分析三系配套育种方法的优缺点

1. 什么是三系法杂交育种，各有什么特点和作用

三系是指雄性不育系、保持系和恢复系。要想利用水稻的杂种优势，首先必须解决大量生产第一代杂交种子的难题，解决这个问题的有效途径首推培育一种特殊的水稻品种，叫做雄性不育系。
1.雄性不育系
雄性不育系是一种雄性退化(主要是花粉退化)但雌蕊正常的母水稻，由于花粉无生活力，不能自花授
粉结实，只有依靠外来的花粉才能受精结实。因此，借助这种母水稻(雄性不育系)，作为遗传工具，通过人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。
2.保持系
这是一种正常的水稻品种，它有一种特殊的功能，即用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。如果没有保持系，不育系就会绝种。
3.恢复系
这也是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是，用它的花粉授给不育系后，所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。
由此可见，要利用水稻的杂种优势，必须做到三系配套，不育系为生产大量的杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系，用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。三系法杂交稻的生产程序，可图示如下:
三系法杂交稻的生产程序
我国于1964年开始研究杂交水稻，1973年实现了三系配套，1976年开始在大面积生产上推广杂交稻，由于增产效果明显，杂交稻的种植面积迅速扩大，2004年达2.6亿多亩，占全国水稻总面积的59%，占总产量的67%。近几年全国水稻的平均亩产约420公斤，其中杂交水稻为470公斤，常规稻为380公斤，2004年日本水稻平均亩产为445公斤，世界水稻平均亩产为253公斤

2. 何谓三系配套

指杂交水稻不育系、保持系和恢复系必须配套才能使用的一种杂交方法。

三系含义

1、不育系：雄性不育系（A）--基因型 S（msms）

2、保持系：雄性不育保持系（B）--基因型 F（msms）

3、恢复系：雄性不育恢复系（R）--基因型 F/S（MSMS）

1973年，我国籼型杂交水稻三系：不育系、保持系、恢复系配套成功，首次在世界上实现了水稻杂种优势利用。此即以细胞质雄性不育系为遗传工具的“三系法”，也是我国的第一代杂交水稻育种技术。

三系配套水稻优势

三系杂交稻是三种具有特殊能力的水稻配合所生产出的具有杂种优势的杂交水稻。水稻是雌雄同花作物，要想让它杂交，就要找到或培育一个雄蕊没有生育能力的母水稻，即雄性不育系（不育系）。

第二步，给母水稻找一个特定的“丈夫”，它的核基因型与不育系相同，但细胞质基因正常可育，用它给不育系授粉，生出来也是雄蕊没有生育能力、仍能保持雄性不育特性的母本，如此使雄性不育性不断遗传下去（保持系）；

在此基础上，再给母本找另一个特定的“丈夫”（恢复系），它一般要比母本高大，也有健全的花粉和发达的柱头，具有能够恢复细胞质雄性不育性的核基因，它与不育系杂交产生的杂交稻正常可育且长得比父母都要健壮，并且高产优质。

以上内容参考：中共中央纪律检查委员会-第三代杂交水稻，不仅仅是高产

以上内容参考：网络-三系杂交

3. 三系杂交水稻种法

三系法杂交水稻育种
（1）三系法杂交稻的由来：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。具体地讲，杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。
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。
（2）三系法杂交稻育种的历史：1958年，日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板5号产生雄性不育。1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中65杂交，育成BT型不育胞质台中65A，并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了BT型不育系的同质恢复系，于1968年实现粳型杂交稻三系配套。我国杂交水稻的研究始于1964年，当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到6株雄性不育株，并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型3种。随后进行的遗传和数以千计的测交试验表明：这些材料属于单基因控制的隐性核不育，找不到能完全保持其不育特性的品种，利用价值不大。1970年11月，李必湖等在海南省三亚市南红农场的水沟边发现了1株花粉败育的野生稻（简称野败），为雄性不育系的选育打开了突破口。次年春季的试验就表明广场矮3784、6044、二九南等品种（系）对野败不育株具有很好的保持能力。经过随后2年全国各育种单位的通力合作，到1972年冬在海南冬繁时就获得了农艺性状一致、不育株率和不育度均达到100%的不育系群体，如珍汕97A和B、二九南1号A和B等。至此，我国第一批野败细胞质不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以后，1973年原广西农学院等单位陆续筛选出IR24、IR26、泰引1号、古154等一批强优恢复系，并选配出汕优2号、南优2号等系列强优势杂交稻组合。从此，以我国籼型三系杂交水稻实现配套为标志，宣告杂交水稻选育成功。
（3）雄性不育系与保持系的选育：选育水稻雄性不育系首先要获得能稳定遗传的雄性不育株，其次是有能把雄性不育株的不育特性传递下去的保持材料，然后通过测交和连续成对回交，完成全部核置换之后就可育成三系雄性不育系及其相应的同型保持系。
①雄性不育株的获得：获得原始的雄性不育株，可从大田自然群体中寻找或通过远缘杂交产生。前者如袁隆平早期从胜利籼、洞庭早籼、矮脚南特等籼稻品种中发现的C系统不育材料；后者如李必湖等发现并被试验证实由野生稻与栽培稻天然杂交产生的野败雄性不育株；四川农业大学通过地理生态远缘杂交获得的用于培育冈46A等不育系的不育株，湖南杂交水稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川农科院水稻高梁研究所通过籼粳交获得的用于培育K系列不育系的不育株。这些不育株均为核质互作型不育，比较容易找到保持系，是选育三系雄性不育系不育单株的主要来源。
②保持材料（B）的选育：保持系的选育可采取测交筛选和人工制保法进行。
测交筛选法：获得雄性不育株后，选用掌握的国内外育成的大量优良品种（系）与之杂交，从中挑选具有良好保持能力的材料用作保持系。杂交稻育种初期就是采用这种方法，从常规品种中获得了不少对野败不育株具有很好保持力的品种，如珍汕97、V20、二九南l号等。这些品种对我国快速育成具有实际利用价值的籼型三系雄性不育系发挥了重要的作用，其中部分品种培育的不育系至今仍被广泛应用于生产。人工制保法：随着常规育种亲本使用范围的拓宽，育成的常规品种或多或少地都带有若干个恢复基因或微效恢复基因，直接利用这些品种作保持系的难度越来越大，甚至不可能。另一方面，杂交稻育种水平的提高对不育系也提出了更加严格的要求，需要不育系具备的优良性状也越来越多。在此情况下，仅仅通过对育成的现有常规品种的测交筛选已难以完全达到新不育系选育的预期目标，而必须依靠人工杂交选育的方法对不育系进行改良，把符合育种目标的性状与不育系必备的性状聚集在一起，才有可能培育出高质量的不育系。
人工杂交选育可采用一次杂交或复式杂交的方法。
一次杂交主要有如下两种：
保持系×保持系。选择2个各具有特点的保持材料杂交，然后从后代中选择符合育种目标的单株进行测交和回交转育即可。该种配组方式比较简单，育种速度也较快，对改良某个不育系的个别或少数几个性状较为有效。
保持系×恢复系或恢复系×保持系。少数情况下，具有某种优良性状的亲本或恢复系带有微效恢复基因，虽不能直接用其作回交转育亲本，但却可以用它作杂交亲本与保持系配组，从中选择具有该优良性状的单株进行测交筛选。这种配组方式选育过程比较长，难度也较大，但有可能育成一个综合性状较好的新不育系。
一般做法是杂交配组后的F2或F3代就开始择株进行测交，依据测交后代的育性再从中选择优良单株进行回交转育，直至后代入选株系群体隆状整齐一致和不育特性完全稳定下来为止。需要注意的是用来测交的单株应该尽可能多一些，种植的测交或回交群体也应尽可能大些，测交世代应尽可能早些。式杂交法即把多个品种（系）的有利基因综合到一个新的保持品种中去。此法对育成优质、高异交率与抗病的不育系非常有利。
③雄性不育系的转育：雄性不育系转育的基本原理就是细胞核置换，也就是染色体代换过程，常用做法是测交筛选与连续成对回交，不育系的完全核置换与同型保持系的稳定同步完成。步骤如下：
测交筛选：选用性状符合育种目标的常规品种（系）或人工制保材料为父本，与胞质互作型雄性不育株或不育系杂交，根据测交F1花粉败育情况决定回交与否。
成对回交：在测交F1出现的不育株中，选择不育度高、花粉典败和圆败为主的单株作母本，再与父本连续回交数代，即可转育成新的不育系。轮回亲本就是其相应的保持系。回交选育不育系的群体大小依据使用的轮回亲本不同而有所区别。大多数情况下回交一代一般要求50～lOO株；回交二代建立5～10个株系，每个株系种植20～30株；在回交三代群体中选择综合性状最好的株系扩大回交四代群体至上1000株左右，并对各性状的整齐度和育性进行鉴定。如各项指标均符合不育系要求，即可投入生产试验。
（4）恢复系的选育：
①恢复基因的组成及其来源：虽然不同研究者的试验结果有差异，但大多数人的研究表明：绝大多数类型的籼型胞质互作型雄性不育系的恢保关系是相同的，也即雄性不育系的不育性和可恢复性由2对育性基因控制，恢复系的基因型为R1RlR2R2，不育系与保持系的基因型为rlrlr2r2，杂种F1基因型为RlrlR2r2。
根据恢复品种的分布和亲缘关系得知，对籼型三系雄性不育系具有恢复力的品种大多数是进化程度较低的籼稻或者籼粳交后代，主要来源于低纬度的东南亚国家和我国华南的广大地区，韩国的部分籼粳交品种具有恢复能力则归功于使用了低纬度地区的籼稻作杂交亲本。长江流域的早籼品种则几乎没有强恢复力的品种，我国的常规粳稻及日本、朝鲜的粳稻品种均无育性恢复能力。
②恢复系的选育方法：恢复系选育分为测交筛选和杂交选育法。测交筛选法曾为配制强优势组合，发展我国的杂交水稻事业作出了巨大的贡献。但随着生产的发展，仅靠对现有的品种进行简单的测交筛选已难以满足杂交稻育种新的要求，还必须依靠杂交配组，通过基因重组把多个优良性状聚合在一起，以筛选出新的恢复系。杂交选育法也就是育种者通常所说的人工制恢。
第一，测交筛选法：如果说恢复系的选育是与不育系的选育同时进行的，则应归功于当初使用了大量国内外品种资源对野败不育株进行的广泛测交。通过测交除了获得了对野败不育株具有保持能力的品种外，还发现了不少能够使野败不育株的育性得以恢复的品种，为三系迅速配套提供了又一物质基础。这种用现有种质对不育系进行测交，从中筛选具有恢复能力的品种（系）的方法就叫做测交筛选法。测交筛选法简单快速，用测交筛选法陆续育成的古154、IR24、IR26、泰引1号、密阳46等强优恢复系，对我国不同时期杂交水稻的发展产生了重要的作用。其步骤如下：①初测。用获得的优良品种（系）对不育系授粉，依杂种F1的结实率、经济性状、抗性等进行初评，每组合种20株左右。②复测。经初测鉴定有恢复力且其他性状无明显分离的品种再做一次杂交，验证初测的结果。种植群体一般为50～100株。③鉴定。根据复测的结果进行严格的淘汰，入选少量株系重新配制一定数量的杂交种，供大田生产鉴定或新品种联合比较试验。
第二，杂交选育法：杂交选育可采用一次杂交或多次杂交的方式，因育种目标不同可选用不同的组配方式。
一次杂交法：通过一次杂交把恢复因子导入新的品种（系），再在后代的分离群体中采用系谱法进行选育。常用的杂交方式是恢复系×恢复系，但也有的使用保持系×恢复系和不育系×恢复系。
恢复系×恢复系。选用2个均具有恢复因子且性状间能互补的品种杂交，在杂种后代中选育符合育种目标的新恢复系，由于2个亲本均具有恢复基因，杂种各世代出现恢复株的几率很高，低世代一般可不进行测恢，而等入选单株性状较为稳定时才开始测恢。此种配组方式比较简单快速，但应注意扩大杂交亲本的遗传差距。如福建省三明市农科所选育的明恢63（1R30／圭630）、中国水稻研究所育成的中恢465（选10—9／轮回422）就是采用此法育成的。
保持系×恢复系或恢复系×保持系。当某个品种具有诸如抗逆、广亲和等优良性状但不带恢复基因而不能直接利用时，就可选用1个恢复系与其杂交。由于杂种各世代单株的基因型有可恢与不可恢之分，但又难以用肉眼从表型来判断，只能通过选株大量测交的方式从中筛选出基因型可恢的单株。采用这种配组方式测交的世代宜早不宜迟，单株也应尽可能多一些。如中国水稻研究所从台雄2号／IR28后代中选出的台8—5恢复系，与珍汕97A配组而成的汕优85一度成为浙江省的主栽组合。
不育系×恢复系。雄性不育系与恢复系杂交后，从杂种F2代开始选择结实率较高的单株进行连续加代，就能选出性状稳定一致的新恢复系。由于是同质恢复系，方法虽简单，但如选择不当，所配组合的杂种优势往往难如人意。
多次杂交法：采用这种配组方法可把多个品种的有利基因综合到1个新品系中去，从而达到选育新恢复系的目的。如湖南省农科院选育的早熟恢复系二六窄早（IR26／窄叶青8号／／早恢l号）、辽宁省农科院水稻所选育的粳型恢复系C57（IR8／科情3号／／京引35）等即是用此法育成的。
（5）强优组合选配的原则：选育优良杂交组合的关键是选配亲本，亲本的好坏是能否育成强优势杂交稻的基础。实践证明，选配强优势组合应充分考虑如下几个方面：
①选择双亲遗传基础差异大的亲本配组：遗传差异是产生杂种优势的基础。在一定的范围内，双亲的遗传差异越大，优势也越强。这种差异可以是血缘上的差异，也可以是地理或生态类型上的差异。如汕优63、威优64等就是利用了生态类型和地理来源不同的双亲配组，而汕优10号、协优46则除了双亲的生态类型和地理来源不同的差异外，还存在着籼粳稻血缘上的差异。
②选择性状能明显互补的双亲配组：用优良性状能互补的双亲配组，较容易选配出综合性状优于双亲的杂交稻新组合。如着名的杂交中稻汕优63，虽然父母本（珍汕97A、明恢63）在生育期、株型、抗性和穗粒结构等方面有较大差异，但因能互补，故表现出很强的杂种优势。
③选择农艺眭状优良的亲本配组：杂交稻的产量由双亲的平均值加上互作产生的杂种优势构成。只有两个亲本都具备了较为优良的农艺性状，才有可能选配出农艺性状较好的优势组合，从而达到提高产量的目的。
④选择配合力好的亲本配组：配合力是指1个亲本与其他若干品种（系）杂交，遗传给子一代的性状的平均表现。它由亲本基因型所决定，与杂种优势的强弱有直接关系。只有配合力好的亲本才有可能选配出强优势杂交稻新组合，这也是为什么珍汕97A、V20A能够长期为育种者乐意使用的主要原因。

4. 各育种方式优缺点对比

各育种方式优缺点如下

一、诱变育种

诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法

原理：基因突变

方法：辐射诱变，激光、化学物质诱变，太空（辐射、失重）诱发变异→选择育成新品种

优点：能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。

缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差

二、杂交育种：

杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种（或不同种）生物个体进行杂交，获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。

方法：杂交→自交→选优

优点：能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。

缺点：时间长，需及时发现优良性状。

三、单倍体育种：

单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而获得所需要的纯系植株的育种方法。（主要是考虑到结合中学课本，经查阅相关资料无误。）其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间。

原理：染色体变异，组织培养

方法：选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。

优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。

缺点：技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。

四、多倍体育种：

原理：染色体变异（染色体加倍）。

方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

缺点：只适于植物，结实率低。

(4)分析三系配套育种方法的优缺点扩展阅读：

多倍体育种特点

1、巨大性：茎秆粗壮，叶片果实种比较大；

2、不育性：奇数倍的多倍体在减数分裂时，同源染色体间配对不正常，因而表现出不育性；

3、抗逆性：多倍体新陈代谢旺盛，适应环境能力强；

4、高营养：碳水化合物、维生素、蛋白质、植物碱等含量偏高；

5、生理特性改变：生长缓慢、发育延迟、呼吸和蒸腾作用减弱、抗性增强等；

6、遗传变异性：遗传性比较丰富、遗传变异的范围比较广泛；

7、可孕性：异源多倍体是高度可育的，因其在减数分裂时通常染色体正常配对，不出现多倍体，表现出自交亲和、结实率高。

5. 六种育种方法，名称，原理，过程，优缺点分别是什么

一、诱变育种：

诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法

原理：基因突变

方法：辐射诱变，激光、化学物质诱变，太空（辐射、失重）诱发变异→选择育成新品种

优点：能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。

缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。

二、杂交育种：

杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种（或不同种）生物个体进行杂交，获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。
方法：杂交→自交→选优

优点：能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。

缺点：时间长，需及时发现优良性状。
三、单倍体育种：

单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而获得所需要的纯系植株的育种方法。（主要是考虑到结合中学课本，经查阅相关资料无误。）其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间。

原理：染色体变异，组织培养

方法：选择亲本→有性杂交→f1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。

优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。

缺点：技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。

四、多倍体育种：

原理：染色体变异（染色体加倍）

方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

缺点：只适于植物，结实率低。

五、细胞工程育种：

细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞，利用细胞的全能性，用组织培养的方法培育杂种植株的方法。

原理：细胞的全能性

方法：（1）植物：去细胞壁→细胞融合→组织培养

（2）动物克隆：核移植→胚胎移植

优点：能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种。动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。

缺点：技术复杂，难度大；它将对生物多样性提出挑战，有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而“克隆动物”则会导致生物品系减少，个体生存能力下降。

六、基因工程育种：

物质基础是：所有生物的dna均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是：所有生物的dna均为双螺旋结构。一种生物的dna上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶（限制性内切酶、dna连接酶）和运载体（质粒），质粒上必须有相应的识别基因，便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的dna上后，可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素；抗虫棉植株的培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物dna分子上去，培育出固氮植物。固氮基因的表达方式为：

原理：基因重组（或异源dna重组）。

方法：提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。

优点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行。

缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。

6. 什么是三系配套

三系是雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系的总称。

7. 六种育种方法.名称.原理.过程.优缺点

六种育种方法包括植物的四种（杂交育种、远缘杂交、诱变育种、分子育种）和动物的两种（杂交育种、基因工程育种）。

一、杂交育种：

1、原理：基因重组，通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。

2、过程：

2.1杂交前的准备工作首先要熟悉各种鱼类的生殖习性；

2.2选择适当的受精方法进行杂交杂交前期在临近性成熟和生殖季节到来之时，一定要将雌雄两种鱼分池饲养，避免自群交配；

2.3记载、挂牌和管理用不同品种(或种)的鱼类进行杂交；

2.4加速育种进程从杂交到新品种育成推广；

2.5杂交后代的选择采用个体选择法时，选择一般从子二代开始，因子二代变异范围最大，可望从中选出合意的变异体。

3、优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。

4、缺点：不会产生新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。

二：远缘杂交

1、原理：基因重组，通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。

2、优缺点：可以把不同种、属的特征、特性结合起来，突破种属界限，扩大遗传变异，从而创造新的变异类型或新物种。产生的后代为远缘杂种。由于远缘杂交往往重演物种的进化的历程，故也是研究生物进化的重要实验手段。远缘杂交一般不易结实，即使结实，杂种也通常不育或夭亡，杂种后代分离幅度大，分离世代长且不易稳定。

三：诱变育种

1、原理：在人为的条件下，利用物理、化学等因素，诱发生物体产生突变，从中选择，培育成动植物和微生物的新品种。

2、优缺点：诱变育种存在的主要问题是有益突变频率仍然较低，变异的方向和性质尚难控制。因此提高诱变效率，迅速鉴定和筛选突变体以及探索定向诱变的途径，是当前研究的重要课题。

四：分子育种

1、原理：将基因工程应用于育种工作中，通过基因导入，从而培育出一定要求的新品种的育种方法。

2、优缺点：传统育种方法属于杂交育种，品种改良主要受种原变异之限制，而不同物种(species) 间之杂交颇为困难，育种成果难有大突破，“绿色革命”(green revolution) 很难再发生。利用基因工程技术进行作物品种改良，系指以遗传工程(genetic engineering) 技术，将特定基因或性状导入缺乏此基因或特性之目标作物(target crop) 的育种方法；因此利用基因工程技术进行作物品种改良，可以突破种原之限制及种间杂交之瓶颈，创造新性状或新品种，亦即未来“基因革命”(gene revolution) 很可能迅速取代“绿色革命”。

五、基因工程育种

1、原理：基因重组(或异源DNA重组)。

2、优缺点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行。可能会引起生态危机，技术难度大。

8. 作物育种中二系法与三系法的区别

二系法与三系法两者之间有3点不同，具体介绍如下：

一、两者的原理不同：

1、二系法的原理：除了具有雄性可育的性状以外，其它性状均与甲不育系相同，故又称同型系，它能为不育系提供花粉，保证不育系的繁殖留种。父本乙必须是恢复系。如果乙原来就带有恢复基因，经过测定，就可以直接利用配置杂交种，共大田生产用。

2、三系法的原理：把杂交母本转育成不育系，例如，希望杂交组合（甲×乙）利用已有的雄性不育性进行制种，则必须先把母本转育成甲不育系，常用的做法是利用已有的雄性不育材料与甲杂交，然后连续回交若干次，就得到甲不育系。

二、两者的作用不同：

1、二系法的作用：建立了光温敏不育系的两系法杂种优势有效利用的新途径，解决了三系法杂交稻的土要限制因素，使水稻杂种优势利用进入一个新阶段，在7个方面取得了创新与突破。

2、三系法的作用：用于配套不育系育种。

(8)分析三系配套育种方法的优缺点扩展阅读

远缘杂交和多倍体育种与常规育种在性质上有所不同。常规育种是在亲缘关系比较密切、细胞遗传学上属于二倍体水平或具二倍体行为的同一物种内不同品种间的遗传改良。远缘杂交则一般指不同种、属间的杂交。

为了克服远缘杂种的不育性，经常采用染色体加倍技术，与多倍体育种无区别。但远缘杂交不一定都是多倍体水平的，而多倍体育种除同源多倍体外，则都是远缘杂交。

采取远缘杂交和多倍体育种两种方法大多是为解决常规育种难以解决的问题，或为实现某种特殊目标以及旨在人工创造新作物、新类型的育种计划。两者可造成的遗传变异较大，而技术难度较高，育种时间也较长，有些原理和方法尚在探索中。

9. 简述三系法制种的特点及相互关系

三系是指雄性不育系、保持系和恢复系。要想利用水稻的杂种优势，首先必须解决大量生产第一代杂交种子的难题，解决这个问题的有效途径首推培育一种特殊的水稻品种，叫做雄性不育系。

1．雄性不育系

雄性不育系是一种雄性退化(主要是花粉退化)但雌蕊正常的母水稻，由于花粉无生活力，不能自花授粉结实，只有依靠外来的花粉才能受精结实。因此，借助这种母水稻(雄性不育系)，作为遗传工具，通过人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。

2．保持系

这是一种正常的水稻品种，它有一种特殊的功能，即用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。如果没有保持系，不育系就会绝种。

3．恢复系

这也是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是，用它的花粉授给不育系后，所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。
由此可见，要利用水稻的杂种优势，必须做到三系配套，不育系为生产大量的杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系，用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。三系法杂交稻的生产程序，可图示如下：

三系法杂交稻的生产程序

我国于1964年开始研究杂交水稻，1973年实现了三系配套，1976年开始在大面积生产上推广杂交稻，由于增产效果明显，杂交稻的种植面积迅速扩大，2004年达2.6亿多亩，占全国水稻总面积的59％，占总产量的67％。近几年全国水稻的平均亩产约420公斤，其中杂交水稻为470公斤，常规稻为380公斤，2004年日本水稻平均亩产为445公斤，世界水稻平均亩产为253公斤。

上世纪八十年代，湖北一位农业技术员石明松在水稻品种农垦58中发现一株特别的水稻，它在夏季抽穗时表现为雄性不育，在秋季抽穗则表现雄性正常，经过进一步的研究，终于弄明了其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系，即在长日高温条件下，它表现雄性不育;在短日平温条件下，恢复雄性可育，并将这种水稻命名为光温敏不育系。

利用光温敏不育系发展杂交水稻有两大优越性。第一是免除了保持系，在夏季长日照下可用来与恢复系制种，在秋季或在海南春季可以繁殖自身，不再需要借助保持系来繁殖不育系，因此用光温敏不育系配制的杂交稻叫做两系杂交稻。两系法在种子生产程序上减少了一个环节，从而降低了种子生产成本。第二是配组自由，选配到优良组合的机率大大高于三系法，大量的试验表明，95％以上的现有水稻品种，都能使两系不育系的育性恢复，而只有不到5％的品种能恢复三系不育系的育性。由此可知，在选择优良组合方面，两系法要比三系法优越得多。

两系法杂交稻为我国独创，于1995年研究成功，是作物育种上的重大突破，近年的种植面积在4000万亩左右，一般比三系杂交稻增产5-10％。

10. 二系杂交水稻和三系杂交水稻的品质对比

两系法水稻制种平均亩产可达210．6kg，比三系法增产16．5%。
研创了低纬度海南冬繁、常温加冷水灌溉夏秋两季繁殖、高海拔自然低温夏繁等3套两系不育系高产稳产繁殖技术体系，繁殖平均亩产可达386．5kg，比三系法增产153．4%，成本减少了50%。
两系法杂交水稻技术将水稻亩产量由700公斤提高到988公斤，为保障我国的粮食安全做出了巨大贡献。
两系法杂交稻具有育性受核基因控制，没有恢保关系，配组自由；种子繁育程序简单，成本低；稻种资源利用率高，选育出优良组合机率高等优点。该项目经过20多年的攻关，建立了光温敏不育系的两系法杂种优势有效利用的新途径，解决了三系法杂交稻的主要限制因素，使水稻杂种优势利用进入一个新阶段。
技术体系
1、建立了完善的杂交水稻育种体系，提出了育种方法从三系法→两系法→一系法，优势水平从品种间→亚种间→远缘杂种优势利用的杂交水稻育种战略；阐明了育性转换与光温变化的关系；探明了不育系温敏感时期和敏感部位的不育系光温作用机制。
2、提出了不育起点温度低于23．5℃的实用光温敏不育系关键技术指标选育理论，研创了不育起点温度低于23．5℃的实用光温敏不育系选育与鉴定技术。
3、建立了形态改良、亚种间杂种优势及远缘有利基因利用相结合的两系法超级杂交稻育种技术路线。