水稻智能不育分子设计育种——第三代杂交育种技术（G3育种技术）

水稻智能不育分子设计育种——第三代杂交育种技术（G3育种技术）

1、三系杂交水稻育种技术：

两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。

水稻是典型的自花授粉作物，雌雄同花。水稻杂种优势利用，只有依靠雄性不育的特性，通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种，其中之一便是使用雄性不育系（A）、保持系（B）和雄性不育恢复系（R）来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套，故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。

水稻三系之间关系密切，其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外，其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交，获得的不育系种子供来年制种和繁殖用；不育系与恢复系杂交，获得的杂交水稻种子供下季大田生产用；保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。

需要指出的是，以上所述不育系为核质互作不育系（CMS）。

2、两系杂交水稻育种技术

两系杂交水稻育种技术同三系杂交水稻育种技术不同之处在于两系的不育系和保持系是同一个水稻，该水稻在不同温度条件（积温，温敏），或不同光照条件（光敏），或不同温光条件（光温敏）下可以进行不育系和保持系的相互转化。

3、G3育种技术

关键词：

花粉致死基因：在花粉或配子体中，使花粉或配子体致死。

育性恢复基因：显性基因，在孢子体中，有该基因，则孢子体可以产生花粉，个体表现为可育。

隐性雄性核不育基因：在孢子体中，在没有育性恢复基因存在而仅存在雄性核不育基因的情况下，则孢子体不产生花粉，个体表现不育。

转基因技术：众所周知。

G3育种技术原理：

在雄性核不育系（rr）中引入与花粉致死基因（F）紧密连锁的育性恢复基因(R)，可筛选获得可育的新型保持系（F-R/r），该保持系产生两种花粉（F-R型和r型），其中F-R型花粉由于含花粉致死基因而不能存活，因此该保持系仅产生r型花粉。该保持系（F-R/r）自交可以生产两种不同基因型的后代：F-R/r型（保持系）、rr型（不育系）。因此利用该技术要获得保持系还需要研制一种简单快捷的筛选保持系和不育系的方法。

不育系（rr）获得：F-R/r × rr，在不育系上获得种子全部为不育系（rr）。

生产用种（F1种子）：RR × rr，在不育系上获得生产用种（Rr）。

“该技术巧妙地将现代生物技术和传统的杂交育种方法相结合，是一种既应用了转基因技术，其产出的杂交水稻又不含有转基因的神奇技术，”邓兴旺告诉记者，这种水稻培育技术使杂种优势资源（优质基因）利用率达到95%以上，从而解决了常规杂交育种过程中资源利用率低、育种周期长等瓶颈问题，利用花粉致死基因使带有外源育性基因的花粉致死，使杂交后代中不含转基因元件，有效解决了转基因食品的安全性这一全球争议的问题。

“杂交水稻之父”袁隆平指出，这样的新型不育系兼具三系法的稳定性和两系法配组灵活性的优点，比三系、二系又进了一步，并称之为“第三代杂交育种技术”（G3育种技术）。新技术是种子领域的通用技术，可以准确地培养出高产、耐旱、抗虫并可以自我繁育的后代。

（本文根据网络资料整理，或有错漏之处。）