陈建三：无性生殖育种是植物育种发展的方向

（陈建三是中国农科院作物科学研究所研究人员，长期从事植物无融合生殖育种。无性生殖育种的产业链是常规育种→杂交稻育种（它比常规育种增产15%左右）→固定植物杂种优势育种（它比杂交稻育种增产5%左右）→双优稻育种（它比固定植物杂种优势育种增产10%左右）。）
一、发现植物无性生殖的遗传背景
1865年2月2日和3月8日，孟德尔在布隆由自然科学研究学会召开的讨论会上宣读了他的《豌豆杂交试验》论文。直到1900年由荷兰的休戈·德弗里斯，德国的卡尔柯仑斯和奥地利的和丘歇马克才证明了孟德尔发现的遗传规律的正确性。但是直到2014年整整150年里没有新的遗传规律的发现。1930年，摩尔根用果蝇作实验材料发现了遗传交换规律，连同孟德尔的遗传因子分离律和自由组合律一起成为经典遗传学三大规律。1933年摩尔根获得生理学和医学的诺贝尔奖金。孟德尔的三大规律是描述植物有性生殖遗传规律，但是，植物界也存在广泛的植物无性生殖现象如腊梅科、百合科、早熟禾、仙人掌、茄科、兰科等等，这些植物是否也存在无性生殖遗传规律，陈建三（1970年）开始研究西非长花药野生稻。该野生稻的染色体组是AgAg，具有长花药，大柱头，雌雄蕊发达，但不亲合，不结种子，依靠根茎繁殖，属于无性生殖植物。用它与亚洲栽培稻染色体组是AA杂交在杂种F2、F3代出现了固定品系如粳稻84-15，籼稻3027。这一发现震动了植物遗传与育种学界。当时，陈建三判断这是植物无性生殖遗传现象，直到2014年在《植物遗传资源学报》15（2）；447-456发表“一个植物无性生殖遗传规律的发现”和在2014年《中国种业》第10期35-36页发表“勿需大田制种的杂交水稻育种技术”论文。
二、二个植物遗传规律机理的区别

研究项目

无性生殖遗传

孟德尔有性生殖遗传

遗传学

F2代群体分离

类型少（1-4个）

固定杂种

F2代个体分离 类型多

多代自交纯合才能遗传稳定

胚胎学

珠心胚生殖

孤雌生殖

合子胚生殖

细胞学

固优稻胚乳细胞染色体数目2n=24

F2代细胞减数分裂I形成再组核，细胞减数分裂II有丝分裂固定杂种

常规稻胚乳细胞染色体数目3n=36，F2代细胞减数分裂I不能形成再组核，细胞减数分裂II有丝分裂不能固定杂种

分子标记

杂种F2代相同基因位点是纯合，不同基因位点是杂合能固定杂种，简称“纯合固杂”

杂种F2代相同基因位点不能纯合，不同基因位点不能杂合稳定。

三、二个植物遗传育种的区别

研究项目

无性生殖遗传

孟德尔有性生殖遗传

野栽杂交育种

杂种F2代能固定杂种优势

成功的例子是丰两优1号X长野F2固定

杂种F10代以上才能纯合稳定，不能利用杂种优势

籼粳杂交育种

杂种F2代能固定杂种优势

成功的例子是粳稻84-15X密阳23F2代固定

杂种F8-F10代才能纯合稳定，不能利用杂种优势

品种间杂交育种

杂种F2代能固定杂种优势

成功的例子是粳稻84-15X粳稻喜峰F2固定

杂种F7-F8代才能纯合稳定，不能固定杂种优势


四、无性生殖育种是植物育种发展的方向
常规育种是孟德尔遗传规律作指导其优点是育种方法简单，种子能多代利用、优质、适应性广，缺点是不能利用植物杂种优势，育种周期长。杂交稻育种也是孟德尔遗传规律作指导其优点是能利用植物杂种优势，缺点是杂种只能使用一次，制种技术复杂。固优稻是以植物无性生殖遗传规律作指导，能利用植物杂种优势，育种周期短，种子能多代利用，优质、适应性广。很明显，它是一个把常规稻的优点和杂交稻的优点合成一体的新的育种途径。因为这个育种方法能在杂种F2代固定杂种优势，所以称为快速育种新途径。又因为此育种机理是植物无性生殖，所以称为植物无融合生殖育种途径。
综合上述，植物无融合生殖育种的产业链是常规育种→杂交稻育种（它比常规育种增产15%左右）→固定植物杂种优势育种（它比杂交稻育种增产5%左右）→双优稻育种（它比固定植物杂种优势育种增产10%左右）。这样。固优稻育种的概念是固定杂种优势育种；双优稻育种的概念是2个或2个以上固优稻的杂交育种，由此看来，双优稻的优点是很多的，如勿需大田制种，杂种能多次利用、优质、高产、多抗，种子成本低，适应机械化操作，有利于中国、世界杂交水稻推广，能够实现中国、世界水稻增产增效。这是植物遗传与育种发展的方向。 （新浪）

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