突破兩系雜交稻制種的瓶頸

在實現(xiàn)增產的同時，袁隆平也看到，三系雜交水稻存在育種程序和生產環(huán)節(jié)比較復雜、種子成本高、推廣環(huán)節(jié)較多、再增產難度較大等不足。袁隆平經(jīng)過長時間的思考后，決定簡化制種手續(xù)，由三系法向兩系法過渡，使雜交水稻產量再上臺階。

1986年10月，在長沙舉辦的世界首屆雜交水稻國際學術討論會上，袁隆平做了題為《雜交水稻研究與發(fā)展現(xiàn)狀》的報告。他在報告中提出了雜交水稻發(fā)展的戰(zhàn)略構想：

“……今后，雜交水稻育種的方法，必然要由繁到簡，從三系簡化到兩系再到一系；雜種親緣的利用范圍必須由近到遠，從品種間推廣到亞種間再到遠緣間，雜種優(yōu)勢必須由強到超強方向發(fā)展……”

來自美國、日本、巴西、英國、埃及與東南亞等20多個國家和地區(qū)，以及我國的雜交水稻專家被他的精彩而充滿理性的報告所折服。大會一致同意將這一設想作為會議的主題寫進了會議文件。國際水稻研究所所長斯瓦米納森博士說：“國際上認為，水稻高稈變矮稈，是第一次綠色革命；雜交水稻研究的成功和推廣應用，可以說是第二次綠色革命。袁隆平先生的杰出貢獻享譽世界，現(xiàn)在，他提出的新的戰(zhàn)略構想將使雜交水稻的前景更加燦爛，魅力無窮?！?/p>

1987年，兩系法雜交水稻研究被列為國家“863”計劃生物工程項目中的101-1號專題，袁隆平出任該課題的專題組長、首席責任專家，主持全國16個單位協(xié)作攻關，從而使全國的雜交水稻研究出現(xiàn)了重大突破。

實現(xiàn)兩系法，簡單地說，就是要使原來的不育系、保持系和恢復系三系中省去一系，同樣達到應用雜種優(yōu)勢的目的。

實際上，在醞釀兩系法研究的同時，袁隆平就已開始了一系列實驗，但這些實驗沒有成功。是否有其他成功的途徑呢？他想到了植物的光、溫敏核不育的遺傳。光、溫敏核不育的遺傳由于屬于十分復雜的生態(tài)遺傳，長期以來，一直作為有害性狀被育種家舍棄。

簡單地說，光敏型是在長日照下表現(xiàn)雄性不育，在短日照下育性恢復正常；溫敏型則是在高溫下表現(xiàn)雄性不育，在較低溫度下轉變?yōu)榭捎?。但光敏不育材料只能在一定的溫度范圍內才表現(xiàn)光敏特性，如超過這個溫度范圍，光的長短對育性轉換不起作用。袁隆平?jīng)Q定大膽嘗試利用光、溫敏核不育與廣親和性為基礎，向兩系法進軍。

1987年7月16日，安江農校青年教師鄧華鳳在秈稻中發(fā)現(xiàn)了一株光敏核不育系。經(jīng)過三代繁殖和觀察，證實了這株兩系不育材料的農藝性狀整齊一致，是一種新的寶貴的光、溫敏不育系。1988年8月，在懷化對鄧華鳳的兩系不育材料舉行了鑒定會。會上，袁隆平正式命名這種材料為“安農S-1”?！鞍厕rS-1”的發(fā)現(xiàn)，終于沖出了制約兩系法育種的瓶頸。

緊接著，一個個新的光、溫敏不育系材料被發(fā)明、被轉育發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過3年探索，袁隆平研究團隊終于發(fā)現(xiàn)了水稻光溫敏不育性轉換與光、溫關系的基本規(guī)律，一套有效的選育實用光溫敏不育系的技術路線很快形成。

經(jīng)過9年的努力，以袁隆平為首的科研協(xié)作組先后攻克了光溫敏不育系的選育、不育系不育起點溫度遺傳漂移的控制、低溫敏核不育系繁殖、原種提純與生產、兩系強優(yōu)組合選配、亞種間雜種優(yōu)勢利用的四大障礙(植株過高、生育期過長、結實率低、籽粒充實度差)等一系列技術難關，兩系法雜交水稻于1995年獲得成功，應用技術成熟配套，開始逐步推廣。兩系法雜交水稻的研究成功，被寫進了1996年的國務院政府工作報告，同年被兩院院士評為全國十大科技新聞并位居榜首。

兩系法育種除了克服了三系法雜交稻的不足外，還提高了選配強優(yōu)組合的概率，擴大了品種間雜種優(yōu)勢，具有進一步提升單產、提高品質等優(yōu)點，是水稻育種技術又一革命性進步。

兩系法雜交水稻一般比同熟期三系法雜交水稻增產5%～10%，截至2012年，全國累計推廣兩系雜交水稻4.99億畝，增產稻谷110.99億千克，增收271.93億元，使我國雜交水稻的研究與應用繼續(xù)保持世界領先地位，續(xù)寫了“東方魔稻”的新篇章。