国早,但一直未能用于生产,其原因除了没有培育出稳定的不育系和强优恢复系外,其繁殖制种没有过关,也是重要原因。制种中的难题是父、母本开花期往往不能相遇,授粉十分不便;而且,有的母本穗子有包颈现象,穗抽不完全。因此,开始每亩只能制种10多斤,这样不仅成本高,且有碍大面积推广。针对这个问题,科技人员和制种人员,经过反复研制,使制种产量在短短几年迅速提高到每亩100多斤。繁殖制种和栽培技术问题的解决,使杂交水稻很快用于生产,迅速大面积在全国推广开来,从而产生巨大效益。
杂交水稻的历史背景
杂交水稻的原理是通过不同稻种相互杂交产生的,而水稻是自花授粉作物,袁隆平就是用杂交水稻将产量大大提高而大大增加了粮食的产量。要进行两个不同稻种杂交,先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死,然后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种,这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交水稻。随着杂交水稻的应用推广,使单位面积产量得到提高并减少用种量;杂交水稻直播栽培技术就是省去传统的水稻栽培育秧过程,把经过浸种、催芽的稻种直接播到大田中,加以管理,使之成秧、分蘖一直到成熟的一种简化栽培方法。
19世纪,奥地利科学家孟德尔通过著名的“豌豆杂交实验”发现了遗传规律、遗传因子的分离规律及遗传因子的自由组合规律。而杂交就是指通过两种遗传性不同的品种,获得双亲基因重新组合、同时优良性状互补的方法,杂交在自然界是普遍存在的现象,被称为“杂种优势”。水稻花在绿色的颖壳中包裹着雄花和雌花,正常情况下,它们是一起生长的。在开花结果的时候,雌花只能接受它自身的雄花授粉,如果要与其他品种进行杂交的话,就必须要赶在雄花性成熟之前将其去掉,防止自交。这时剩下的雌花可以作为母本,并与其他的父本进行杂交,进而产生杂交种。但人工去雄的效率是无法满足大规模生产应用需求的,正是袁隆平院士在中国科学院主办的《科学通报》杂志上,发表了一篇重要文章《水稻的雄性不孕性》,当时他提出了利用雄性不孕的材料来完成杂交制种,可以免去了人工去雄的过程。抱着这个想法的袁隆平和他的团队进行了长期的探索,并于1970年在海南找到了一株雄性不育的野生稻,并以这株野生稻作为基础材料,成功的发展起了杂交水稻技术。在这一过程中还面临一个难题,那就是如果要利用“杂种优势”的话,杂交种必须每年进行杂交制种,但是这个雄性不育系是没有繁殖能力的,所以不育系要繁殖后代,就需要借助于其他材料。所以科学家还要给它匹配一个“堂兄弟”,借助“堂兄弟”的花粉来完成授粉过程,这样才能保证雄性不育系有后代,也就是“三系法杂交水稻”技术。正是这种方法,让粮食的亩产量发生了质的飞跃。
杂草水稻的出现为我国农业的大幅度增产开辟了新的途径,从而产生了巨大的经济效益以及社会效益,并推动了国民经济的发展。那么,杂交水稻的历史背景是怎样的?
杂交水稻历史背景:1960年我国发生了全国性的大饥荒。七十年代初,袁隆平利用助手发现的天然雄性不育的?野败?作为杂交水稻的不育材料并发表了水稻杂种优势利用的观点,打破了世界性的自花授粉作物育种的禁区。七十年代中期,以他为首的科技攻关组完成了三系配套并培育成功杂交水稻,实现了杂交水稻的历史性突破。
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