生產流程大致是這樣:一開始,我們獲得了雄性不育系,但是不育系雄蕊是發育不正常的,只有雌蕊,沒法完成授粉,自然就沒法繁殖了。因此需要找一個可以讓雄性不育系能夠繁殖的品系來負責雄性不育系的傳代。這可不能隨便到稻田里選,而是要保證既能給雄性不育系授粉,又要保證后代還是雄性不育的,所以,這個特殊品系就叫做雄性不育保持系(簡稱保持系)。有了保持系,我們就可以批量獲取雄性不育種子,實現規?;a。
準備好了大量的雄性不育系之后,接下來就是要將雄性不育系“恢復”過來,讓它重新擁有自交的能力,我們稱之雄性不育恢復系(簡稱恢復系)?;謴拖凳橇硗庖环N水稻品系,其特點是可以將花粉授予雄性不育系的雌蕊,實現了真正意義上的雜交,產生正??捎姆N子,等這個種子發育成長到開花的時候就可以同時擁有雌蕊雄蕊。
可見,雜交水稻的實現需要三種不同功能的水稻親本來配合組成。不育系是雜交的基本要求,保持系來大量擴繁不育系,恢復系則是讓不育系恢復可育產生種子并最終實現雜交。這三種親本的種子,就是新聞里提到的“親本稻種”了。
中國人在雜交水稻上的突破不僅僅是“三系雜交”。
“三系雜交”的局限性主要是育種過程比較繁雜,操作環節多,以及不同品系的水稻植株很難調控花期相遇實現授粉雜交等。于是,人們開始新的探索,尋找“光溫性不育”植株替代上述的“遺傳性不育”植株。如果能做到人為環境控制下實現“雄性不育”,就能將繁雜的“三系雜交”變成相對簡易的“兩系雜交”(也就是說不需要保持系啦)。
1973?年,湖北省沔陽縣沙湖原種場石明松在“農墾?58”晚粳大田中發現了一種被稱為“光敏感核不育”的水稻植株。他通過細致觀察發現,這種水稻植株的“雄性不育”和“雄性可育”可以相互轉化。在長日照條件下抽穗會“雄性不育”,而在短日照條件下抽穗則“雄性可育”。也就是說,通過調控稻田的光照時長可以變換雄性花蕊的育性。這個重要的發現,開啟了“光敏感核不育水稻”育種的先河。
在深入探明石明松發現的“光敏感核不育”水稻植株的不育機制的基礎上,袁隆平于?1987?年提出了雜交水稻從“三系法”到“兩系法”的發展戰略,開創了“兩系”雜交水稻育種的新階段。在上世紀90年代,我國兩系法雜交水稻研究取得突破性進展,平均畝產又增加了5%-10%。
隨后,我國又啟動了“超級雜交水稻育種研究計劃”,采用了“形態改良與雜種優勢利用相結合”的水稻超高產育種理論和技術路線來產生更加高產的雜交水稻。近些年來,隨著基因工程的改進,雜交水稻已經開始朝著“一系法”的廣闊新天地去拓展了,結合基因編輯技術和無融合生殖,未來雜交水稻可能會實現更多讓人瞠目結舌的突破。
如今雜交水稻已經全面開花,國內多個水稻研究機構推出了許多雜交水稻品種,滿足了不同地理氣候土壤條件下的雜交水稻種植。
雜交水稻也不負眾望,產量節節攀高。2000年,超級雜交水稻畝產突破700公斤,2004年、2012年和2014年分別突破了800公斤、900公斤和1000公斤,到了2023年超級雜交稻高產攻關畝產更是達到了1251.5公斤。
這是什么概念?在上世紀50年代,水稻的單季平均畝產才170公斤,現在的產量是當年的7倍還多。而雜交水稻的超高產量也達到了我國目前水稻平均水稻單季平均畝產470公斤的兩倍多。不僅如此,雜交水稻還走出國門,在全球數十個國家開展了雜交水稻的研究和示范種植,年種植面積近800萬公頃,為世界糧食安全做出了中國貢獻。
不勞而獲!危害國家糧食安全!
為什么賣種子會跟國家安全有聯系?相信看完當年為了尋找雜交水稻親本我們付出的努力,你就會明白了。
尋找雜交水稻親本是非常耗時耗力且機會渺茫的,當年我們付出了巨大的努力才最終找到了特殊的水稻從而得以開展雜交研究。并且這些年我國一直在投入巨大的人力物力在進行雜交水稻相關研究。間諜卻想著不勞而獲,直接獲得我們的雜交水稻親本,有了這些親本,他們就可以直接生產雜交水稻了,這直接侵犯了我們的權益。
這些我們經過辛辛苦苦開發的種質資源如果流傳到國外被開發利用后,可能會以高價回流到國內,導致我們承擔更高的種子費用,甚至還可能出現侵權的情況,這對于我們的糧食安全也是一種隱患。
當然,你可能會問,為什么他們不去竊取普通的雜交水稻,而是要竊取雜交水稻親本種子呢?
答案就在于,雜交水稻和所有的雜交作物一樣,如果用其后代繁殖,就會出現性狀分離,良莠不齊。所以必須用親本種子進行配制雜交才能實現優良性狀,所以盜竊普通雜交水稻種子是沒意義的,必須是雜交水稻的親本稻種。
事實上,民以食為天,糧食安全是國家安全的核心之一,因此我國發布的《中華人民共和國種子法》也明確規定,國家對種質資源享有主權。因此,任何單位和個人都不得擅自向境外提供種質資源!
任何單位和個人向境外提供種質資源,或者與境外機構、個人開展合作研究利用種質資源的,應當報國務院農業農村、林業草原主管部門批準,并同時提交國家共享惠益的方案。
正因為如此,我們要保護種質資源,尤其是最核心的親本種子。
參考文獻:
[1] Wang, Mumei, et al. "Advances on the study of diurnal flower-opening times of rice." International Journal of Molecular Sciences 24.13 (2023): 10654.
[2]袁隆平.水稻的雄性不孕性[J].科學通報,1966,(04):185-188.
[3]朱冠楠.曹幸穗.雜交水稻和雜交小麥的選育(1960—2000年)丨面向國民經濟主戰場的新中國農業科技[J].中國科學院院刊. 2019,34(09):1036-1045