粳型光敏感核不育水稻之謎

　　繼秈型雜交水稻在世界上第一個(gè)育成之后，我國(guó)粳型光敏感核不育水稻育種又獲得重大突破。粳型光敏感核不育水稻是由湖北農(nóng)藝師石明松于70年代發(fā)現(xiàn)的。它在強(qiáng)日照條件下呈雄性不育性，在短日照條件下則保持可育性。由于這種可轉(zhuǎn)換育性的新材料的發(fā)現(xiàn)，將為雜交水稻制種難，找到了一條新的途徑。雜交水稻制種一般需要“三系”，即“不育系、保持系、恢復(fù)系”。光敏感核不育材料可集不育系與保持系為一體，使雜交水稻制種工作由過(guò)去的“三系法”向現(xiàn)在的“兩系法”過(guò)渡成為可能。近年來(lái)，我國(guó)已利用光敏感核不育材料配成了兩系雜交新組合，被國(guó)際科技界稱為水稻育種史上又一個(gè)世界之最。可是，長(zhǎng)期以來(lái)，“光敏感核不育”水稻的育性轉(zhuǎn)換機(jī)理一直是科學(xué)界的難解之謎。國(guó)家科委自80年代以來(lái)先后列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目和“863”計(jì)劃項(xiàng)目，并取得階段性成果。1988年，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)再度列入重大研究課題，資助165萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)，組織中國(guó)水稻研究所、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、湖北省農(nóng)科院等10個(gè)單位100多名專家聯(lián)合攻關(guān)。攻關(guān)課題組成員從生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)、育科學(xué)等多學(xué)科展開(kāi)全面攻關(guān)，終于揭開(kāi)了“粳型光敏核不育”水稻育性轉(zhuǎn)換之謎：長(zhǎng)日照經(jīng)葉片上光敏色素接受，通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)傳遞，在細(xì)胞核內(nèi)產(chǎn)生生理化學(xué)變化，導(dǎo)致花粉失去生殖能力；育性轉(zhuǎn)換受一對(duì)或兩對(duì)基因控制，日照臨界點(diǎn)為每天14小時(shí)。這一秘密的揭開(kāi)，人們就可選擇利用期季性日照長(zhǎng)短播種，使光敏感不育材料在長(zhǎng)日照下雄性不育，由套種在行間的恢復(fù)系來(lái)自然授粉。這樣雜交水稻就可以實(shí)現(xiàn)兩系法制種。與此同時(shí)，攻關(guān)課題組還研究提出了育性轉(zhuǎn)換的光溫控制模式；建立了光周期敏感性和光敏不育性的光周期反應(yīng)的理論假說(shuō)；發(fā)現(xiàn)了粳型光敏感核不育水稻存在的特異蛋白質(zhì)；初步探明了其用于兩系雜交育種的規(guī)律等，專家們用心血和汗水完成了177篇學(xué)術(shù)論文、兩本專著，帶出了33位博士、碩士研究生，培育出的兩系雜交新組合1993年在湖北已推廣10萬(wàn)畝。盡管已經(jīng)取得這么多的科研成果，但不等于光敏感核不育水稻育性轉(zhuǎn)換之謎完全揭開(kāi)，中國(guó)水稻所的科技人員在研究中發(fā)現(xiàn)，光敏感核不育材料除了對(duì)光照反映敏感外，對(duì)溫度反映也較為敏感。這對(duì)兩系法制種的可靠性還有待進(jìn)一步探討。也就是說(shuō)，光敏感核不育材料如果在制種授粉期遇到連續(xù)陰雨，由于多雨寡照和溫度較低時(shí)，它本來(lái)應(yīng)該完全不育而變成可育怎么辦。