Question

为什么杂交水稻的研发非常艰难？

我所看到报道袁隆平的介绍，都在说杂交稻研发非常艰难，但是都语焉不详地谈了几句就转向介绍种植杂交稻的巨大利益。
为什么这种具有重大利益的项目，全世界的研发力量却长期没有什么很大的成果呢？是和水稻这种物种本身的特性有什么相关么？
袁隆平的三系杂交稻中的不育系、保持系、恢复系分别具体是什么意思？

Answer 1

三系即不育系,保持系和恢复系,是杂交育种的一种技术方法,通过三系配套,可以使作物的杂种优势得到充分利用,从而培育出既高产又抗病虫害的作物新品种.我国的杂交水稻就是采用这个方法获得突破的.同样,棉花具有明显的杂种优势，但由于始终未能解决细胞质不育引起减产的瓶颈问题，国内外三系杂交棉研究一直没有取得大的进展。
==============================

所谓三系是：①雄性不育系。雌蕊发育正常，而雄蕊的花粉退化或败育，不能自花授粉结实。②保持系。雌雄蕊发育正常，将其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不仅可结成对种子，而且播种后仍可获得雄性不育植株。③恢复系。其花粉授予不育系的雌蕊，所产生的种子播种后，长成的植株又恢复了可育性。
===============================

雄性不育系（male sterile line）
来源：生命经纬
雌雄同株植物中，雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实，并能将雄性不育性遗传给后代的植物品系。雄性不育一般可分为3种类型。（1）细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。通常以单一的细胞质基因S和N分别代表雄性不育和雄性可育。用可育株花粉给雄性不育株雌蕊授粉，能正常结实，但F1植株仍表现为雄性不育的母体性状，因而不能自交产生F2，农业生产上不能利用。（2）细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传，雄性不育性大多为一对隐性基因（msms）所控制，正常可育性为相对的显性基因（MsMs）所控制。雄性不育株与正常株杂交，F1植株为雄性可育（MsMs）；F1自交产生的F2，可育株与不育株之比为3∶1，难以用普通方法保持雄性不育系，在农业生产上也不可能广泛利用。（3）核-质互作不育型，表现为核-质互作遗传。不但需要细胞质有不育基因S，而且需要细胞核里有纯合的不育基因（rfrf），二者同时存在，方能使植株表现为雄性不育。如胞质基因为可育N，则不论核基因是可育（RfRf）还是不育（rfrf），都表现为雄性可育。同样，如核里具有可育基因（RfRf）或（Rfrf），则不论胞质基因是可育N还是不育S，也都表现为雄性可育。这种由核-质互作形成的雄性不育系，其遗传组成为S（rfrf），不能产生正常的花粉，但可作为杂交母本。由于能找到保持系N（rfrf）〔用它与不育系杂交，所产生的F1仍能保持雄性不育，即：S（rfrf）（♀）×N（rfrf）（♀）→S（rfrf）（F1）（不育）〕并能接受恢复系S（RfRf）或N（RfRf）〔用它们与不育系杂交，所产生的F1都是可育的，即：S（rfrf）（♀）×S（RfRf）→S（Rfrf）（F1）（可育），或S（rfrf）（♀）×N（RfRf）→S（Rfrf）（F1）（可育）〕的花粉，使F1恢复为雄性可育，F1植株自交产生F2，所以在农业生产上可以广泛应用。雄性不育系可以免除人工去雄，节约人力，降低种子成本，还可保证种子的纯度。目前水稻、玉米、高粱、洋葱、蓖麻、甜菜和油菜等作物已经利用雄性不育系进行杂交种子的生产；对其他作物的雄性不育系，也正在进行广泛的研究。
------------------------------

保持系（maintainerline）
来源：生命经纬

当作为父本与不育系杂交时，能使F1保持雄性不育性的植物品系。保持系的遗传组成为N（rfrf），不育系的遗传组成为S（rfrf），它们杂交后所产生的F1仍然是不育的即：S（rfrf）（♀）×N（rfrf）（♀）→S（rfrf）（F1）（不育）。为此，保持系的细胞核必须具有与不育系一样的纯合不育基因，即rfrf，而细胞质则具有能育基因N。这样，保持系的雄性器官仍能正常发育并自交结实，又能作为父本与不育系杂交，使不育系的雄性不育性不断遗传下去，所以保持系是不育系赖以传代的必不可少的父本品系。农业上利用的保持系一般都与不育系属于同一品种。
--------------------------------------

恢复系（restoring line）
来源：生命经纬
当作为父本与不育系杂交时，能使F1恢复为雄性可育且能正常结实的植物品系。恢复系的遗传组成为S（RfRf）或N（RfRf）。由于核遗传起主导作用，故不论胞质基因是不育（S）还是能育（N），它们均表现为雄性可育。用它们与不育系杂交，F1都是杂合可育的，即：S（rfrf）（♀）×S（RfRf）（）→S（Rfrf）（F1）（可育），或S（rfrf）（♀）×N（RfRf）（）→S（Rfrf）（F1）可育。就是说，恢复系不仅本身是雄性可育的，而且能使不育系产生的F1恢复为雄性可育。通常有众多的品系可使同一个不育系恢复为雄性可育，农业生产上应选择恢复性能强、杂种具有较高的自交结实率、有较好的杂种优势、增产幅度较大的品系作为恢复系。为此，常从与不育系地理距离远、生态型不同、性状差别大的品种或品系中经过测交选出具有生产价值的作为恢复系（见不育系）。

水稻不育系、保持系和恢复系是怎么回事?
http://www.qhdcl.heagri.gov.cn/default3.aspx?id=2085

Answer 2

种种迹象表明，到2005年，转基因稻米可能获得准生证，进而走上餐桌，中国有可能成为世界上第一个大面积种植转基因口粮的国家。这被认为有助于解决中国粮食安全，增加农民收入；但国内外一些人士担心，其中仍然潜藏着风险在过去近5年中，尽管试验田的面积在不断扩大，但中国没再给任何转基因作物发放准生证。考虑到2003年初，一场对转基因食品质疑的口水战，以及由此引发的公众恐慌，新的转基因作物得到批准的前景似乎还不明朗......
请看:
http://www.people.com.cn/GB/keji/1059/2994934.html

Answer 3

首先，杂交水稻实验的目的，是为了得到有利于人们的物种，比如我们希望果粒更大更饱满，产量更多，营养更丰富，生产周期更短等等。
但是杂交想得到我们想要的特殊品种，利用的是基因遗传的变异性，其概率并不是很高，正常的水稻培育出变异的品种概率非常之低，大概是万分之一甚至耕地，杂交可以大大提高这个变异率，但是也并不是非常高，差不多在百分位。
另外，基因的变异方向是不可控的，我们无法确定哪次得到的会是我们需要的，所以最初，只能等到看结果才知道。所以需要大量的实验。同时满足很多方面的需求就更难了。所以我们要不断的杂交，不断地让品种变异，比如这次培育中，发现某些符合一部分要求，提出来再选择杂交配种，争取下一代里能有符合其他要求的，但是选择杂交配种，就是个技术或者技巧问题，需要经验和判断力。
杂交中，也会运用很多催化变异的手段，比如我们都知道，辐射可以刺激基因遗传变异等等。这些手段的结果都是未知的，需要探索。

Answer 4

难在管理。几十种水稻×多种杂交方式×多种土地环境=超多须隔离的稻种。每日计录全数据。。。。。最后统计分析等等。。。。。。忙死你🤔。我想就是这么回事。。。

Answer 5

水稻是雌雄同体，要想杂交只有找到雌性退化或雄性退化的品种。袁隆平的学生花了五年时间才找到。