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  1. 雜交水稻 Hybrid Rice

  2. 雜交稻 (Talk Outline) • 雜種優勢 • - 水稻雜種優勢利用概況 • - 中國雜交水稻之父(袁隆平) • - 中國雜交稻的發展 • - 國際上有關雜交稻的研究概況 • 水稻雜種優勢利用的途徑 • 三系法、二系法、一系法 • 化學除雄(emasculation), 基因轉殖創造雄不育系 • 水稻雄不育基因 • 稔性恢復基因來源 (Restorer genes-Rf) • 廣親合性基因WC(Wide compatibility genes) • VI. 雜交水稻種子的生產

  3. 上課重點 1. 雜種優勢 Hybrid Vigor (heterosis)?. 2. 雜交水稻 hybrid rice? 3. 雜交水稻(hybrid rice)與一般稻(ordinary rice) 之異同? 4. 雜交水稻之生產與一般農夫之生產操作有何不同? 5. 高產水稻品種 HYVs (high-yielding varieties), 現代水稻品種 MRVs (modern rice varieties), 傳統水稻品種 conventional (inbred) varieties, 新型水稻品種 NPT (new plant type) 超級水稻 super Rice? 此些水稻品種與雜交水稻有何不同?

  4. Suggested reading:

  5. I. 雜種優勢 兩個遺傳性不同的品種或類型經過雜交, 其雜交一代表現比雙親具有較強的 生活力、生長勢、適應性、抗逆性和豐產性, 這種超親現象稱為雜種優勢。 水稻雜種優勢的生理基礎 生長旺盛、光合勢強,因而光合產物多, 乾物質積累豐富,為大穗多粒創造了物質基礎。 株高、開花期、乾物產量、收穫指數、根特性、 光合作用、呼吸作用、淨同化率、葉面積指數、 對溫度之耐性、對其他逆境之耐性、及生化特性等

  6. Heterosis For Higher Crop Yield Rice China is particularly well advanced in rice hybrid breeding, which contributed to the single largest contribution in rice yield increase in last fourty years.

  7. I - 1. 水稻雜種優勢利用概況 遠自1926 年即已知水稻具有雜種優勢, 但是有關的研究進展緩慢。 1970 年代中國開始推展雜交稻栽培, 並獲得顯著成效,才促使 IRRI 及其他國家的重視 ,積極投入研究。 由試驗數據顯示雜交水稻產量之雜種優勢 在 1.9 ~ 368.9%,而商業生產上普遍呈現的 雜種優勢為 20 -30%。

  8. Yuan Longping (China’s most famous “farmer”) 袁隆平 (中國雜交水稻之父) (1930-

  9. 袁隆平的生平 1930年出生於北平協和醫院。 1949年考入重慶相輝農學院。 1950年因院系調整併入重慶新建的西南農學院農學系就讀,1953年畢業,分配到湖南省安江農校教書。 1960年開始從事水稻雄性不育試驗。 1971年調任湖南省農業科學院新成立的雜交稻研究協助組 技術負責人。 1980年首次應邀美國及菲律賓進行雜交製種技術指導。 1987年獲聯合國教科文組織頒發年度科學獎。 1995年當選中國工程院院士。 2006年當選美國科學院的外籍院士。

  10. 袁隆平研究水稻的原因 袁隆平自小開始便對米情有獨鍾,對大自然的其他事物亦感興趣。在學及教書期間亦不斷探索大自然,進行各式各樣的植物雜交實驗。 1960-62年發生的三年自然災害時,袁先生驀然發現糧食的重要性。及後決定要改善中國農業的精髓,提升糧食的素質。

  11. If I dress like city folk,they will feel awkward and won’t speak their minds to me. Anyway, if you are wearing your best clothes, how are you going to get into the fields?

  12. 大陸農民提及這些年富了,要感謝兩個‘平’:大陸農民提及這些年富了,要感謝兩個‘平’: 一個是給政策的鄧小平,一個是給種子的袁隆平。 這是今年的第16 個野勘日,勘察到的第6400 穗稻穗, 終于發現了第一株天然雄性不育水稻。發現時間: 1964 年7月5日午后2點25分。 發現地點:安江農校水稻實驗田。水稻品種:洞庭早稻。” 1965年,“知識+汗水+靈感+機遇”,終于成全了袁隆平 的第一份心願。這年,他和愛妻一道,又在安江農校實驗農場 和周邊生產隊的稻田里,歷經又一度脫皮和數度中暑, 通過對8500多穗、加上去年總計達14000多穗 揚花期稻穗的仔細觀察,新找到了5株、加去年總共6 株 天然雄性不育水稻。經測算,他得出水稻天然雄性不育 的發生概率大約為三千分之一。其不育情况可分為三種類型, 即無花粉型、花粉敗育型和花粉退化型。當時叫部分雄性不育型 。

  13. 從1964年到1974年的十年時間裹,袁隆平和他的助手先後選用了一千多個水稻品種,做了三千多個雜交組合實驗,通過一萬多次測試。 1964 年,湖南安江農校(現名黔陽農校)袁隆平在洞庭早秈中發現敗育型雄不育株,開始了水稻雜優育種的研究。1970 年 10 月湖南黔陽農校李必湖在海南島崖縣發現了雄不育野生稻植株(通稱野敗),為雜交水稻(hybrid rice)之開始,為育成秈型水稻三系提供了細胞質親本。並於1973年三系法配套獲得成功,1975年開始在全國迅速推廣,增產達20%。

  14. 文革中袁隆平被扣上了“搞資產階級盆盆鉢鉢“,走”白專道路“等帽子,毛主席制定的農業八字法: 水、肥、土、種、密、保、工、管。他卻說還要加一個字:時。因此被打成“反革命”。他精心培育的試驗秧苗被人扯掉丟在井裏。袁隆平對鄧哲說: 你要有思想準備, 我可能要上臺挨批鬥,還要進牛棚。鄧哲卻勸慰和鼓勵他:頂多是雙開除,你去當農民,我跟你一塊去,只要不離開土地,我們還是可以把雜交水稻搞成的。

  15. 雜交水稻是我這一生當中,執着追求的 一個最寶貴的東西。--------------袁隆平 “喜看稻菽千重浪,遍地英雄下夕烟。” 袁隆平說我做過一個夢夢見雜交水 稻的莖桿像高梁一樣高,穗子像掃帚一 樣大,稻穀像葡萄一樣結得一串串,我 和我的助手們一塊在稻田裏散步,在水稻 下面乘凉。

  16. For the benefit of the people in the whole world, our Center and I are well prepared to help other countries to develop hybrid rice

  17. The 9th International Hybrid Rice Training Course

  18. I - 3.中國雜交稻的發展 Breakthrough in rice yield in China Super hybrid rice ms & Rf sd1 1. 20世紀 60年代 2. 20世紀 70年代

  19. 1996年中國農業部“超級雜交稻(super hybrid rice)育種計畫---總理基金、國家”863”計畫 水稻單位面積產量 2000年10.5 ton/ac (第一期)-- 兩優培九 2005年12.0 ton/ac (第ニ期)-- 培矮88S/0293 2015年13.5 ton/ac (第三期)

  20. 中國雜交稻的發展可分為四個時期: 1975–1979:試驗、示範及推廣期, 推出第一套的雜交稻,面積約 5 百萬公頃, 平均單位面積產量 4.7 t/ha,比自交稻提高約 20%。 1980–1981:調整期,面積保持未變, 但推出某些雜交種可抗病蟲,使單位面積產量 提高至 5.3 t/ha。約12雜交稻品種(1980)。 1982–1985:持續發展期,面積增加到約 1 千萬公頃, 單位面積產量再提高到 5.9 – 6.5 t/ha, 與 IRRI 合作,育成早熟種。 1986–1991:快速穩定發展期, 面積增加到 1 千 7百60萬公頃, 平均單位面積產量 6.6 t/ha。

  21. Top ten hybrids planted in 2000-2002

  22. Nine two-line hybridsregistered nationally

  23. Shanyou 63 (Themost popular wild abortive (WA)-type hybrid)

  24. CNRRI: Xieyou 9308 12.2t/ha (China National Rice Research Institute ,中国水稻研究所 )

  25. 后期功能型杂交稻协优9308

  26. JAAS: Liangyoupeijiu (Hybrid) 12.2t/ha

  27. CNRRI:Zhongzheyou 1 12.3 t/ha Farmers’ words: Ideo-plant type, good quality and high yielding

  28. CNRRI:Guodao 6, 12.1 t/ha

  29. FAAS: IIyouming 86 12.7t/ha

  30. FAAS: IIyouhang 1 13.7t/ha

  31. SAAS: Chuanxiangyou 2 12.6t/ha

  32. SAAS: IIyou602 11t/ha+ 3.5t/ha (ratoon)

  33. SCAU: Dyou527 12.2t/ha

  34. LAAS: Liaoyou1052 11.4t/ha

  35. Set a record yield of 17.1 t/ha in 1999

  36. Super Hybrid Rice

  37. I - 4. 國際上有關雜交稻的研究概況 中國以外,研究雜交稻面積最多的單位即是 IRRI 。 IRRI 自 1980 年代開始著手雜交稻的育種, 其 1989–1995 推出的新品種均有極高的增產潛力。 其他重要的稻米生產國家,也逐漸加入研究行列, 與 IRRI 合作。

  38. Hybrid Rice outside China • Hybrid rice commercialized in Vietnam and India • Vietnam: • 600,000 ha in 2003 • Yield: 6.3t/ha against 4.5 t/ha for inbred • Second largest rice export country

  39. Hybrid Rice outside China Good progress has been made in: • Philippines • Bangladesh • Indonesia • Pakistan • Ecuador • Guinea • USA