谢承桂

1981年6月6日，在北京举行了一次隆重的千人大会。方毅同志代表国务院授予全国籼型杂交水稻协作组袁隆平等特等发明奖。

杂交水稻是我国一项轰动中外的引人注目的重大科技成果。它是继50年代末期我国水稻矮秆育种取得成功后的又一次新的飞跃!

青出于蓝而胜于蓝

利用两种遗传基础不同的类型或品种进行杂交，产生的杂种第一代在生活力、生长势、适应性和经济性状等方面往往超过双亲，有时还有双亲性状互补的作用。这种“青出于蓝而胜于蓝”的现象就叫杂种优势。

农作物杂种优势，60年代就已经在玉米和高粱等作物上应用。过去这些作物产量低，每亩只产二三百斤。杂交玉米和杂交高粱的推广，使玉米和高粱单产大幅度提高。杂交玉米单产最高已到3000多斤；杂交高粱最高单产2500多斤。因此，各种作物上利用杂种优势，越来越引起了人们的重视。

1926年，美国人詹斯首先揭示了水稻的杂交优势。随后印度的卡达姆、马来西亚的布朗、巴基斯坦的阿里姆和日本的冈田正宽等都有过研究。60年代在玉米、高粱杂种优势利用的影响下，意大利、苏联、印度、朝鲜、菲律宾和利比里亚等十多个国家先后都开展了这项研究。但是至今仍然处于试验阶段。日本人新城长有虽然于1968年就宣布粳稻《包台（BT)》型三系配套，被几十个国家引去试验，但都还没有应用于生产。

难在哪里?

为什么许多国家对水稻杂种优势研究了几十年未能突破呢？因为水稻是雌雄同花的自花授粉作物，花器又小，要进行人工杂交，利用杂种优势十分困难。它一朵花里有六个雄蕊、一个雌蕊和内外颖（即谷壳）。每个雄蕊由花丝和花药构成，花药内有无数黄色球形花粉。雌蕊由子房和柱头组成，子房在基部呈卵形，柱头在上部呈羽状分叉。开花时花药开裂，花粉自然飘落在柱头上进行授粉，这叫做自花授粉。要利用水稻的杂种优势，就要改变它自花授粉为异花授粉，就是要人为地把一个水稻品种的每朵花上的花药去掉，作为母本；再拿作为父本的另一品种的正常花粉，给这个母本授粉。可是用人工去雄，只能在晴天上午8—11点进行，一人一天只能做几个穗子。显然，要靠这种人工杂交方法来利用杂种优势，在水稻上是行不通的。它不同于玉米、高粱。玉米是雄花长在植株秆部、雌花长在植株茎秆腰部的雌雄同株异花的异花授粉作物。在自然情况下雌花所接受的花粉约有95％都来自别的植株的花粉，且去雄方便，杂交技术简单。高粱是雌雄同花的常异花授粉作物，虽去雄也比较麻烦，但异交率高的可以达到50％。因此，三系育种，利用杂种优势已成功地用于异花授粉作物上。但是，在自花授粉作物上古今中外尚无成功先例。因而争论不休。

两大难关

为了利用水稻的杂种优势，育种家们设想了两条路子。一条是化学杀雄的办法，企图在母本开花时喷洒一种化学药剂把雄花杀死代替人工去雄，而后再找父本花粉同母本授粉，此法也在试验和示范之中。另一条路子就是培育水稻的三系。即雄性不育系（简称不育系）、雄性不育保持系（简称保持系）和雄性不育恢复系（简称恢复系）。

雄性不育系水稻，就是它的雌性器官正常，有受精能力；而雄性器官发育不正常，花粉干瘪瘦小，无授精能力。人们把它称为“母稻”。有了它，杂交的时候就不靠人工去雄。只要把父本品种和“母稻”种在一起，靠风力和虫媒串粉，就能制出大量第一代杂种。

可是雄性不育了又如何源源不断地生产雄性不育的种子，不至于用掉就没有了呢？那就必须设法使不育特性保持下来。这就必须有雄性不育的保持系。这种保持系更加特别。用它的花粉给不育系授粉，不仅能使不育系结籽，而且能使不育系后代仍然保持雄性不育，使不育性状稳定地遗传下去。这样就能源源不断地制出杂交所需要的雄花不育的母本。

雄性不育恢复系水稻又具有另一种特殊功能。用它的花粉给不育系授粉，可以使不育系结籽，并在后代恢复雄花可育。恢复系就是杂种的父本。当然，它必须具有能产生较强的杂种优势的能力，这种恢复系才有使用价值。

这三个系是缺一不可，互不代替的。在自然界也是没有的，要靠育种家们按种设计去培育，这不能不说是非常艰巨的任务。

即便育成三系也不是就能用于生产，还要解决繁殖不育系、配制杂交种的技术问题，这也是一大难事。